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關(guān)鍵詞:延邊;高嶺土;對策
中圖分類號:F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
高嶺土是一種用途十分廣泛的非金屬礦物,質(zhì)地純凈,耐火度高,具有良好的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性 [1] 。由于它具有多種工藝性能,被廣泛地應(yīng)用于造紙、陶瓷、橡膠、化工、電子、涂料、耐火材料等幾十個行業(yè)。類型主要分為煤系高嶺土、軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土。
延邊州高嶺土資源豐富,但尚未得到有效的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。為科學(xué)合理開發(fā)延邊州高嶺土資源,發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè),應(yīng)深入了解國內(nèi)外高嶺土資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、高嶺土開發(fā)過程中存在的問題和技術(shù)發(fā)展趨勢等,研究延邊州安圖縣高嶺土資源特點,結(jié)合本地相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,提出延邊州高嶺土產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策。
1 國內(nèi)外高嶺土資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.1 資源分布現(xiàn)狀
目前,全世界高嶺土的探明儲量約242.3億t,儲量較大的地區(qū)有美國、巴西、英國,中國等[2] 。截止2009年末,我國已探明200多個高嶺土礦點,總儲量約30億t,主要分布在廣東、廣西、福建、江蘇、河南、山西和內(nèi)蒙古等省。其中,煤系高嶺土儲量約17億t,主要分布在北方地區(qū);軟質(zhì)高嶺土主要集中在蘇州一帶;砂質(zhì)高嶺土主要分布在南方地區(qū)。其中,廣西合浦縣、廣東茂名市、福建龍巖市三大礦區(qū)總儲量占全國砂質(zhì)高嶺土資源量的80%以上[3]。
1.2 進出口情況
世界主要高嶺土出口國有美國、英國、巴西、中國、捷克等,主要進口國有日本、加拿大、芬蘭、西班牙、比利時等。美國是世界最大高嶺土出口國,主要出口到日本、加拿大、芬蘭、韓國等[4]。我國出口的高嶺土多為原礦和粗精礦,進口的多為高檔涂料級高嶺土。如福建龍巖主要出口陶瓷級原土;廣東茂名主要出口造紙級產(chǎn)品。我國出口流向主要為東南亞國家等,與我國高嶺土出口競爭激烈的是美國、巴西。我國高嶺土出口處于劣勢的主要原因有:黏濃度較低,美國的產(chǎn)品黏濃度可達(dá)到70~72,我國主要以68為主;選礦成本較高,以至于我國的對外報價較高[5]。
1.3 國內(nèi)外高嶺土企業(yè)
國內(nèi)高嶺土加工行業(yè)有以下幾個重點企業(yè):
1.3.1中國高嶺土公司(江蘇),是全國最早、最大采選聯(lián)合企業(yè)(三礦區(qū)、四選廠、一個科研所)。
1.3.2福建龍巖高嶺土有限公司,其礦床產(chǎn)出的砂狀高嶺土,由于含鐵量較低,是電瓷、陶瓷的理想原料,產(chǎn)品達(dá)到或接近國際市場上SP和SSP級高嶺土產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),出口到日本、韓國、巴基斯坦和我國臺灣等地。
1.3.3茂名高嶺科技有限公司,是全國最大噴霧干燥高嶺土粉料生產(chǎn)廠,礦床主要由長石砂巖風(fēng)化沉積構(gòu)成,高嶺石晶體為假六角片狀,砂性土,白度高,是目前國內(nèi)超細(xì)粉體涂料高嶺土產(chǎn)品的最大供應(yīng)商,也是國內(nèi)首家涂料高嶺土產(chǎn)品出口創(chuàng)匯的企業(yè)[6]。
