(中國粉體技術網/班建偉)2001—2012 年間的高嶺( 瓷) 土消費量如表1所示。根據生產加工方法的不同,造紙高嶺土主要分為水洗高嶺土和煅燒高嶺土兩類。初步統計,2012年造紙水選高嶺土的消費量( 包括以高嶺土的衍生礦種和其他礦種為原料的造紙瓷土) ,以及煅燒高嶺( 瓷) 土( 含煅燒伊利石、迪開石) 的總消費量為134. 2萬t,其中水選高嶺( 瓷) 土消費量為129. 8萬t,煅燒高嶺( 瓷) 土的消費量4.4 萬t,煅燒高嶺土消費量只占總消費量的3.3%。雖然2001—2012年,水選高嶺( 瓷) 土和煅燒高嶺( 瓷) 土消費量的年均增長率分別為10. 1% 和10. 9%,但近年水選高嶺( 瓷) 土的消費量則呈現了微增長趨勢,煅燒高嶺( 瓷) 土出現了負增長。
表1 2001—2012 年造紙高嶺( 瓷) 土消費量及增長率
我國高品質造紙高嶺( 瓷) 土的消費主要受顏料涂布印刷紙和涂布紙板產量的增長而拉動( 見圖1) 。21 世紀以來,國內涂布印刷紙和涂布紙板產量高速增長,總產量由2001 年的380 萬t( 其中涂布印刷紙130 萬t,涂布白紙板250 萬t) 提升到2012 年的2120 萬t( 其中涂布印刷紙780萬t,涂布白紙板1340萬t) ,增長4. 58 倍。圖1 數據顯示,雖然高嶺( 瓷) 土的消費量隨著涂布印刷紙和涂布紙板產量的增長,呈現出年均10%以上的增長態勢,但涂布紙和涂布紙板產量的消費比例卻由2001 年的12. 8% 下降至近年的6. 3% 左右。
圖1 2001—2012 年間高嶺( 瓷) 土消費趨勢
其原因可能與我國涂布技術的變革和涂布紙和紙板產品結構的調整密切相關:
①近年國內涂布紙和紙板的生產大量采用引進的高速多次涂布生產裝備,底涂和中涂顏料配比越來越多地采用價廉的全碳酸鈣顏料,很少使用高嶺( 瓷) 土顏料。
②由于高品質超微細化碳酸鈣制造技術的進步,以及高光澤膠乳產品的出現,在一定程度上彌補了碳酸鈣顏料賦予紙張涂層光澤性不足的缺陷,使全碳酸鈣涂料制造光澤度要求不高的涂布紙和涂布紙板成為可能。常規面涂料中的高嶺土配比,已由10 年前以高嶺土為主( 60% ~ 70%) 轉變以精細化的高品質碳酸鈣為主,高嶺土在面涂涂料中的顏料配比下降至15% ~ 30%。
③高嶺土在造紙涂料中應用最主要的是利用其特殊的片狀形態,賦予紙張涂層更高的光澤特性,主要用于具有高光澤要求的銅版紙、鑄涂紙、涂布白卡紙和紙板的面涂顏料中,在非高光澤要求的涂布紙和紙板中則可以更少地使用或不用,而近年低光澤涂布印刷紙和涂布包裝紙板發展迅速。
造紙界的這些技術變化,可能預示著未來國內造紙高嶺土的消費趨勢,將主要受高光澤涂布印刷紙和涂布印刷紙板產量的增長趨勢變化而主導,呈現緩慢的增長或有可能下降的態勢。
表2 列出了近年進口高嶺土消費量與消費比例。我國進口的造紙高嶺土,主要為巴西、美國和英國生產的結構化、超細、低黏度的高品質面涂級水選高嶺土,亦有少數外資或合資企業為滿足特種紙張需要,進口少量用于填料的特種改性高嶺土產品。填料級造紙高嶺土主要為國內產品。
21 世紀初的幾年,進口高嶺土的年增長率超過30% ,2007年以來增長趨于緩慢,這與國內高嶺土加工企業近年來不斷提高國產水選高嶺土品質,以致更多的大型涂布紙生產企業開始采購國產涂料級產品與進口產品混配使用相關。與此同時,造紙面涂料配方中水選高嶺土配比的大幅度降低,也緩解了進口高嶺土的增長。
造紙高嶺( 瓷) 土在國內的開發使用與國外相比,有兩大特點: ①涂料級產品的原料不僅來源于較高純度的高嶺石,也大量使用與高嶺石伴生的其他礦種。特別是北方地區,以絹云母、伊利石、迪開石、葉臘石等礦種為主的瓷土也用來制造中低檔涂料級產品,這在國外是罕見的。②高嶺( 瓷) 土選礦過程的次級產品很少用于造紙填料。這與我國南方砂性高嶺土次級產品的純度低、白度低、微細硅含量高相關;將其進一步凈化和漂白后的制造成本和技術性能難與儲量更為豐富、價廉的碳酸鈣競爭。近來一些地區出現的所謂造紙填料瓷土,實際上大多為較高白度和純度的伊利石、迪開石、葉臘石,甚至白云石為主的礦種。
近年來,用于造紙填料和顏料的絹云母、伊利石、迪開石、葉臘石等衍生礦種的制造與應用技術得到完善和開發,干法加工的300 ~ 800 目粉主要用于造紙填料,1200 ~ 2500 目粉主要用于造紙底涂顏料,濕法超細加工的漂白精制產品主要用于面涂顏料。河北沙河是我國最早利用伊利石-絹云母原料制造涂料級瓷土的地區,由于資源幾近枯竭,近年產量和質量明顯下降,但仍保持約10 萬t 的規模。當地造紙高嶺土加工企業,利用早期開采制造造紙涂料級伊利石和絹云母顏料丟棄的尾礦,成功開發出較低磨耗、白度85% ~ 88%、粒徑2μm 占65% ~ 92%、黏濃度66% ~ 68%、水分25% ~ 28% 的泥餅狀涂料級瓷土產品,其礦物組成主要為長石和伊利石伴生的不規則片狀粒子形態瓷土,廣泛用于鑄涂紙、氣刀涂布紙和低檔涂布包裝紙板顏料,以及多次涂布紙和涂布紙板的底涂涂料。此類礦石原料,在河北北部和內蒙地區儲量豐富,研究表明,利用其較高白度的原料,經干法超細加工,可用于造紙填料; 而選擇流變性較好的原料,可制造出符合造紙涂料質量要求的中低檔水選瓷土顏料。
基于國內資源特點,解決涂料用高嶺( 瓷) 土產品質量穩定性差,白度低、黏度高、流變性差的技術難題,仍是國產高嶺( 瓷) 土的主要研究領域。提高企業生產規模和產品質量的穩定性,研究和開發低品質高嶺( 瓷) 土在造紙上的應用,擴展國產水選高嶺( 瓷) 土的市場份額,是國內造紙高嶺( 瓷)土加工企業需要不斷努力的方向。
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