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非金屬礦:創(chuàng)新加工技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展


來源:中國粉體網(wǎng)

標(biāo)簽非金屬礦
一、非金屬礦粉體加工

    礦物一般都需要通過特定的技術(shù),、工藝,、設(shè)備生產(chǎn)出滿足應(yīng)用要求的具有一定粒度大小和粒度分布,、純度或化學(xué)成分,、物理化學(xué)性質(zhì)的粉體產(chǎn)品,。在非金屬礦物的加工中所應(yīng)用的粉體加工技術(shù),,包括粉碎,、分級(jí),、選礦,、提純等。有的非金屬礦經(jīng)過簡單的粉碎加工即能使用,,如作為建筑材料的大理石,、方解石等和用作飼料的石灰石粉;有些需要選礦提純,,如應(yīng)用在高級(jí)和高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域的石英,、粘土等;還有些需要進(jìn)行深加工,,如作微電子工業(yè)用的石墨,,造紙工業(yè)用的高純超細(xì)高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣,,涂料工業(yè)用的膨潤土等,。

    1.選礦提純

    選礦提純是指利用礦物之間或礦物與脈石之間密度、粒度和形狀,、磁性,、電性、顏色(光性),、表面潤濕性以及化學(xué)反應(yīng)特性對(duì)礦物進(jìn)行分選和提純的加工技術(shù),。選礦提純是分離、富集,、綜合利用礦產(chǎn)資源采取的必要方法,。

    隨著科技的發(fā)展,無論是新興產(chǎn)業(yè)還是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),,都將對(duì)非金屬礦物材料的純度提出更高的要求,。但開采方法不當(dāng),就會(huì)導(dǎo)致粘土、硅石,、陶土,、石膏等極為普通的原料也逐漸表現(xiàn)出資源枯竭的趨勢。為遏制這種危險(xiǎn)勢頭,,滿足相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V物材料高純化的要求,,尖端的選礦提純技術(shù)——微細(xì)粒選礦提純和綜合力場(重力、離心力,、磁力,、電力、化學(xué)力)精選技術(shù)將成為未來非金屬礦物提純技術(shù)的發(fā)展主流,。

    雖然近幾年我國非金屬礦物選礦提純技術(shù)有了一定的進(jìn)展,,但總體來說研發(fā)資金和人力投入不夠,在很多方面仍存在問題,,尤其是“采富棄貧”現(xiàn)象屢禁不止,。大部分礦山機(jī)械化和自動(dòng)化程度不高,選礦回收率和資源綜合利用率較低,,對(duì)環(huán)境造成威脅,。業(yè)內(nèi)人士分析稱,未來我國非礦選礦提純總的發(fā)展趨勢是:

    (1)常規(guī)選礦方法,、工藝和設(shè)備將進(jìn)一步得到推廣,、應(yīng)用和發(fā)展;

    (2)非金屬礦選礦將向高純,、超細(xì)技術(shù)領(lǐng)域邁進(jìn),,以滿足特種陶瓷、工程塑料,、光導(dǎo)纖維等新型材料對(duì)非礦原料更嚴(yán)格的質(zhì)量要求,;

    (3)各種新技術(shù)如超聲波等在非金屬礦選礦中的應(yīng)用及現(xiàn)代檢測技術(shù)的應(yīng)用等將逐步推廣、普及,;

    (4)微細(xì)粒選礦提純和精選技術(shù),、綜合利用技術(shù)或無尾礦加工技術(shù)將成為未來非金屬礦提純技術(shù)的主要發(fā)展趨勢,促進(jìn)相應(yīng)設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用,;環(huán)境友好型設(shè)備將更受青睞,。

    2.粉碎分級(jí)

    粉碎是借助機(jī)械力將大塊固體物質(zhì)碎成適當(dāng)細(xì)度的操作過程。礦物原料的粒度大小和粒度分布及顆粒形狀對(duì)非金屬礦物材料的功能發(fā)揮有很大影響,,因此,,粉碎分級(jí)是實(shí)際生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
近年來,,非金屬礦粉碎分級(jí)設(shè)備發(fā)展很快,,目前國內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)獨(dú)立生產(chǎn)各種破碎、細(xì)磨、超細(xì)磨設(shè)備以及各種干式,、濕式精細(xì)分級(jí)設(shè)備,,科技含量高,水平一流,,整體進(jìn)步顯著,。單從技術(shù)層面來說,國內(nèi)粉碎分級(jí)設(shè)備主要是采用多臺(tái)小設(shè)備,,雖然能滿足用量的要求,,但一般難以滿足質(zhì)量特別是粒度分布穩(wěn)定的要求。因而,,設(shè)備大型化是未來發(fā)展的趨勢之一,,不僅節(jié)能降耗,,而且可以降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,。

    此外,納米技術(shù)作為覆蓋學(xué)科領(lǐng)域極廣的高新科技而備受關(guān)注,,并逐漸滲透到非金屬礦物加工過程中,,用于提高產(chǎn)品的功能性,給人類提供了更廣闊的創(chuàng)新空間,。有專家分析研究稱,,納米技術(shù)在非金屬礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向主要有三個(gè):其一,利用非金屬礦物本身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)來制備天然納米材料,;其二,,利用非金屬礦物在納米尺度的間層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)物質(zhì)在納米尺度的分散,;其三,,利用天然介孔礦物,制備介孔納米粒子組裝體系材料,。開展這些領(lǐng)域的研究工作既可以拓展納米技術(shù)的應(yīng)用范疇,,也能更快地提升非金屬礦深加工技術(shù)的水平和層次,意義深遠(yuǎn),。