與延邊臨近的日本、韓國主要以進口高嶺土為主。韓國高嶺土資源可開采儲量為52.8萬t,遠(yuǎn)景儲量為786.7萬t,總體資源量小、品質(zhì)不高。韓國高嶺土主要進口國為美國、巴西、中國、英國、日本。日本高嶺土礦床在全島普遍分布,主要在木宮、柿野、御作等礦區(qū),大部分用于國內(nèi)陶瓷、耐火材料和填料、涂料等。日本是亞洲最大的高嶺土進口國,年進口量為130萬t,主要從美國、巴西進口,部分從亞洲國家進口。日本造紙用高嶺土生產(chǎn)企業(yè)是日本造紙(Nippon paper)會社和Oji造紙會社。據(jù)有關(guān)資料反映,日本造紙用高嶺土產(chǎn)業(yè)對中國的造紙用高嶺土產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注,尤其日本Oji造紙會社2003年就提出在中國生產(chǎn)120萬t/年的造紙用高嶺土填充粉生產(chǎn)線的計劃。
2 高嶺土開發(fā)中存在的問題和發(fā)展趨勢
2.1 技術(shù)問題
目前,我國高嶺土資源開發(fā)過程中還存在一些技術(shù)問題。例如:在高嶺土選礦工藝中產(chǎn)品的粘度指標(biāo)尚未能突破先進水平,造成國產(chǎn)涂料級高嶺土流變性差,很難在高速涂布機上使用。對改性技術(shù)而言還存在的問題:表面改性劑品種雖多,但對其應(yīng)用性能研究不足;改性劑質(zhì)量不穩(wěn)定;改性設(shè)備能耗較高,效率低,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn);質(zhì)量指標(biāo)的檢測技術(shù)和應(yīng)用性能的評價方面尚不規(guī)范。
高嶺土礦石中有害雜質(zhì)(鐵、鐵、硫)去除工藝,也有待改進,尤其是煤系高嶺土除雜工藝。在加工技術(shù)和設(shè)備上,以下5方面有必要加速研制:
2.1.1溫度、物料停留時間等工藝參數(shù)均可自控,生產(chǎn)量大,能耗低,白度指標(biāo)穩(wěn)定的動態(tài)連續(xù)的鍛燒工藝及設(shè)備。
2.1.2有效、穩(wěn)定的干、濕法超細(xì)粉碎與精細(xì)分級合一的粉碎分級機。
2.1.3干燥與分散解聚合的干燥機。
2.1.4硬質(zhì)高嶺土剝片技術(shù)。
2.1.5高嶺土間層技術(shù)[5]。
雖然我國高嶺土加工技術(shù)取得了較大進展,但與國際水平相比,差距還很明顯。目前,高嶺土企業(yè)都在不斷研究創(chuàng)新實用的高嶺土加工技術(shù),這些技術(shù)的主要特點是低消耗、大型化、自動化、高濃度等。
2.2 環(huán)境影響
高嶺土采選過程中產(chǎn)生的污染物主要來源于固體廢棄物、廢水、廢氣及粉塵等。高嶺土礦的開發(fā)會引起植被破壞、水體污染、空氣污染等負(fù)面影響。一些企業(yè)在開采后,不采取有效措施加以恢復(fù),造成了一定程度的土地沙化、水土流失、地面塌陷和地表裂縫等現(xiàn)象。植被、林地遭到砍伐,會改變原有的生態(tài)環(huán)境,導(dǎo)致部分物種消失。而且通常情況下,高嶺土開采毀壞的植被面積大約是采坑面積的5倍左右,可見高嶺土開采造成植被破壞的嚴(yán)重性。即使開采區(qū)恢復(fù)綠化,由于土地不肥沃,植物生長較緩慢,很難恢復(fù)原樣。
高嶺土選礦的漂白工藝產(chǎn)生的廢水有強酸性,部分企業(yè)對這部分廢水未能做到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,對周圍水環(huán)境造成較大污染。另外,在礦山開采過程中,氧化、風(fēng)蝕作用可使廢堆沙場形成一個揚塵源。同時,高嶺土精選及煅燒等工序排放大量的酸霧及粉塵,危害礦區(qū)作業(yè)工人及周邊居民身體健康;高嶺土開采運輸過程可能造成礦區(qū)道路的破壞,并在運輸時形成大量揚塵[7]。
2.3 加工技術(shù)發(fā)展趨勢
從高嶺土加工技術(shù)的發(fā)展趨勢看,目前我國相關(guān)技術(shù)發(fā)展速度很快,已從初級加工發(fā)展到更加成熟的領(lǐng)域,使高嶺土的應(yīng)用更加廣泛。
2.3.1 高嶺土納米化處理
經(jīng)過不同的方法研究現(xiàn)在已經(jīng)可以得到在幾十納米范圍之內(nèi)的超細(xì)化高嶺土。納米技術(shù)應(yīng)用到高嶺土制備行業(yè)中,雖然研究應(yīng)用時間不長,但是已經(jīng)逐步表現(xiàn)出強大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景 。
