|
|
淺析重質碳酸鈣產業發展及其粉體裝備技術升級(一) |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-05-04 11:09:51 瀏覽次數: |
|
|
(中國粉體技術網/班建偉)近20年來,隨著中國經濟的穩定遞增,造紙、塑料、橡膠、涂料和建材等重質碳酸鈣(簡稱重鈣,英文縮寫(GCC)下游應用行業飛速發展,中國的重鈣產能每年以10%以上的速度增長。在世界著名碳酸鈣粉體公司(歐米亞(Omya)、英格瓷(Imerys)等外資企業)紛紛進入中國重鈣市場,并加大或加速對華投資的同時,國內重鈣企業也在逐步擴大生產規模、完善產品結構、開發具有特定功能性的精細化產品,以滿足國內乃至國際市場對重鈣產品的規?;⒕毣?、功能化及多樣化需求,逐步形成“重質碳酸鈣熱”趨勢。
面對中國潛在的市場吸引,外資企業不僅帶來了重鈣產業發展模式,也帶來了先進的粉體加工裝備技術(如德國APLINE等公司的粉磨分級技術),先進的加工裝備與技術促進了中國重鈣產業升級。
1 加工裝備與技術升級
重鈣粉體的生產方法有:干法和濕法。干法工藝代表裝備有雷蒙磨、球磨機、環輥磨機和立式磨等,濕法工藝代表裝備有立式攪拌磨和臥式攪拌磨。上述裝備在一定程度上、一定時期內滿足了中國重鈣產品加工的需求,實現了一定的經濟效益。但是,隨著下游應用行業對重鈣粉體產品要求的升級和提高,以上裝備不斷進行技術升級來適應現代重鈣產業規?;捌洚a品精細化發展的市場需求。近年來,重鈣加工裝備與技術的不斷升級,對重鈣產業產能與產品升級做出巨大貢獻。
1.1 干法裝備與技術
(1) 雷蒙磨及其技術。
早期的雷蒙磨主要以4R、5R機型為主,單機規模小、且以400目以下產品為主;近年來,隨著重鈣等非金屬礦行業的規?;l展,雷蒙磨也大有改進。據中國非金屬礦工業協會礦物加工利用專委會2012年會會議介紹,桂林鴻程公司推出的一款HC2000型大型雷蒙磨,單機最大產能可達40t/h,解決了雷蒙磨難以規?;a的難題,且節能效果明顯,在一定的產品范圍要求內,具有較強的市場競爭優勢。對于雷蒙磨來說,下一步的工作是需要在超細研磨與分級方面繼續深入研究,目的是實現產品細度及其粒度分布有所提升或改善,便于與分級機等精加工設備配套組合,實現800目以上的粉體產品生產。
(2) 環輥磨及其技術。
早期的環輥磨雖然機型小、產量低,但是其適應了重鈣產業超細加工的需求,主要生產800~1 250目的產品。近年來,隨著該設備的大量應用及耐磨件材質的改善,福建豐力、億豐等公司相繼推出188、198等大型環輥磨并開始應用,單機產能也有所提升,1250目產品單機產能可達1.8~2.0t/h。對于環輥磨來說,如果能夠克服產品同質化的現象、改善或提高耐磨件材質及設備的應用性能,其明顯的節能效果將使其具有一定市場競爭優勢。
(3) 球磨機與分級機技術。
早期傳統的球磨機很少應用在重鈣行業,分級機技術的應用使得球磨機加工重鈣成為可能,如歐米亞等外資企業紛紛進入中國重鈣市場,球磨機與分級機工藝開始走向中國重鈣企業。上世紀末開始,國內上規模的超細重鈣粉體企業引進Alpine、阿肯圖等公司的分級機及其技術,與球磨機配套生產超細重鈣。國內分級機及其技術的進步升級更使得該工藝在2000年前后得到大量應用。該工藝有利于實現800~2 000目產品的精細化生產,產品特別適用于涂料及塑膠母料等中高端行業。
