[高岭土煅烧研究]煅烧高岭土.doc

1 文献综述 1.1 研究背景 中国是世界煤炭资源大国，在分布广、厚度大的含煤岩系中，蕴藏有大量可供顺便开采、综合利用的共伴生矿产—煤系高岭土，我国的煤系高岭土估计储量在112亿吨左右，其中探明储量为56亿吨，相当于英、美国家储量的总和。煤矸石对资源造成严重浪费，对环境造成严重破坏，其综合利用和加工处理是一大难题。采用高新技术改造传统产业，既充分利用资源、维护环境，又变废为宝，为国民经济创造新的增长点，[1]。 与非金属矿产有直接关联的产业GDP值占到了国民总产值的6%～7%2008年我国高岭土出口均价67.81美元/吨，进口均价210.27美元/吨，相差3.1倍[2-3]。 非金属矿原矿必须通过加工才能加以应用，目前我国非金属矿行业大多以初加工为主，有些甚至挖掘后直接出售，对矿石的功能、价值几乎完全没有进行开发，仍然处在“一流的资源，二流的产品”发展阶段，仍然“捧着金碗要饭吃”。因此，中国非金属矿行业亟须提高产品精加工能力。中国非金属矿工业的发展方向将不再是简单的矿石提供产业，而是以精细化加工为主导的矿物材料供应产业。 1.2 国内外现状和技术发展趋势 中国煤系高岭土资源虽以独特而丰富著称于世，以煤系高岭土为原料，工业规模化生产煅烧高岭土直到20世纪90年代才起步，而以所谓“双90”（即白度≥90%、细度-2μm含量≥90%）产品为标志的优质煅烧高岭土的规模化生产更是到了1998年前后，且生产厂家不多，规模不大。到2000年，我国的煅烧高岭土产量才9万吨，其中“双90”产品仅2万吨左右，与巨大的市场需求形成了强烈的反差，为满足市场消费的需求，国家不得不花大量的外汇进口，仅2000年优质高岭土（含煅烧高岭土）的进口量达18.276万吨。煅烧高岭土的主要市场是油漆涂料、造纸、橡胶和塑料制品、电缆、陶瓷等，其中油漆涂料和造纸是我国优质煅烧高岭土最主要的消费领域，分别占国内超细、高白度优质煅烧高岭土消费量的50%和40%左右。据专家预测，由于以上产业的不断发展，对优质煅烧高岭土的需求也将持续处于增长状态，到2010年优质煅烧高岭土的国内需求量将达到67万吨。2008年1-4月全国高岭土(不论是否煅烧)出口量累计380361吨，出口总值2579.17万美元，均价67.81美元/吨；进口量累计108105吨，进口总值2273.13万美元，均价210.27美元/吨[4-5]。 目前，国内煤系高岭土生产线存在的问题主要表现在两个方面：一是物料的超细化，二是物料的煅烧工艺和设备。这两方面都存在生产成本高、产量低、运行稳定性差的问题。煤系硬质高岭岩的主要特点之一是矿石形成过程中受到成岩作用，矿石多是沉积岩。加工过程中需要进行破碎、粉碎、超细粉碎等一系列降低原矿块度和细度的工序。其中，粉碎至325目后，因超细煅烧高岭土产品性能的要求，需要进一步超细粉碎，将物料粒度加工到微米级或亚微米级。超细粉碎及精细分级技术是煤系共伴生矿物最主要的深加工技术之一，其关键在于设备。在该领域日本、德国、美国、加拿大等国一直处于世界先进水平。我国的主要发展趋势是：A、分级粒度细、精度高、处理能力大、单位产品能耗低、磨耗小、效率高的精细分级设备将不断得到开发的应用。B、粉碎极限粒度小、粉碎比和处理能力大、单位产品能耗低、磨耗小、效率高、适用范围宽或者可用于低熔点、韧性、高硬度、易燃易爆等特殊物料加工的超细粉碎方法和设备将会得到不断开发和应用。C、现有的粒度检测方法和仪器将得到进一步完善，物料大小和粒度分布自动监控技术将会得到不断开发和应用。国内超细锻烧高岭土生产线煅烧高岭土生产线所使用的高温设备原来多采用间接加热回转窑，间接加热回转窑应用于煤系煅烧高岭土生产也已经有10多年了，近年来国内发展的内热式回转窑成功地解决了间接加热回转窑存在的不足。①产量大:单台年产量可达30000t甚至50000t,②产品质量稳定且高:同等物料的前提下，产品白度较间接加热回转窑提高1%一1.5%2007年，北京矿冶研究总院从国家发改委申请重大产业技术开发专项，用于稀相换热技术煅烧高岭土的研究、设备开发，由此我们可以认识到：生产线的规模化、设备大型化是我国锻烧高岭土生产线发展的方向，随着工艺设备开发的完善，超细煅烧高岭土的质量必将上一个新的台阶[6]。 1.3 煅烧高岭土的加工与市场分析 在约50多种具有商业价值的非金属矿产中，高岭土是很重要的矿产之一。它除了本身优良的物化性能和加工性能外，还是无毒无害物质，用途十分广泛。煤系高岭土是我国的优势非金属矿资源。我国的煤系高岭土储量大，质量好，分布广，并且大型煤矿都伴有或共生高岭土，据不完全统计，己探明储量16.73亿吨(远景储最多达100多亿吨)，占世界高岭土已探明储量的10%左右，且原矿质量好，产出率高。国外的煤系高岭土矿厚度薄(只有6