2.3.2 高嶺土的插層復(fù)合材料技術(shù)
該技術(shù)可以通過插層得到更加微細(xì)的高嶺土,使高嶺土應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛、附加值更高。
2.3.3 高嶺土的表面改性技術(shù)
通過該技術(shù),高嶺土可被進一步加工制成分子篩、催化劑載體、填料和礦物材料等,可被廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠聚酯化纖的增強劑、耐老化劑等。
3 延邊州安圖縣高嶺土礦產(chǎn)及資源特點
據(jù)安圖縣提供的資料,安圖縣高嶺土礦體傾向長度300m以上,礦體走向長度1400m以上,礦體厚度50m以上,控制儲量6000萬t以上,遠(yuǎn)景儲量在1億t以上,屬于超大型砂質(zhì)高嶺土(北方主要為煤系高嶺土)。經(jīng)過多次到蘇州高嶺土研究所和上海化工研究所等科研單位進行樣品分析,表明延邊州高嶺土品質(zhì)優(yōu)于高嶺土開發(fā)的工業(yè)指標(biāo)要求。同時又對遼寧法庫陶瓷工業(yè)園區(qū)的考察研究,延邊州高嶺土儲量規(guī)模與法庫儲量相近(法庫資源儲量為5900萬t),品質(zhì)也優(yōu)于法庫高嶺土,通過對比,延邊州高嶺土具有以下特點:
3.1 SiO2和鋁含量較高
高嶺土中SiO2和鋁含量越高或越接近于高嶺石理論值則其應(yīng)用范圍越廣。
3.2 鐵鈦含量比較低
高嶺土的顏色主要與其所含的金屬氧化物或有機質(zhì)有關(guān)。一般含F(xiàn)e2O3呈玫瑰紅、褐黃色;含F(xiàn)e2+呈淡藍(lán)、淡綠色,含有機質(zhì)則呈淡黃、灰、青、黑等色,這些雜質(zhì)存在,降低了高嶺土的自然白度。其中鐵、鈦礦物還會影響煅燒白度,使瓷器出現(xiàn)色斑或熔疤。
3.3 pH值為弱堿性
一般高嶺土屬于層狀硅酸鹽礦物具有酸性,經(jīng)過煅燒的高嶺土酸性更強。品質(zhì)高的酸性高嶺土適用于造紙用高嶺土,而弱堿性高嶺土適用于橡膠工業(yè)用高嶺土。
3.4 有害物質(zhì)Mn的含量為零
若Mn的含量高,高嶺土的顏色將呈淡褐色。
3.5 DPG吸著率為7.05
一級以上高嶺土DPG吸著率區(qū)間為6.00~10.00。
3.6 扯斷力與磨耗減量在東北高嶺土中最優(yōu)
以上情況及對比分析初步表明,無論從安圖高嶺土礦的類型,還是高嶺土資源特性分析,尤其,在北方高品質(zhì)、大儲量的砂質(zhì)高嶺土礦很少的情況下,延邊州具有獨特的區(qū)位優(yōu)勢,因此具有良好的開采利用前景。
4 延邊州高嶺土產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策
4.1 高起點整體謀劃高嶺土及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃
目前,安圖縣廣源礦產(chǎn)資源開發(fā)有限責(zé)任公司提交了新設(shè)礦權(quán)申請,該礦權(quán)已納入到新設(shè)礦權(quán)實施方案當(dāng)中,得到了省廳資料館的受理。在此基礎(chǔ)上,安圖縣以撫順永信礦業(yè)有限公司作為開發(fā)主體正在謀劃集礦業(yè)開發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)和精深加工為一體的高嶺土產(chǎn)業(yè)集群園區(qū)建設(shè)藍(lán)圖,并已初步確定建設(shè)6條年產(chǎn)1.5億m2瓷磚生產(chǎn)線、年產(chǎn)10萬件精美瓷器生產(chǎn)線、年產(chǎn)2000萬t分子篩生產(chǎn)線、依托科研部門研發(fā)建設(shè)抗高溫陶瓷等高端高嶺土產(chǎn)品的發(fā)展部署。雖然安圖縣為今后高嶺土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了較好前期基礎(chǔ),但還是有必要從培育更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條、帶動其他產(chǎn)業(yè)、輻射周邊縣市等多個方面出發(fā),進一步探討研究站位更高、考慮更全的發(fā)展規(guī)劃,這對高嶺土產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展以及更加有力促進和帶動延邊州相關(guān)行業(yè)等方面十分必要和重要。
