中國粉體網訊 我國是煤炭大國，煤炭生產過程中會產生大量煤矸石，很多煤矸石都富含高嶺土巖，當含量大于80%時，稱為煤系高嶺土巖。我國以獨特而豐富的煤系高嶺土資源著稱于世，據初步探測及估算，煤系高嶺土巖儲量達180億t，全球排名第一。
一、煤系高嶺土成產業“熱土”
一方面，煤系高嶺土經適當溫度煅燒加工后，具有特殊的理化性質，如增白、質地柔軟、分散懸浮性好，另外還具備優良的 絕緣性、粘結性、 耐火性等。目前，根據其獨特的理化性質，煤系高嶺土加工產品已經廣泛應用于陶瓷制造、造紙、油漆涂料、生物化工等諸多行業。
另一方面，目前，我國煤矸石累計堆存超過50億噸。隨著煤炭的開采洗選，每年還將增加2億多噸。煤矸石長期大量堆放，不僅占用了大量土地，而且還會污染大氣、土壤及水體。煤矸石自燃，還會引發火災甚至滑坡等地質災害。
再者，從2018年1月1日起，《中華人民共和國環境保護稅法》就要開始實施了。這意味著運行38年的排污費制度將成為歷史。其中，在諸多納稅企業中，煤炭在內的14個重污染行業被列為重點監控(排污)對象。環保稅實施后，其稅收支出可能大幅提升。煤系高嶺土巖的開發利用是提高煤炭綠色環保開采利用的重要路徑之一。
此外，非金屬礦工業“十三五”發展規劃在提及高嶺土產業布局時指出：在廣東茂名、廣西北海、福建龍巖、江蘇蘇州，根據高嶺土資源稟賦開發不同應用領域的高嶺土產品，建設相應的采選加工基地，在內蒙古、山西、安徽煤系高嶺土產區，建設煤系高嶺土加工利用基地。
二、煤系高嶺土開發利用現狀
1.煤系高嶺土供需格局
從全球市場看，中國、美國、烏茲別克斯坦、德國、捷克、巴西等國家是全球最主要的高嶺土產區。從國內市場看，內蒙古、山西為我國煤系高嶺土主產區。我國煤系高嶺土生產加工起步較晚，自20世紀90年代后，伴隨著國家的頂層設計與產業規劃，煤系高嶺土產業才逐步發展壯大，并得到快速發展。國內煤系高嶺土生產加工以煅燒研磨為主，生產加工企業當前近50家。從消費結構看，陶瓷生產、耐火材料及造紙加工為我國煤系高嶺土3大主要消費領域。
2.煤系高嶺土加工技術
用煤系高嶺土加工煅燒高嶺土的關鍵技術在于超細粉碎和煅燒，目前國內生產煅燒高嶺土的原料主要指標要求為：高嶺石含量在97% 以上、Fe2O3含量不超過0.5%。
超細粉碎
超細粉碎主要靠設備完成的，對設備和技術的要求主要包括：物料純度、產品粒度（規格、外型、粒度分布）、單位能耗、耐磨件的使用壽命、維修費、對產品是否造成二次污染以及超細和分級的功能和效率。國內外先后研制了振動磨機、沖擊磨機、離心磨機、膠體磨機、氣流粉碎機和攪拌磨等。
近年來，通過工藝技術發展的帶動研制了煤系高嶺土加工過程中的關鍵設備，如高濃度濕法超細粉碎設備、間接加熱動態煅燒純化設備，并開發出了能在多個行業應用的系列化煅燒高嶺土產品。這些技術與裝備已成功的在國內進行了工程轉化與應用，取得了較好效果與顯著經濟和社會效益。
煅燒
在煤系高嶺土中 , 由于其中含有碳及有機質 , 高嶺土常呈灰黑色，對于次生堆積變質型高嶺土，也常受到其它顯色有機物質的污染 。采用化學氧化法 , 雖然能漂白，但最簡單、最有效而且無廢水污染的方法則是對其進行煅燒處理。煅燒不但能除掉有機污染 , 提高其純度和白度, 而且作為一項專門處理工藝， 煅燒還起到改善高嶺土性能的作用 。
