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                          濰坊華通膨潤土有限公司
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                          韓秀山:中國膨潤土產業發展現狀及前瞻 濰坊華通膨潤土

                          膨潤土也叫斑脫巖或膨土巖,中國俗名稱觀音土,主要礦物成分是蒙脫石,含量在60%-90%不等,呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等??梢猿芍旅軌K狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。膨潤土的一些性質也都是由蒙脫石所決定的。
                          膨潤土也叫斑脫巖或膨土巖,主要礦物成分是蒙脫石,含量在60%-90%不等,呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等??梢猿芍旅軌K狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。膨潤土的一些性質也都是由蒙脫石所決定的。膨潤土名字來源是:1898年美國地質學者Knighl在美國懷俄明州落基山河附近發現了一種綠黃色吸水膨脹的粘土物質,由于產地為:“ Fort Beton ”,因而取名膨潤土(Betonite)。
                          而蒙脫石名字來源是因其最初發現于法國的蒙脫城而命名的,蒙脫石(montmorillonite)又名微晶高嶺石,是一種層狀結構、片狀結晶的硅酸鹽粘土礦,其族系物有11種。我們現在通常所說的蒙脫石屬于蒙皂石(Smectite)族二八面體亞族,由二層共頂聯接的硅氧四面體片夾一層共棱聯接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片構成2:1型含結晶水結構,是粘土類礦物中晶體結構變異最強的礦物之一。
                          1 中國膨潤土現狀
                          1.1 資源豐富

                          中國膨潤土礦資源世界第一,預測資源量在70億t以上。主要是二八面體蒙脫石類,三八面體蒙皂石很少,僅新疆榆樹溝有過報道,但無產品。



                          中國膨潤土礦分布圖

                          從膨潤土類種類來看,有鈣基膨潤土,有鈉基膨潤土,此外還有氫基、鋁基、鈉鈣基等膨潤土。由于近年蒙脫石發展很快,又分有方英石礦和無方英石礦、重屬高礦和重金屬低礦。從膨潤土礦分布來看,最多的為廣西,其次是新疆,依次有遼寧、浙江、內蒙、河北、山東、湖北、安徽等。

                          目前,已形成產業的有:原礦、原礦粉,礦球團土、鉆探泥漿土、普通鑄造土、造紙、陶瓷、貓砂、干燥劑、活性白土、有機膨潤土、飼料蒙脫石等12大類。除有機膨潤土、飼料蒙脫石2類附加值高外,其他的都是低檔產品,其中活性白土因污染生產已受限。

                          膨潤土主要加工仍是鈉化改型,常用輪碾機、螺桿擠出機等混碾、擠壓設備。打粉最常用的設備是雷蒙磨,其規格有3R、4R、5R等。另外,近年,陸續有企業上了幾套膨潤土提純生產線,究其生產工藝,屬于水洗膨潤土范疇。

                          近年來,我國雖沒改變原礦出口低檔運作高檔進口的局面,但在高檔產品上的開發已初見成效,一些進口的產品也逐漸有了替代品,國外用戶也積極和國內廠家聯合,新的產業逐漸露出水面,如洗滌劑、多彩涂料等。關鍵是我們要利用好我們的礦產資源,我們的礦產資源是稀缺的、寶貴的,雖說近年來原礦價格不斷攀升,但都屬開采成本造成的,并不是利潤的增長,要結束在市場價值很低的領域徘徊的歷史,要開發或引進多個可以做得大項目,形成若干幾億乃至幾十億元的產業的產業。這些都是必須的,可能的,也不是困難的。

                          1.2 高新技術的匱乏

                          中國膨潤土的高新技術是匱乏的。

                          首先,我們的高校就沒有關于膨潤土的專業,目前從事膨潤土的專家大多是搞地質地礦勘探的,或化學分析測試的,對膨潤土的類型判斷有余,搞精細化工開發就力不從心。沒有師承,靠工廠的自行摸索進步總是太慢,這是技術匱乏的主要原因?,F在國家對新材料進行扶持,膨潤土就在其中,這是好事,但更有效的扶持應該是教育,或是培訓,有一大批基礎專業人才才是膨潤土發展的基石。

