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高嶺土在造紙涂料中的應(yīng)用


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  國內(nèi)高嶺土精加工制品80%以上用于造紙涂料,,很少用于造紙?zhí)盍希蚴菄鴥?nèi)生產(chǎn)造紙高嶺土的原料多為風(fēng)化型砂性高嶺土,,自然白度低,,雜質(zhì)含量高,,達(dá)到造紙技術(shù)要求的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高。近年南方部分省份的中,、小紙廠開始利用本地價廉資源,使用葉蠟石,、地開石,、伊利石、高嶺土用于造紙?zhí)盍稀?
  根據(jù)加工方法和產(chǎn)品特性的不同,,造紙涂料用高嶺土顏料分為水選高嶺土和煅燒高嶺土,。

1水選高嶺土

  中國高嶺土資源儲量世界名列前茅,但適合高質(zhì)量造紙涂料使用要求,,并具備大規(guī)模工業(yè)開采價值的礦山不多,。這也是國內(nèi)造紙高嶺土企業(yè)引入外資不多的原因之一。全國9個省區(qū)已發(fā)現(xiàn)不同規(guī)�,?捎糜谠旒埻苛系牡V點,,已形成工業(yè)開采和加工能力的地區(qū),主要集中在廣東茂名,、湛江,、江蘇省蘇州和河北省沙河。全國共有造紙瓷土生產(chǎn)企業(yè)38家,,總生產(chǎn)能力約45萬噸,。2000年產(chǎn)量25萬噸。2001年估計30~35萬噸,。經(jīng)過20年努力,,國產(chǎn)造紙高嶺土質(zhì)量已基本可滿足中、低檔涂布和紙板使用需要,。但適合高固形物含量涂料和現(xiàn)代化高速涂布機的高質(zhì)量面涂級高嶺土,,需從美、英,、巴西等國進口,。高嶺土的進口量隨著高檔涂布紙產(chǎn)量的增長,呈現(xiàn)逐年上升趨勢,。2000年達(dá)到11?6萬噸,。近年少量國產(chǎn)造紙涂料級高嶺土出口亞洲周邊國家和地區(qū)。

  中國造紙高嶺土發(fā)展面臨的主要問題是:(1)優(yōu)質(zhì)資源短缺,。老的造紙高嶺土生產(chǎn)基地,,多數(shù)面臨著優(yōu)質(zhì)原料供應(yīng)不足的困惑,。至今未發(fā)現(xiàn)新的高品質(zhì)高嶺土大型礦山。現(xiàn)有礦區(qū)有計劃投資開采的很少,,資源浪費嚴(yán)重,。(2)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和使用性能差,難與進口高品質(zhì)產(chǎn)品競爭,,其差距主要表現(xiàn)在:粘度大,,穩(wěn)定性差,在一定程度上限制了高固含量刮刀涂料使用,;白度低,、色差大;粒子粗,,粒度分布不合理,。(3)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小,技術(shù)裝備落后,。不適應(yīng)現(xiàn)代化造紙企業(yè)發(fā)展需要,。自80年代后期我國先后引進國外部分先進設(shè)備建設(shè)了5條1萬噸以上規(guī)模高嶺土生產(chǎn)線,其中兩座工廠因資源品質(zhì)和技術(shù)問題已改停產(chǎn),。其他大部分是采用國產(chǎn)裝備建設(shè)的小型企業(yè),,技術(shù)裝備簡陋,自動化程度低,,很難保證產(chǎn)品質(zhì)量,。產(chǎn)品市場主要面向國內(nèi)中、小造紙企業(yè),,生產(chǎn)中低檔紙張,。近來,一些大型造紙企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本,,通過調(diào)整,、改進涂料配方和生產(chǎn)技術(shù),已開始或計劃選購國產(chǎn)高嶺土配以進口瓷土生產(chǎn)中檔涂布紙或紙板,。另一方面由于近年中小涂布紙廠生產(chǎn)的低檔涂布紙,,受到高質(zhì)量大紙廠產(chǎn)品的激烈競爭,企業(yè)生產(chǎn)開工不足,,經(jīng)濟效益下滑,。而為這一市場服務(wù)的小型瓷土加工廠出現(xiàn)了低檔產(chǎn)品供大于求,其慣用的競相壓價,,爭奪市場的后果,,導(dǎo)致企業(yè)利潤微薄,甚至負(fù)債經(jīng)營,。