影響煅燒的因素有很多，如原料品質、原料粒度、煅燒溫度、升溫速度與恒溫時間、添加劑選擇和煅燒氣氛控制等，針對煤系高嶺土的特性，根據煅燒目的，應選用相適應的煅燒工藝參數及加工設備和工藝。
生產工藝有先燒后磨和先磨后燒。兩種工藝方案相比各有利弊。先磨后燒工藝可獲得白度較高的產品，這是因為微米級粒度煅燒更完全，而且氧化鐵可用增白劑在煅燒作業中還原增白；另一優點是原礦硬度低，超微細磨中球耗較低；存在的問題是磨礦濃度較低，所需設備臺數較多。另外，煅燒后微細的顆粒易粘結，甚至燒結，使原本已合格的粒度變粗，為保證合格的粒度要求還需要再進行超細磨細、干燥，使工藝復雜化。先燒后磨工藝可保證合格的粒度，工藝流程相對簡單；不足之處是燒后再磨，硬度高、球耗增加，煅燒作業后的再磨使產品白度比先磨后燒工藝低1%~3%，要求礦石質量較高。
目前，優質煤系煅燒高嶺土大多采用干、濕結合，先磨后燒的生產工藝。
三、煤系高嶺土需求預測
陶瓷行業需求
高嶺土屬于黏土類塑性礦物材料，是陶瓷生產加工的基本原料。經煅燒加工后的超細高嶺土可以提高陶瓷的白度，增加陶瓷表面光潔度，還可以提高陶瓷的剪切強度。
據中國建筑衛生陶瓷協會印發的《建筑陶瓷、衛生潔具行業“十三五”發展指導意見》預測，到2020年，我國建筑陶瓷市場需求量為90億m2，衛浴陶瓷需求量約 2.5 億件，日用陶瓷需求量約 300億件。
造紙行業需求
高嶺土在紙業生產中主要起填料和涂料作用。近年來我國造紙工業發展迅速，每年以約15％的速度遞增。當前，我國人均年用紙已達50kg左右，但與發達國家人均年用紙90kg左右仍有較大差距。據中國造紙協會調查資料顯示，2020 年，全國造紙產量預計為16500萬t左右。
耐火材料需求
高嶺土由于具有很高的耐火度，故常用來生產耐火材料。根據中國耐火材料行業協會統計，2015 年全國耐火材料產量2615.19萬t，同比降低6.51%；高嶺土消費量 12.6 萬 t，同比降低 5.31%。當前耐火材料行業面臨產能過剩和市場需求趨緩的雙重壓力，預計未來產量仍有一定下降空間，之后趨于穩定。據業內專家預測，到2020年，我國耐火材料產量在 2 500 萬 t 左右，則相應的高嶺土需求量為12.4萬t左右。
化工涂料需求
高嶺土在油漆涂料生產中主要是作為充填骨架，同時，由于高嶺土具有優良的分散性且化學性質穩定、耐腐耐火，用其作為涂料生產添加劑，可以改善涂料的吸附能力及遮蓋能力。
據 《中國涂料工業“十三五”發展規劃》，2020 年我國涂料總產量將達 2 200 萬 t，則高嶺土加工產品需求量預計在65萬t左右。
其他行業需求
其他行業主要是指農藥、塑料、橡膠、石化、材料與尖端科學、國防軍工等領域，該類領域對高嶺土巖需求雖然較小，但對高嶺土巖的產品質量與等級有較高要求，且近年來，該類行業需求量在逐步增加。初步預測，到2020年，其他行業對煤系高嶺土的需求量將達到10 t左右。
隨著我國產業技術的進步及加工工藝的不斷改進，下游產業對煤系高嶺土煅燒加工產品的需求將逐年上升，預計到2020 年，我國煤系高嶺土煅燒加工產品下游行業市場消費需求量將達到665萬t左右。
結語
經過最近幾年的研究與市場開拓，人們逐漸認識到煤系高嶺土的價值。目前國內開發煅燒高嶺土產品時，往往只注意了白度、粒度磨耗等，而對各指標間的相互關系和質量特性，缺少綜合評價。加工技術依然是制約我國煤系高嶺土開發的關鍵所在。未來，應加強技術創新，開發出更多的煅燒煤系高嶺土產品，使產品系列化，擴大應用面。