4.2 面向國內(nèi)國外積極引進實力強、技術(shù)水平高的戰(zhàn)略合作者
隨著國際化進程的推進和市場的進一步開放, 我國高嶺土面臨著幾大挑戰(zhàn),比如巴西高嶺土異軍突起,世界幾大生產(chǎn)高嶺土的公司正逐步搶占我國的資源和市場,我國高嶺土加工技術(shù)落后、產(chǎn)品低端等。因此,盡管安圖縣高嶺土的資源優(yōu)勢比較突出,但要避免成為原料供應(yīng)或初級產(chǎn)品生產(chǎn)基地,并在國內(nèi)外終端產(chǎn)品市場中立足腳跟,必須在高嶺土加工領(lǐng)域不要盲目引進相關(guān)企業(yè),要以重點放在引進國內(nèi)外大型、重點的生產(chǎn)企業(yè),這對延邊州高嶺土產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分關(guān)鍵。因此,今后對高嶺土加工企業(yè)的招商,必須在進一步全面摸清國內(nèi)甚至國外相關(guān)企業(yè)的情況下,有重點、有目標(biāo)地進行招商引資,尤其要在高嶺土礦開發(fā)和深加工有效整合進行招商,盡量避免獨家開礦,這不利于引進大型高端加工企業(yè)。此外,招商引資中考慮投資規(guī)模的同時,更要注重產(chǎn)品的技術(shù)水平、市場前景等。
4.3 高度重視和充分發(fā)揮“技術(shù)促產(chǎn)業(yè)”的作用
如前所述,高嶺土行業(yè)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品高端化和多樣化趨勢十分強勁,因此如何使科技為該產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更加良好有效的“保駕護航”作用也十分重要。結(jié)合“高嶺土產(chǎn)業(yè)園”的建設(shè),一開始就要謀劃建立相關(guān)科技服務(wù)平臺的工作。
4.3.1依托延邊州科技系統(tǒng),廣泛掌握國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究部門及專家,并選擇有關(guān)重點研究機構(gòu)確立戰(zhàn)略合作關(guān)系,聘請相關(guān)知名專家及行業(yè)知名人士,對延邊高嶺土產(chǎn)業(yè)技術(shù)及發(fā)展提供技術(shù)及智力支撐。
4.3.2依托高嶺土產(chǎn)業(yè)園區(qū),建立高嶺土產(chǎn)業(yè)園孵化器,大力引進國內(nèi)外擁有新技術(shù)的人員在園區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。
4.3.3注重與日、韓、俄等東北亞國家的科技合作交流。與延邊相鄰的日、韓、俄在高嶺土加工領(lǐng)域技術(shù)水平處世界前列,應(yīng)通過加強與他們的國際技術(shù)合作交流,培育和引進以高嶺土為原料的納米材料、航天耐高、填充原料等高端產(chǎn)品。
4.4 加強環(huán)境保護措施
由于開發(fā)高嶺土的過程會造成植被破壞、水體污染、空氣污染等,因此加強環(huán)境保護措施十分必要。借鑒國內(nèi)其他地區(qū)的經(jīng)驗和教訓(xùn),在今后開發(fā)中應(yīng)重點抓好以下幾個方面環(huán)境治理。
4.4.1 有計劃性地分段開采
一段開采完,可以用尾沙回填后恢復(fù)綠化,使礦產(chǎn)開發(fā)對環(huán)境的影響程度降到最低,這對保護生態(tài)環(huán)境和搞好可持續(xù)發(fā)展十分重要。
4.4.2 做好污水處理
對水資源采取循環(huán)利用的方式,并在園區(qū)內(nèi)建設(shè)專門的污水處理廠,確保少量排出的水也能達(dá)標(biāo)排放。
4.4.3 治理開采過程中的粉塵污染
將高嶺土開采出來后,進行成堆、澆水等處理,同時也可以通過灑水來降低開采過程中造成的大量灰塵。
參考文獻(xiàn)
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