21世纪初我国非金属矿深加工产业的机遇和挑战

发布于:2021-10-16 15:54:21

:论 坛;
资源、人口 和 环 境 是 "# 世 纪人类面临的 三大问题。首 先,地球的矿产 资源是有限的 和不可再生的, 而且,随着矿产 资源的不断开 发,富矿资源越 来越少,贫矿资 北 京 工 业 大 学 源越来越多;其 次,人类科技、 经济、社会的发 展、生活质量的 改善和环保意 识的增强越来 越要求矿物原 料和矿物材料 高纯、精细及具 有一定的功能 性。因此, "# 世 纪非金属矿产 资源的深加工 和综合利用是 大势所趋。同 时,在非金属矿 产资源的开发 利用和加工过 程中必须保护 环境。 市场机遇 9、 人类在进入 "# 世纪后产业结构将进行调整, 以 信息、 生物、 航空航天、 海洋开发以及新材料和新能 源为主的高技术和新材料产业将逐渐壮大。这些高 技术和新材料产业与非金属矿物原料或矿物材料密 切相关。例如, 石墨、 云母、 石英、 锆英石、 金红石、 高 岭土等与微电子及信息技术及其产业有关; 氧化硅、 石墨、 云母、 高岭土、 硅灰石、 硅藻土、 滑石、 方解石、 硅线石、 石英、 红柱石、 蓝晶石、 硅线石、 石棉、 菱镁 矿、 石膏、 珍珠岩、 叶蜡石、 金刚石、 石榴子石、 蛭石等 与新材料技术及其产业有关: 石墨、 重晶石、 膨润土、 石英等与新能源有关; 沸石、 麦饭石、 硅藻土、 凹凸棒 石、 海泡石、 膨润土、 蛋白土、 珍珠岩、 高岭土等与生 物技术及产业有关; 石墨、 石棉、 云母等与航空航天 技术与产业有关。因此, 高技术和新材料产业是 "# 世纪初非金属矿深加工技术和产业发展的重要机遇 之一。 进入 "# 世纪, 化工、 机械、 能源、 汽车、 轻工、 冶 金、 建材等传统产业将引入新技术和使用新材料, 进 行技术革新和产业升级。这些技术进步与产业升级 与非金属矿深加工产品密切相关。例如,造纸工业 的技术进步和产业结构调整需要大量高纯、超细的 重质碳酸钙、 高岭土、 滑石等高白度非金属矿物颜料 和填料; 高分子材料 ( 塑料、 橡胶、 胶粘剂等) 的技术 进步以及工程塑料、塑钢门窗等高分子基复合材料 的兴起需要数以百万吨计的超细和活性碳酸钙、高 岭土、 滑石、 针状硅灰石、 云母、 透闪石、 二氧化硅以 及水镁石、 氢氧化铝、 氢氧化镁等功能填料: 汽车面 漆、 乳胶漆等高档油漆以及防腐蚀和辐射、 道路发光 等特种涂料需要大量的珠光云母、 着色云母、 超细和 高白度重质碳酸钙、超细二氧化硅、针状超细硅灰 石、 超细和高白度煅烧高岭土、 有机膨润土等非金属 矿物颜料、 填料和增粘剂; 冶金工业的技术进步和产 品结构调整需要高品质的以硅线石、 红柱石、 蓝晶石 等高铝矿物为原料的高铝耐火材料和以镁( 菱镁矿) 和碳 ( 石墨) 为原料的镁碳复合材料; 新型建材和防 火、 节能产品的发展需要大量的石膏板材和饰面板、 花岗岩和大理岩板材和异形材 $ 以硅藻土、 超细石英 粉、 石灰粉等为原料的微孔硅钙板、 膨胀珍珠岩、 硅 藻土等保温隔热材料、 石棉制品, 等等; 石化工业的 技术进步和产业升级需要大量具有特定孔径分布、 活性和选择性好的沸石和高岭土催化剂、载体以及 以膨润土等为原料的选择性吸附或活性剂;电力工 业的技术进步需要以碎云母为原料制造的云母纸和 云母板绝缘材料;机电工业和汽车工业的发展需要 大量高性能的柔性石墨密封材料、 石墨盘根、 石棉基 板材和垫片 $ 以石棉、 石墨、 针状硅灰石等非金属矿 为基料的摩擦材料。因此,传统产业的技术进步和 产业升级是 "# 世纪初我国非金属矿深加工技术和 产业发展的主要机遇之一。 环境保护是人类 "# 世纪面临的重大挑战之一,

深 加 世工 纪产 初业 我的 国机 非遇 金和 属挑 矿战

!"#$%#&’ ()*+,#)$- .&%"-*,/ .&01,2)*#1& 314 56 7889

!"

郑 水 林

!

