煅燒高嶺土的制備工藝研究.doc

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1、煤系高嶺土煅燒及超細(xì)化研究311文獻(xiàn)綜述1.1研究背景中國(guó)是世界煤炭資源大國(guó)，在分布廣、厚度大的含煤巖系中，蘊(yùn)藏有大量可供順便開采、綜合利用的共伴生礦產(chǎn)—煤系高嶺土，我國(guó)的煤系高嶺土估計(jì)儲(chǔ)量在112億噸左右，其中探明儲(chǔ)量為56億噸，相當(dāng)于英、美國(guó)家儲(chǔ)量的總和。煤矸石對(duì)資源造成嚴(yán)重浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，其綜合利用和加工處理是一大難題。該項(xiàng)目屬資源綜合利用及環(huán)保重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，課題研究方向和研究?jī)?nèi)容與國(guó)家制定的節(jié)能降耗、可持續(xù)發(fā)展、資源綜合利用政策結(jié)合緊密，采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，既充分利用資源、維護(hù)環(huán)境，又變廢為寶，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造新的增長(zhǎng)

2、點(diǎn)，具有積極的意義[1]。與非金屬礦產(chǎn)有直接關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)GDP值占到了國(guó)民總產(chǎn)值的6%～7%。能源、資源型企業(yè)已被黨和政府確立為重點(diǎn)保護(hù)、支持、持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)，要將資源優(yōu)勢(shì)、科技優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)有機(jī)的統(tǒng)一起來(lái)。特別是目前，全國(guó)上下都在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的情況下，非金屬礦工業(yè)面臨著如何秉持可持續(xù)發(fā)展的原則，必須改變小、亂、散的現(xiàn)狀，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各大產(chǎn)業(yè)的需求。目前，中國(guó)非金屬礦市場(chǎng)存在這樣一對(duì)矛盾：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)原材料供大于求，同時(shí)還在向國(guó)外進(jìn)口非金屬礦制品。如2008年我國(guó)高嶺土出口均價(jià)67.81美元/噸，進(jìn)口均價(jià)210.27美元/噸，相差3.1倍

3、[2-3]。非金屬礦原礦必須通過(guò)加工才能加以應(yīng)用，目前我國(guó)非金屬礦行業(yè)大多以初加工為主，有些甚至挖掘后直接出售，對(duì)礦石的功能、價(jià)值幾乎完全沒有進(jìn)行開發(fā)，仍然處在“一流的資源，二流的產(chǎn)品”發(fā)展階段，仍然“捧著金碗要飯吃”。因此，中國(guó)非金屬礦行業(yè)亟須提高產(chǎn)品精加工能力。中國(guó)非金屬礦工業(yè)的發(fā)展方向?qū)⒉辉偈呛?jiǎn)單的礦石提供產(chǎn)業(yè)，而是以精細(xì)化加工為主導(dǎo)的礦物材料供應(yīng)產(chǎn)業(yè)。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)煤系高嶺土資源雖以獨(dú)特而豐富著稱于世，以煤系高嶺土為原料，工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)煅燒高嶺土直到20世紀(jì)90年代才起步，而以所謂“雙90”（即白度≥90%、

4、細(xì)度-2μm含量≥90%）產(chǎn)品為標(biāo)志的優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的規(guī)?；a(chǎn)更是到了1998年前后，且生產(chǎn)廠家不多，規(guī)模不大。到2000年，我國(guó)的煅燒高嶺土產(chǎn)量才9萬(wàn)噸，其中“雙90”產(chǎn)品僅2萬(wàn)噸左右，與巨大的市場(chǎng)需求形成了強(qiáng)烈的反差，為滿足市場(chǎng)消費(fèi)的需求，國(guó)家不得不花大量的外匯進(jìn)口，僅2000年優(yōu)質(zhì)高嶺土（含煅燒高嶺土）的進(jìn)口量達(dá)18.276萬(wàn)噸。煅燒高嶺土的主要市場(chǎng)是油漆涂料、造紙、橡膠和塑料制品、電纜、陶瓷等，其中油漆涂料和造紙是我國(guó)優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土最主要的消費(fèi)領(lǐng)域，分別占國(guó)內(nèi)超細(xì)、高白度優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土消費(fèi)量的50%和40%煤系高嶺土煅燒及超細(xì)