對于球磨機+分級機工藝來說,符合了重鈣超細粉體加工的規?;?、精細化發展要求,產品附加值相對較高,但是在節能降耗方面需進行深入的系統研究及改進,以改變業內對該工藝高能耗的認識。
(4) 立式磨及其技術。
早期立式磨及其技術在中國重鈣行業很少應用,而馬來西亞、印尼和日本等國早在80年代就普遍采用立式磨技術,而且其應用領域不僅涉及重鈣,還涉及白云石、葉蠟石和重晶石等非礦行業。隨著臺灣及東南沿海地區臺資重鈣企業的應用,立式磨及其技術在內地已經得到廣泛應用。
作為近年來重鈣粉體干法超細加工技術的主要進展之一,其既有利于重鈣產業升級加工的要求,又符合了國家節能減排政策的要求。
首先,立式磨是采用碾壓、剪切原理,達到粒度要求的粉體顆粒能及時隨氣流帶走,從而避免了過研磨情況,達到節能目的。其次,立式磨集細碎、粉磨、烘干(5%以下水分)、分級、輸送功能于一身,工作效率較高,節能效果顯著。再者,根據立式磨的粉碎原理,可以滿足生產微觀結構形態破壞性小(即保持原料顆粒的原有形貌)、污染小(磨耗小)的產品生產。立式磨及其技術特點:①噸產品電耗低;②滿足產業規?;a;③滿足產品精細化深加工要求;④產品應用性能好(如流動性好)、粒度分布更合理。
1.2 濕法裝備與技術
超微細化功能性粉體產品的加工方法多采用濕法攪拌磨。超細濕法攪拌磨機是隨著現代材料科學技術的進步而發展起來的。國外已有專業制造廠家和許多先進設備,如美國Union Process公司、日本細川公司(HOSOKAWA)、德國的耐馳(NETZSCH)公司、德國道萊士(Drais)公司和美國美卓(Metso)礦機公司等生產的超細攪拌磨機成套設備,其設備型式有立式、臥式等形式。近年來的研究表明:濕法工藝中,在微細介質磨機中添加粉碎助濾劑可制備亞微米甚至納米超細粉體。一些學者開始用超細攪拌磨機械法生產納米粉體或漿料,德國NETZSCH Feinmahl technik公司應用臥式循環攪拌磨機生產細度小于200nm的產品。J R麥克勞克林采用Drais DCP超細攪拌磨機型號有SC型、ZR120型等,它們的共同特點是:①采用氧化鋯YTZ陶瓷微珠,尺寸從0.1~0.5mm;②均采用離心超細攪拌區域,力求粉碎區域受力均勻;③采用循環磨礦。
國內科研院所及企業也開始引進并應用國外超細(濕法)攪拌磨機裝備及其技術,據報道長沙礦冶研究院已經取得了較大的進步,對于2μm 含量達到95%以下的產品可以實現生產,但是2μm含量達到95%~98%的產品技術正在研發。濕法攪拌磨的關鍵技術是粉碎腔形設計、篩網和攪拌器材質以及超細微珠級配要求。
2 地區產業整合升級
國內優質方解石資源主要分布在四川、廣西、安徽、廣東、湖南、湖北、江西、浙江、河南、遼寧、吉林、新疆、陜西和青海等地。地區產業整合的主旨:利用大型、高效、節能型裝備技術,加快產業進步、發揮骨干企業的帶頭創新作用,在資源地及產業集聚地建立專業化生產、研發中心,開發適應下游產業需要的精細化產品。
2.1 產業整合升級現狀
下面列舉部分地區產業整合升級工作情況。
(1) 廣西地區。