%论 坛&
它直接关系到人类的生存和经济社会的可持续发 展。随着人类环保意识的增强和全球环保标准及要 求的提高, 环保产业将成为 #! 世纪最重要的新兴产 业之一。许多非金属矿, 如硅藻土、 沸石、 膨润土、 凹 凸棒石、 海泡石等经过加工( 提纯、 表面处理和复合) 具有选择性吸附有害及各种有机和无机污染物的功 能, 而且具有原料易得、 单位处理成本低、 本身不产 生二次污染等优点。因此, 环保产业是 #! 世纪初我 国非金属矿深加工技术和产业发展的另一个重要机 遇。 !’ 技术挑战 #! 世纪我国非金属矿工业在迎来良好机遇的 同时也面临严峻的技术挑战。这些挑战主要是市场 对非金属矿产品纯度、粒度及其分布特性、颗粒形 状、 表面和界面性质、 功能性等的要求的提高以及国 家对资源综合利用率和环境保护要求的提高。 首先是市场对非金属矿产品纯度的要求将提 高。这种纯度很多情况下是指矿物成分意义上的纯 度而不是矿物中化学成分或化学元素意义上的纯 度。由于绝大多数非金属矿物的应用价值在于它的 物理化学性能而不是它的化学元素,但非金属矿物 只有提纯以后其物理化学特性才能充分体现和发 挥。因此, #! 世纪无论是新兴的高技术和新材料产 业、 环保产业还是造纸、 涂料等传统产业都将对非金 属矿产品的纯度提出更高的要求。而随着非金属矿 产品纯度要求的提高,选矿提纯技术的难度也将增 加,另外资源的贫化和资源综合利用率要求的提高 也将增加选矿提纯技术的难度。 其次是市场对非金属矿产品粒度及其分布特性 要求的提高。由于超细粉体具有比表面积大、表面 活性高、 化学反应速度快、 烧结温度低且烧结体强度 高、 填充补强性能好、 遮盖率高等优良的物理化学性 能。许多应用领域, 如微电子、 造纸、 涂料、 工程塑 料、 降解塑料、 橡胶电缆、 胶粘剂、 高级陶瓷和耐火材 料、 陶瓷釉料、 精细磨料等对非金属矿产品的细度要 求提高;部分领域还对非金属矿产品的粒度分布提 出更严格的要求,即不仅要求粒度超细而且要求粒 度范围窄。如最高档纸张涂料要求重质碳酸钙的细 度为 $ #!%#&"’ , 粒度分布要求最大粒度 $(!%, $ ") #!%$!"’ * !(’ ;再如降解塑料要求重质碳 酸钙的细度为 $ + * ,!% # &,’ ,要求最大粒度 $ 更具挑战性的是 #! 世纪初国内外市场对各类 - !% 。 非金属矿超细粉体产品的需求量将显著增大,预计 #""( 年国内需求量将达到 !." 万 / 左右,出口量将 达到 ." 万 / 左右; #"!" 年国内需求量和出口量将分 别达到 #"" 万 / 和 ," 万 / 左右。超细粉体需求量的 增大和粒度分布要求的提高要求开发高效、大型的 超细粉碎设备和分级精度好、分级效率高的大型精 细分级设备和相应的超细粉体加工工艺。 第三是对非金属矿粉体产品颗粒形状要求的提 高。自然晶形的非金属矿粉体产品具有独特的应用 性能,如片状高岭土作为纸张涂料具有优良的遮盖 率和*滑度,用片状云母为原料制造的珠光云母和 着色云母具优良的光学性能,针状硅灰石和透闪石 颗粒、 片状云母、 片状滑石等具有优良的填充补强性 能,能增强高聚物基复合材料的力学强度。因此市 场对非金属矿粉体产品,尤其是云母和硅灰石的颗 粒形状将提出更高的要求。我国目前还不能稳定和 大批量生产国外已经能够大量稳定生产的高长径比 ( 针状硅灰石产品和大径厚比( !( * #": !) ," * -": !) 且表面光洁度高的白云母粉。 第四是非金属矿产品表面和界面性质要求的进 一步提高。非金属矿产品特有的表面和界面性质, 如高比表面积和表面活性、 多孔性和强吸附能力、 离 子交换性等是其得到广泛应用的主要原因之一。许 多应用领域都对其表面性质有特殊要求,如高聚物 基复合材料( 塑料、 橡胶、 胶粘剂等) 要求非金属矿物 填料表面与高聚物分子有良好的相容性,多相陶瓷 材料要求各种无机组分有良好的分散性和相容性, 石化工业用的沸石和高岭土催化剂或载体要有特定 的孔径分布和较高的比表面积, .0 分子筛要有一定 的钙离子吸附能力,炼油脱色用的活性白土 ( 膨润 土)以及啤酒过滤用的硅藻土要有较强的表面吸附 能力。因此, #! 世纪初将对非金属矿产品的表面改 性和复合工艺、 设备提出更高的要求。 第五是对非金属矿产品功能性的更具体和更高 的要求。独特的功能性是现代非金属矿物材料的重 要特征之一,也是其在现代高技术和新材料产业得 到广泛应用的原因之一。伴随高技术和新材料产业 的进一步发展,相关应用领域将对非金属矿产品功 能性提出更加具体和更高的要求。

!"

建材工业信息 !""# 年第 $ 期


相关推荐

最新更新

猜你喜欢