5、化研究31左右。據(jù)專家預(yù)測(cè)，由于以上產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的需求也將持續(xù)處于增長(zhǎng)狀態(tài)，到2010年優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的國(guó)內(nèi)需求量將達(dá)到67萬(wàn)噸。2008年1-4月全國(guó)高嶺土(不論是否煅燒)出口量累計(jì)380361噸，出口總值2579.17萬(wàn)美元，均價(jià)67.81美元/噸；進(jìn)口量累計(jì)108105噸，進(jìn)口總值2273.13萬(wàn)美元，均價(jià)210.27美元/噸，進(jìn)出口價(jià)格的巨大反差表明在品質(zhì)上我國(guó)與國(guó)外產(chǎn)品還有較大差距[4-5]。目前，國(guó)內(nèi)煤系高嶺土生產(chǎn)線存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是物料的超細(xì)化，二是物料的煅燒工藝和設(shè)備。這兩方面都存在生

6、產(chǎn)成本高、產(chǎn)量低、運(yùn)行穩(wěn)定性差的問(wèn)題。煤系硬質(zhì)高嶺巖的主要特點(diǎn)之一是礦石形成過(guò)程中受到成巖作用，礦石多是沉積巖。加工過(guò)程中需要進(jìn)行破碎、粉碎、超細(xì)粉碎等一系列降低原礦塊度和細(xì)度的工序。其中，粉碎至325目后，因超細(xì)煅燒高嶺土產(chǎn)品性能的要求，需要進(jìn)一步超細(xì)粉碎，將物料粒度加工到微米級(jí)或亞微米級(jí)。超細(xì)粉碎及精細(xì)分級(jí)技術(shù)是煤系共伴生礦物最主要的深加工技術(shù)之一，其關(guān)鍵在于設(shè)備。在該領(lǐng)域日本、德國(guó)、美國(guó)、加拿大等國(guó)一直處于世界先進(jìn)水平。我國(guó)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：A、分級(jí)粒度細(xì)、精度高、處理能力大、單位產(chǎn)品能耗低、磨耗小、效率高的精細(xì)分級(jí)設(shè)備將不斷得到

7、開發(fā)的應(yīng)用。B、粉碎極限粒度小、粉碎比和處理能力大、單位產(chǎn)品能耗低、磨耗小、效率高、適用范圍寬或者可用于低熔點(diǎn)、韌性、高硬度、易燃易爆等特殊物料加工的超細(xì)粉碎方法和設(shè)備將會(huì)得到不斷開發(fā)和應(yīng)用。C、現(xiàn)有的粒度檢測(cè)方法和儀器將得到進(jìn)一步完善，物料大小和粒度分布自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)將會(huì)得到不斷開發(fā)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)超細(xì)鍛燒高嶺土生產(chǎn)線煅燒高嶺土生產(chǎn)線所使用的高溫設(shè)備原來(lái)多采用間接加熱回轉(zhuǎn)窯，間接加熱回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用于煤系煅燒高嶺土生產(chǎn)也已經(jīng)有10多年了，近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)展的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯成功地解決了間接加熱回轉(zhuǎn)窯存在的不足。①產(chǎn)量大:單臺(tái)年產(chǎn)量可達(dá)30000t甚至50

8、000t,②產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且高:同等物料的前提下，產(chǎn)品白度較間接加熱回轉(zhuǎn)窯提高1%一1.5%。另外還出現(xiàn)了快速懸浮煅燒工藝新技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)的隧道窯、回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝相比的突出優(yōu)點(diǎn)是：投資省、效率高、能耗低、