導讀:在桂林召開的2014中國非金屬礦科技與市場交流大會上,蘇州中材非金屬礦工業設計研究院雷東升教授做了題為《膨潤土加工技術產業現狀及發展趨勢》的報告。雷教授主要介紹了我國膨潤土的資源分布情況、主要加工技術、國內外膨潤土產業現狀以及我國膨潤土行業發展的建議。本文由雷教授報告整理而成,轉載請注明出處!
一、我國膨潤土資源概述
我國膨潤土資源十分豐富,預測資源量在70億t以上,探明儲量24億噸以上,占世界總量的60%左右,分布于全國23個省區;我國膨潤土資源種類齊全,既有鈣基膨潤土,又有鈉基膨潤土,此外還有氫基、鋁基、鈉鈣基和其它類的膨潤土。目前我國每年消耗量中高品位的膨潤土原礦400多萬噸,而且以每年4%左右的速度增加。
膨潤土的主要應用領域包括鉆井泥漿、油脂脫色活性土、蒙脫石增稠劑、化妝品、膨潤土冶金產品、造紙、水處理、藥品等。
膨潤土的主要特性及其應用領域
膨潤土的濕法提純
膨潤土的干法提純技術
2.2 鐵礦球團粘結劑制備新技術
膨潤土是目前我國球團礦生產中主要的粘結劑,可以提高生球的落下強度、抗壓強度、生球干燥時的爆裂溫度,但膨潤土屬含水鋁硅酸鹽, SiO2和Al2O3含量高達70%左右,K2O、Na2O等有害雜質含量高達3%左右,這一特點決定了會降低成品球團礦的品位,增加了冶煉過程的能源消耗和爐渣的排放,造成環境污染。目前我國球團礦膨潤土配加量平均在3.0%左右,據生產實際表明,膨潤土配加量每降低1%,球團礦品位提高0.6%。
蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司開發的 “冶金球團粘結劑高性能低成本制備技術”采用低成本除雜技術、鈉化改型技術、有機無機藥劑復合技術等的研究,開發出一種新型的高性能膨潤土球團粘結劑,減少粘結劑配加量(添加量1.0%~1.5%),降低粘結劑的制備成本,生產優良冶金球團,提高球團礦品位,改善球團礦冶煉性能。
2.3 活性白土和顆粒白土制備新技術
活性白土是以膨潤土為原料經酸熱活化處理制備成的化工產品,亦稱為漂白土。其廣泛應用于石油化工、醫藥、動植物油的脫色和凈化,并能有效地去除食用植物油中的色素、毒素及異味。作為脫色劑,它可應用于肥皂、塑料、樹脂、食品、去污粉、釀造等工業生產中;作為吸附劑,可大量應用在有機磷、有機硫、黃曲霉素等有害物質的去除工藝中。
傳統的活性白土制備流程
蘇州中材非金屬礦工業設計研究院研發的低酸節水工藝制備活性白土工藝流程
低酸節水新工藝制備活性白土與傳統活性白土制備工藝相比,可節約硫酸用量50%,減少廢水排放50%,并縮短反應時間,具有顯著的節能減排效果。
顆粒白土方面的最新研究是采用一次成型造粒機取代傳統的盤式軋粒機,以減少盤式軋粒機造成的過粉碎現象,降低干燥和二次造粒成本。另外,添加一些比表面積大的物料以提高顆粒白土的比表面積的方法也在生產實踐中得到應用。
2.4 化工輕工添加劑制備新技術
膨潤土用于催化劑、洗滌劑的載體;用作橡膠和塑料的填料;在煙霧劑中作顆粒懸浮劑;干燥劑、過濾劑、洗滌劑、香皂、牙膏等日用化工用品的添加劑、凝膠劑;顏料、原漿涂料的觸變和增稠劑;在合成樹脂及鐵、鉛、鋅等系列顏料油漆中作防沉降助劑和防油墨沉降助劑等。
日本、美國開發膨潤土用洗滌柔軟劑,由于織物纖維有斷面、凹凸面和空腔,使其容易相互纏繞,影響洗滌時的滑潤和柔軟性,而膨潤土中的膠體粒子填充在這些部位里,會使纖維變得滑潤和柔軟,從而達到去污和柔順的作用。膨潤土助劑的出現將代替季銨鹽類陽離子洗滌助劑,減少對水質和環境的污染,倡導人類的綠色生活理念。
2.5 涂料增稠劑制備新技術
膨潤土產品做為乳膠漆增稠劑,具有懸浮性好,粘度高,穩定性好等特點,用以代替涂料有機增稠劑,不僅可以起到節能環保的作用,而且能夠顯著降低生產成本。
傳統的涂料用膨潤土增稠劑開發利用程度較低,僅能提供低檔涂料用增稠劑,使用范圍窄,效益低。
2.6 陶瓷行業增塑劑制備技術
膨潤土產品用于制造釉料及搪瓷,白色膨潤土在陶瓷中用作填料和增塑劑(提高陶瓷坯體的抗壓強度),特別是需要燒結的高白度產品,其流變和膨脹性能夠提高陶瓷器具的可塑性,增加陶瓷器具的高結合強度和抗彎曲的能力。在陶瓷釉料中,白膨潤土還用作增塑劑和增稠劑,為釉料和支持物提供強度、可塑性和高粘著性,有利于球磨。
三、國內外膨潤土產業現狀
3.1 Amcol國際公司介紹
Amcol國際公司成立于1927年,總部位于伊利諾伊州,是一家國際著名的致力于膨潤土產品制造和產品服務的大型跨國公司,旗下有四個業務分部:高性能材料,施工技術,能源服務,運輸,Amcol公司通過為客戶創建解決方案來提高產品和服務,使公司產品在全球市場上保持高質量,高效率和可持續性。公司持有全球超過375個專利,并持續專注于膨潤土研究和開發,能夠成為行業領導者。優良的技術和專業知識,再加上無與倫比的客戶關系,公司擁有超過2,800名員工,客戶分布在26個國家的主要終端市場。2012年公司凈銷售額達985.6百萬美元。
“膨潤土應用及節能環保產品信息測試研究”為國家“十一五”科技攻關項目子課題,研究了膨潤土材料在環保、農業、醫藥、電力、輕工、化工、建材、冶金、機械等九大行業24個應用領域中應用的標準、專利及相關產品的技術指標工藝參數,通過比選總結,編制了膨潤土礦物材料國內外應用情況調研報告和膨潤土礦物材料國內外應用的技術要求及工藝參數報告等,建立了膨潤土礦物材料應用數據庫。
四、我國膨潤土發展趨勢及建議
4.1 膨潤土加工技術發展趨勢:
加強膨潤土礦物學的基礎研究、加強膨潤土礦物材料功能化及應用研究,在今后的發展中,將膨潤土資源綜合利用、選礦提純以及深加工技術作為研究重點,同時積極進行膨潤土應用領域的開發,尤其是在油類凈化、石油催化劑、環境保護及人工鈉基膨潤土、活性白土、有機膨潤土應用等方面的研究。
4.2 膨潤土加工產業發展建議
希望政府和相關部門在提高膨潤土產業集中度,提高膨潤土行業準入門檻,淘汰落產能等方面做更多積極的指導工作。
總之,隨著世界各國工業的不斷發展、科學技術的進步和國民經濟建設的要求,各領域對膨潤土的需求將會日益增加,我國膨潤土工業必將產生新的飛躍,將會研制出一批技術含量高、應用面廣的膨潤土新產品。
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