                          其次,我們的科研院所對膨潤土的技術儲備液很匱乏。

                          再者,我們膨潤土企業的技術力量總體太薄。無法滿足市場的需要。膨潤土企業主大多還停留在本地地主、修路挖出土、挖金不成挖出土的層面,做過可行的很少,做過性能試驗的很少,做過市場分析的很少,互相低級模仿,最簡單的企業就是:挖土方、晾曬,磨粉三步。少數技術力量雄厚的企業,出于自身利益,技術保密,限制了技術交流。

                          1.3 高新產品的匱乏

                          中國膨潤土的高新產品是匱乏的。

                          高新產品不是按行業來分的,哪個行業都有高新產品。就目前已形成產業的鑄造土等產品,我們也都是其中低檔的。

                          大家都知道,鑄造業用膨潤土是很便宜的,但好的鑄造土是很貴的,主要看指標。如目前的精密鑄造土就比普通的鑄造業用膨潤土貴好幾倍;還有進口的鑄管用膨潤土更是天價,我們還好意思說鑄造膨潤土低檔嗎?精密鑄造土關鍵是強度,鑄管用膨潤土關鍵是膨潤指數,而這些指標沒有高科技技術是達不到的。

                          說我們膨潤土應用目前已達24個領域,也是這個行業的最低檔。

                          所以,造紙,我們只能生產助留助濾劑,無法生產白水處理劑等高端產品;

                          所以,涂料,我們只能生產涂料增稠劑,卻無法生產水包水助劑;

                          所以,我們只能生產活性白土,卻無法生產無碳復印紙材料助劑;

                          所以,我們只能生產二聚酸催化劑,卻無法生產K10或KSF催化劑;

                          所以,我們只能生產鈉基膨潤土,卻無法生產礦物凝膠;

                          所以,我們只能生產白色膨潤土凝膠,卻無法生產化妝品膨潤土;

                          因此說,開發高附加值的產品是當務之急。大力開發附加值高的膨潤土產品可獲得高附加值的回報,并避免資源浪費。

                          2 膨潤土深加工的方向

                          無論是技術還是產品,我國膨潤土和世界膨潤土的差距很大,如不盡快趕上,將跟不上市場的需求。我國膨潤土未來深加工的方向將在純度、工藝、產品及性能上下工夫。

                          2.1 純度

                          膨潤土只有純度達到一定程度才能充分體現其自身的優異性能。

                          許多高檔膨潤土產品都是很純很純的蒙脫石。前不久,我在網上看到一句廣告:好膨潤土來自好蒙脫石。廣告的產品竟是:懸浮性好、分散性強造漿用膨潤土。這說明純度對好的產品很重要。

                          研制膨潤土高檔產品首先必須去掉雜質,提高蒙脫石含量,蒙脫石純度通常是研制高檔產品的關鍵,提純方法難易程度直接關系到生產工藝流程和生產的可行性,無論是還是干法。

                          目前能被認可的濕法提純方法是能夠在保持蒙脫石結構不破壞的前提下來去除雜質礦物,一般以水為介質的物理提純法,這樣提純得到的產品不僅蒙脫石純度得到提高、顏色趨于純正,而且結構式、層電荷密度也不會失真。被去除的雜質礦物一般是伊利石、長石、沸石、方解石、石英以及膠態二氧化硅、三氧化二鋁等。如果純度有特殊要求,還要去除方英石、高嶺土,重金屬等。方英石在醫藥蒙脫石和飼料蒙脫石是受限的。