  國產(chǎn)造紙涂料級高嶺土粘度高,,是多年阻礙其進入高檔造紙高嶺土市場主要原因,。采用機械法、化學(xué)法或化學(xué)機械法降粘工藝技術(shù)已進入小規(guī)模工業(yè)應(yīng)用階段,,可使粘濃度68%產(chǎn)品提高到70~72%,。這種降粘技術(shù)實際上可在造紙廠備粒實施,增加成本30~70元/T,。目前在使用上發(fā)現(xiàn)有些經(jīng)降粘處理的產(chǎn)品配伍性不好,,雖然顏料分散性粘濃度較高,但配制高濃涂料流動性并不好,,粘度穩(wěn)定性較差,,形成所謂的“假粘度”現(xiàn)象。

  根據(jù)今后十年涂料印刷紙和紙板預(yù)測產(chǎn)量估計,,到2005年需要涂料級高嶺土60萬噸。到2010年80萬噸,。國產(chǎn)造紙高嶺土無論從質(zhì)量和產(chǎn)量上都難以滿足高速發(fā)展的造紙工業(yè)需要,。特別是適合高車速涂料使用的優(yōu)質(zhì)面涂級高嶺土,擴大和依賴進口的局面不可避免,。因此國內(nèi)目前也在利用替代品,,如:伊利石、地開石,、絹云母等用于造紙涂料,,生產(chǎn)中、低檔涂布紙,。并進行提高CaCO3比例,,利用滑石粉作涂料的研究。為滿足市場需求,,廣東湛江,、茂名、廣西北海三個10萬噸/a規(guī)模造紙水選高嶺土項目正在加緊實施,。內(nèi)蒙東部巴林地區(qū)有望成為我國北方另一個造紙高嶺土產(chǎn)區(qū),。

2煅燒高嶺土

  中國煅燒高嶺土生產(chǎn)區(qū)域主要集中在山西、內(nèi)蒙古,、湖南,、山東、安徽,、河南,、陜西等地區(qū),使用的原料與國外不同,,大多是煤炭伴生的煤系高嶺巖,。經(jīng)過10多年努力,,已初具規(guī)模,并以高昂的開發(fā)代價形成獨立知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)特點的生產(chǎn)工藝�,,F(xiàn)有企業(yè)近30家,,總生產(chǎn)能力15萬噸。多數(shù)為年產(chǎn)量數(shù)百噸到幾千噸的小型加工廠,,主要以生產(chǎn)中,、低檔產(chǎn)品為

主,設(shè)計能力1萬噸以上企業(yè)12家,,在建和擴建萬噸級企業(yè)9家,。目前能夠穩(wěn)定提供滿足造紙涂料技術(shù)要求的企業(yè)不多,主要有:山西忻州金洋高嶺土公司,,內(nèi)蒙古三保準(zhǔn)格爾高嶺土有限公司,,湖南耒陽超牌化工有限公司,山西朔州安平高嶺土有限公司,。

  我國煤系高嶺巖質(zhì)量好,、儲量大。但較國外水選煅燒產(chǎn)品生產(chǎn)成本高,、技術(shù)復(fù)雜,。造紙用煅燒產(chǎn)品目前多采用“先磨后燒”工藝,即將硬質(zhì)高嶺巖經(jīng)干法破碎——濕法研磨至2μm含量大于90%——干燥解聚——煅燒——解聚分級,。焙燒窯爐多采用回轉(zhuǎn)窯或立窯進行“動態(tài)煅燒”,,不完全煅燒高嶺土焙燒溫度600~800℃,完全煅燒高嶺土焙燒溫度900~1050℃,。造紙?zhí)盍虾椭赝客苛霞埡屯苛霞埌逡嗫刹捎谩跋葻竽ァ碑a(chǎn)品,。