2005年7月,廣西壯族自治區賀州市組織專家學者對當地石材及重鈣產業發展進行指導、規劃,提出合理有效利用當地石材資源、利用石材及其邊角料興建規?;剽}企業。2012年7月廣西壯族自治區在南寧研討碳酸鈣產業發展,主要議題:①結合碳酸鈣及相關產業發展現狀及趨勢,探討碳酸鈣在傳統造紙、塑料、油漆涂料、橡膠制品、膠粘劑和密封劑等領域中的應用;②碳酸鈣及相關領域產業化發展方向和未來發展趨勢及產業化發展瓶頸和制約因素,根據廣西資源優勢和產業基礎,提出加快發展(重質)碳酸鈣產業的建議和意見。
經當地政府的積極推進,依托當地重鈣資源優勢,廣西已經發展成為全國最大的重質碳酸鈣粉體生產基地,2012年廣西重鈣粉體產能達到500萬t,約占當年全國重鈣產能的22%。形成了廣西賀州科隆粉體有限公司、賀州桂寶粉體有限公司等一批在國內具有影響力的規模化重鈣企業,其中賀州科隆粉體有限公司實際年產能達到100萬t,是國內重鈣產能大、產品結構完善、精細化程度高的企業之一。
(2) 浙江地區。
2006~2010年,浙江建德市、衢州市等地政府組織專家學者結合當地資源現狀及碳酸鈣在造紙、塑料等領域中的應用,碳酸鈣產業化發展瓶頸和制約因素,根據當地資源優勢和產業基礎,提出適合當地碳酸鈣產業深加工的建議和措施。2011年浙江長興縣根據建德、衢州等地的產業發展經驗及本地的資源現狀、企業現狀、產品市場應用情況,將200多家企業規劃整合成長興華源化工有限公司、長興金頂粉體有限公司等9家年產規模達到20萬t的規模化精細化重鈣粉體加工企業,統一建設重鈣粉體基地產業集中示范區。企業合理規劃進廠原料等級劃分、成品生產方案、成品收集、儲存與包裝,特別是考慮到當地用工成本的節約,產品包裝采用沈陽優特克公司的自動包裝系統,改變了以往重鈣企業包裝純手工或半自動的局面,大大降低了用工成本,提高了勞動效率。
(3) 安徽、四川等地區。
近年來,安徽省涇縣政府針對當地資源優勢及重鈣產業現狀,借鑒其他地區產業整合的成功經驗,積極尋求產業健康發展模式,依托原有產業群,規劃建立了云嶺工業功能園區,發展了安徽江東科技粉業有限公司、安徽申寶粉體科技有限公司等規?;剽}企業,穩步推進了產業升級發展模式,逐步淘汰落后產能及小作坊式的加工方式。
四川石棉等地依托當地資源優勢及重鈣產業基礎,借鑒寶興縣產業的成功經驗,在四川石棉發展了四川石棉巨豐粉體有限公司、四川石棉億欣鈣業有限責任公司等規?;毣剽}生產企業,進一步促進了該地區重鈣產業升級發展。河南南召、江西永豐、湖北大冶、遼寧海城等地也積極調整原有的重鈣企業生產方式,探索適合本地區重鈣產業升級發展的模式。
2.2 產業升級條件與方式
在“十二五”開局之年的2011年8月,中國化工報刊登“我國碳酸鈣行業‘重輕輕重’格局(重視輕質碳酸鈣輕視重質碳酸鈣)亟待改變”一文,目的是加大重質碳酸鈣產業升級發展,替代一部分輕質碳酸鈣的落后產能,做到碳酸鈣產業“輕重”并舉。區域重鈣產業升級勢在必行,各地政府及重鈣企業紛紛抓住非金屬礦工業“十二五”發展規劃及碳酸鈣產業發展調整的契機,結合產品的市場需求及當地原礦品位差異,合理選用裝備、優化工藝技術,開發出滿足下游行業應用的特征或功能性重鈣粉體,此舉既能解決礦山開采造成的廢料處理與污染問題,又可實現資源及產品附加值的提升,提高企業經濟效益,促進地區乃至全國的重鈣產業升級。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|