                          提純技術雖然是剛剛起步,但單從純度上來講,所屬技術已達一定水準,產品可達出口標準。但產品應用技術還有差別,需要慢慢跟上。

                          近年,新疆、河北、遼寧、內蒙、浙江、四川、湖北陸續上了膨潤土提純生產線,將對改變膨潤土的產品結構起到推進作用。

                          2.2 工藝

                          鈣基膨潤土人工鈉化的流程一般為:鈣基土原礦→破碎→加入碳酸鈉(濕法還需加水)→混合擠壓→回轉爐干燥→碾磨→空氣分級→鈉基土產品。

                          活性(酸性)白土的加工流程一般為:膨潤土→破碎→加入鹽酸或硫酸(濕法需加水和分散劑)→充分攪拌→混合擠壓→回轉爐干燥→加熱空氣粉磨→空氣分級→儲存。

                          有機膨潤土加工的一般流程為:原礦→粉碎→分散→改型(鈉化)→提純→加銨鹽覆蓋→漂洗→脫水→烘干→粉碎→包裝。

                          濕法提純加工主要工藝過程為:破碎----鈉化改型----制漿----沉降分離(離心、水旋)----脫水干燥。

                          無論鈉基膨潤土鈉化加工工藝,還是活性白土、有機膨潤土等的加工工藝,都要進行改進和優化。復雜的工藝要簡單化,簡單的工藝要復雜化,這是工藝的要義。

                          鈉基膨潤土不僅要質量好,還有穩定,均質技術是核心。

                          活性白土要向低污染和綜合利用發展。

                          有機膨潤土要向功能化發展。李強發明的用于聚氨酯蒙脫土納米復合材料制備的一種全新的聚氨酯專用納米交聯劑:MM T215Q,就是一種有機蒙脫土,但其合成工藝和通常的有機膨潤土的工藝是相異的,但納米交聯作用十分明顯,這就是工藝的貢獻。

                          蒙脫石要向純凈化綠色化發展。不要是因為沒有技術或為了提高純度而將本來是純天然的礦物質加工成化學品。

                          2.3 產品及性能

                          蒙脫石、有機膨潤土、無機凝膠、催化劑等應該是大力開發的產品,不僅要增加品種,還有提高性能。

                          蒙脫石要向醫藥混懸液、介孔蒙脫石、接枝蒙脫石、柱撐蒙脫石、載離子蒙脫石等功能性蒙脫石方向發展。

                          蒙脫石在醫藥上的應用要加強。除止瀉藥外,其他的也可做大,治療感冒、鼻炎、痛風等都是有效的。另外,作為農藥伴侶(1噸農藥要2-3公斤蒙脫石以防誤食搶救)可以提到日程上來。

                          有機膨潤土已是一個大產業。今后要花大力氣開發水溶性有機膨潤土、有機蒙脫土、橡塑納米阻燃劑等。插層只是一個階段的技術,非插層、非季胺鹽性有機膨潤土也應研發,特別是有一定數量的“錨定點”的有機化,納米化的效果更優。另季胺鹽性有機膨潤土不可以用于飼料養殖,有毒有害。

                          蒙脫石或膨潤土催化劑在脫硝上很成功,應向K10或KSF催化劑方向發展。蒙脫石的層間結構是優良的催化劑本體或載體。

                          無機凝膠是最有商業用途的無機高分子類增稠劑,目前應用極廣,用量也大。國際上的一些經銷商也在國內積極尋找生產廠家合作,無論是類似維格姆(Veegum)凝膠,還是類似洛克伍德的產品,都很有市場和競爭力,因為中國產品離原礦最近。當然。這種無機凝膠不應該是蒙脫石和CMC等有機物的混合物。

                          還有定時沉降的酒類澄清劑、高強度精密鑄造土、高膨脹低燒蝕鑄管用膨潤土等等,都應該是大力開發的產品。

                          未來的產品更強調性能,強調品質。

                          3 蒙脫石在膨潤土產業中的地位

                          蒙脫石是組成膨潤土的主要成分,但膨潤土不是蒙脫石。近年,隨著蒙脫石研發的快速發展,工業化產品蒙脫石純度已突破95%大關,蒙脫石已超出膨潤土范疇作為獨立的品種應用在精細化工、醫藥、日用化妝品等高科技領域。

                          蒙脫石的晶體結構

                          蒙脫石是天然的層狀硅酸鹽納米材料,每層厚度僅1 nm,顆粒細小,比表面積巨大,每立方毫米(半個米粒)能容納三千億個顆粒,每克粉劑就能覆蓋110平米的籃球場大小。這是蒙脫石特點之一,層與層之間可以滑動打開、延展,層與層之間并不散亂分離,從而形成連續保護膜,無死角,無漏洞。

                          蒙脫石層間帶負電,使得蒙脫石具有強大的靜電吸附能力,可吸附固定抑制多種有害雜質。脫霉止瀉就是利用這個原理。

                          蒙脫石將是膨潤土的支柱產業。

                          蒙脫石已廣泛地應用于醫藥、飼料、獸藥、養殖、催化劑、化妝品、核廢料處理等領域,如止瀉、脫霉脫菌、凈化水質、止血消炎、抵抗應激、催化脫色脫硝、美容美膚、納米插層、柱撐介孔等。產品是按蒙脫石的作用和性能開發的:

                          治療腹瀉,保護胃腸粘膜的作用——止瀉藥;

                          吸附和脫除霉菌毒素的作用——脫霉劑;

                          凝血止血的作用——止血劑;

                          抗應激性的作用——抗應激添加劑;

                          干燥體表的作用——爽身粉;

                          吸附氨氣,凈化環境的作用——飼養環境改善劑;

                          凈化水質,降低有毒物質危害——水質改善劑;

                          核廢料處理劑——核工業的保護神;

                          高級催化劑——K10、KSF、脫硝催化劑;

                          高懸浮高觸變——高級無機凝膠、流變劑、增稠劑;

                          礦物飲料——白土奶;

                          化妝品——面膜,霜膏;化妝品加入蒙脫石可去污、解毒、止癢、美容、保濕,還可減少相應有機膠的用量,減輕了有機膠對人體皮膚的刺激和環境污染。

                          納米阻燃劑——蒙脫土,最新的阻燃劑;

                          此外,蒙脫石在治療痛風、感冒、鼻炎、中耳炎上的臨床也很成功。

                          蒙脫石在藥用、養殖飼料、精細化工(涂料催化劑無機凝膠等)已初具規模,競爭也激烈。因此中國蒙脫石的市場很亂,用膨潤土代替蒙脫石太多了,價格相差幾十倍的都有。

                          中國蒙脫石市場消費規模及需求潛力有多大?這是個沒人能說得清抑或不肯說的,但市場大卻是心知肚明的,畜牧業的腹瀉問題和飼料的霉菌毒素問題,光這二項就需要大量的蒙脫石,這還不包括奶牛用的剛需,牛奶的質量是硬指標。

                          蒙脫石進入飼料目錄,歸屬“天然礦物質”。特征描述為“由顆粒極細的水合鋁硅酸鹽構成的礦物,一般為塊狀或土狀。蒙脫石是膨潤土的功能成分,需要從膨潤土中提純獲得?!睆娭菩詷俗R要求“吸藍量、吸氨值、水分”。

                          先說強制性標識,吸藍量本是膨潤土的主要指標;吸氨值本是沸石的主要指標;水分本是通用的主要指標。其實,沒一個是真正的蒙脫石指標。

                          倒是特征描述要求“需要從膨潤土中提純獲得”,但怎么提純卻沒詳細解釋,是濕法提純?還是干法提純?提純的程度如何?一片空白。

                          所以,目前蒙脫石市場現狀混亂不堪,質量良莠不齊,價格混亂。膨潤土冒充蒙脫石的現象還很多,含方英石的產品還在大量使用,重金屬超標的產品還在大量使用,沒有礦山的說有礦山,沒有生產線的說有生產線,沒有改性的說已改性。

                          目前,國內有50多家號稱自己能生產銷售蒙脫石,急需整頓。這種混亂,主要表現在用于飼料脫霉劑的蒙脫石,因為目前沒有統一的標準。用XRD和用吸藍量解釋自己產品含量的都存在,必定造成產品質量不統一。

                          行業呼喚有用的飼料蒙脫石的標準出臺,約束蒙脫石產品,提高蒙脫石質量。

                          建議蒙脫石含量用X-衍射儀法,或采用吸藍量,但要提供XRD-吸藍量對著曲線。吸蘭量法是一種相對的半定量判斷法,不能判定礦中其它共生礦的種類與含量,也不能判定礦是高層電類型,還是其它類型。其最大的問題是測試含方英石高的礦誤差很大,因方英石也具有吸附功能,測定值偏高。

                          建議對蒙脫石中的方英石含量進行限制,方英石是一種有害物。

                          建議對蒙脫石的顏色進行一定的限制。不強調白色,但也不要大紅大綠大黑,太邊緣的顏色會影響飼料的外觀。

                          5 結論

                          (1)中國膨潤土現狀是資源豐富,但加工能力差,高新技術和高新產品是匱乏的。

                          (2)我國膨潤土未來深加工的方向將在純度、工藝、產品及性能上下工夫。

                          (3)蒙脫石將是膨潤土的支柱產業。優質的蒙脫石生產前提是:要有合適的、穩定的礦源;要有先進的生產工藝;要有自己的濕法生產線。

                          韓秀山:中國膨潤土產業發展現狀及前瞻 濰坊華通膨潤土 本文被閱讀 1528 次
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