  雖然國內(nèi)煅燒高嶺土市場尚未完全打開,但新建,、擴建項目熱度不減,,總設(shè)計規(guī)模已超過15萬噸。目前造紙用2μmD85~D93,,白度88~93%產(chǎn)品售價3200~3900元/噸,。同質(zhì)量產(chǎn)品售價高于建筑乳膠漆行業(yè)200~400元/噸,亦高于國外同類產(chǎn)品利潤率,。目前采用進口設(shè)備生產(chǎn)“雙90”產(chǎn)品直接生產(chǎn)成本1000~1200元/噸,,國產(chǎn)設(shè)備900~1000元/噸。供應(yīng)造紙業(yè)的價格偏高,,在未來幾年里有可能降低到2600~2700元/噸的較為合理價位,。

  由于以往紙和紙板產(chǎn)品多以中、低檔紙為主,,價格較高的煅燒高嶺土在造紙業(yè)消費量很少,。1999年高檔涂料紙和紙板產(chǎn)量的增長,,促進了煅燒高嶺土消費量增長。2001年1?5萬噸,。根據(jù)造紙業(yè)未來發(fā)展估計,,隨著高質(zhì)量紙張和品種的擴大,特別是低克重輕量涂布紙,、低光澤紙和高檔涂料紙板產(chǎn)量的大幅度增長,,煅燒高嶺土的地位將日益受到重視,消費量呈增長趨勢,,預(yù)計到2005年消費量在3萬噸/a左右,。

3造紙高嶺土使用技術(shù)相關(guān)問題

  (1)作為涂顏料的高嶺土,國內(nèi)已有較完善的使用技術(shù),。但在如何因地制宜的充分利用低品質(zhì)高嶺土用于造紙?zhí)盍虾偷屯苛匣虻蜋n涂布紙板的應(yīng)用方面尚有差距,。例如:①將低價格的填料級高嶺土(500~1000目,白度85~86)與碳酸鈣或滑石粉配合,,生產(chǎn)中,、高檔紙,比單一使用CaCO3或滑石粉,,對成紙質(zhì)量有更好的性價比。另外國內(nèi)許多地區(qū)有一種高粘度和高白度(≥88%)的片狀或管狀高嶺土亦可很好的用于造紙?zhí)盍�,。②售價250~350元/T的低質(zhì)高嶺土(細(xì)度d60-702μm,,白度84~85%)用于中、低檔二次涂料底涂料或涂布紙板,,在一些中,、小紙廠已試驗成功。③實驗表明合理的助劑和配方選擇,,可使粘濃度64~66%的高嶺土瓷土,,成功配制出固含量65~68%,具有良好流變特性的刮刀涂料,。④國產(chǎn)高嶺土色調(diào)與涂料色差的調(diào)配(略),。

  (2)煅燒高嶺土在我國造紙業(yè)使用歷史不長,使用技術(shù)不夠完善,。主要表現(xiàn)在①對國產(chǎn)煅燒高嶺土特性認(rèn)識不深入,。②一些中、小紙廠生產(chǎn)中低檔涂布紙和涂布紙板消費比例過大,。③高白度的煅燒土未能提高紙張涂層白度,。④配用煅燒高嶺土后成紙頁質(zhì)量如松厚度、不透明度,、印刷適性等未見明顯效果,。⑤填料級煅燒高嶺土用于新聞紙,、超壓紙及低克重印刷紙使用技術(shù)的不完善。

  煅燒高嶺土是具有多孔隙,、蓬松的功能性結(jié)構(gòu)性原料,。最重要的技術(shù)指標(biāo)是孔隙率;其次為白度穩(wěn)定性,;粒子分散還原性,;粒度分布;磨耗和分散體粘度與懸浮性,。一般用于二次涂布的面涂料和低克重或低涂布量紙種,,也常用于高質(zhì)量涂布紙板。除特殊場合,,通常顏料配比量5~20%,,這不僅因其價格較高,而且過高的配比量也并不一定有好的技術(shù)效果,。
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