    3.表面改性

    非金屬礦的表面或界面性質(zhì),,如吸附、催化,、電性,、光性、流變,、分散等,,是決定其功能的重要因素。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中許多領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V粉體的表面性質(zhì)有特殊要求,這就需要利用表面改性技術(shù)對(duì)這些原材料進(jìn)行深加工,,提高其分散性能和應(yīng)用性能,,進(jìn)而提高市場競爭力。粉體改性技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今粉體材料科學(xué)發(fā)展的主要方向之一,,也是粉體材料從科研階段向工業(yè)應(yīng)用過渡的重要環(huán)節(jié),。經(jīng)過長期的研究改造和引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)型,我國現(xiàn)有的表面改性設(shè)備有了很大進(jìn)步,,像PSC連續(xù)式粉體表面改性機(jī)生產(chǎn)工藝現(xiàn)已十分純熟,,促成了表面改性技術(shù)飛躍性的發(fā)展。就我國當(dāng)前非金屬礦粉表面改性技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢來看,,重點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)更優(yōu)化和調(diào)控自動(dòng)化,;跨學(xué)科應(yīng)用,研發(fā)出性能好,、成本低,、環(huán)保高效的新型表面改性機(jī)。

    二,、新應(yīng)用

    1.節(jié)能降耗

    節(jié)能降耗是節(jié)省能源,、防止資源浪費(fèi),進(jìn)而維持可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方面,。非金屬礦物材料在絕熱,、節(jié)能和催化工程中起著重要的作用。例如,,硅藻土,、海泡石、石棉等可用作保溫材料,;螢石,、白云石等在煉鋼中可用作助熔劑;蒙脫石,、沸石等比表面積很大,,吸附性很強(qiáng),可用作催化劑或催化劑載體,。

    在工業(yè)“三廢”處理問題上,,非金屬礦物同樣有廣泛的應(yīng)用。利用石灰石,、水鎂石等堿性非金屬礦物材料中和工業(yè)上排放的有害氣體,,可達(dá)到清除廢氣的目的;利用沸石,、膨潤土等礦物巖石可處理含重金屬廢水,。

    2.生態(tài)材料

    生態(tài)材料是指對(duì)資源利用率高,、能源消耗低、功能性強(qiáng),,并從設(shè)計(jì),、制備、使用到再生的壽命周期全程中符合生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展要求的一類材料或制品,。

    由于非金屬礦種類繁多,,可以在保證性能達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上選擇天然高能態(tài)的節(jié)能礦物原料來替代需要加工耗能的,這樣就可使產(chǎn)品更具生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性,。此外,,非金屬礦物的再生循環(huán)使用性研究能更充分利用資源,符合可持續(xù)發(fā)展理念,。

    三,、重點(diǎn)區(qū)域性產(chǎn)業(yè)

    *黑龍江•石墨*

    有“黑色的金子”之稱的石墨,在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下,,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程越來越快,,尤其是具有資源優(yōu)勢的黑龍江省,加緊建立產(chǎn)業(yè)基地,,現(xiàn)已取得了很大成效,。由該省申報(bào)的“高純石墨材料開發(fā)及其典型應(yīng)用”項(xiàng)目被列入國家科技支撐計(jì)劃,,將在年內(nèi)啟動(dòng),。據(jù)預(yù)測,到2015年,,在科技創(chuàng)新的推動(dòng)下,,黑龍江省石墨產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)達(dá)到250億元,石墨深加工產(chǎn)品將占總產(chǎn)值的60%,,達(dá)到150億元,。

    近年來,石墨之都——雞西,,從石墨產(chǎn)業(yè)上尋找突破口,,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,,規(guī)劃出恒山區(qū),、麻山區(qū)兩個(gè)石墨產(chǎn)業(yè)園區(qū),承接高附加值石墨產(chǎn)品和以石墨為主要原料的新興材料,、制品,,走集團(tuán)化道路,打造石墨新材料基地,,領(lǐng)跑國內(nèi)同行業(yè),。

    *江西•黑滑石*

    20世紀(jì)80年代,,探明江西廣豐縣有儲(chǔ)量超過10億噸的黑滑石資源,是名副其實(shí)的“黑滑石之都”,。由于廣豐黑滑石儲(chǔ)量大,,易煅燒,含鐵量低,,不僅可替代高嶺土制造高檔陶瓷,,還可以部分替代白滑石應(yīng)用于航天材料、耐火材料,、油漆,、塑料制品、醫(yī)藥,、紡織等工業(yè)領(lǐng)域,。鑒于此,江西省通過制定實(shí)施一系列政策法規(guī),,引導(dǎo)資源的合理開發(fā)和科學(xué)利用,,規(guī)范市場,培育深加工產(chǎn)業(yè)集群,,提高產(chǎn)品科技含量,,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,打造礦產(chǎn)資源價(jià)值穩(wěn)步增長的新引擎,。另外,,黑滑石企業(yè)打破傳統(tǒng)發(fā)展模式,除了提高產(chǎn)量外,,更注重技術(shù)創(chuàng)新,,組建“黑滑石應(yīng)用技術(shù)開發(fā)聯(lián)盟”,實(shí)現(xiàn)上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)資源整合,,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程,。

    *福建沙縣•石英*

    沙縣石英礦資源豐富,目前探明的石英礦儲(chǔ)量超過5000萬噸,,鉀長石礦覆蓋超過20平方公里,,儲(chǔ)量超過5000萬噸。硅產(chǎn)業(yè)是沙縣化工新材料領(lǐng)域的重要組成部分,。近年來,,沙縣依托豐富的石英礦資源優(yōu)勢,搭建硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái),,高效推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。投資100多萬元建成沙縣硅化工中心實(shí)驗(yàn)室,為硅化工企業(yè)提供原材料,、中間產(chǎn)物和終產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測和分析,,同時(shí)做好科技研發(fā)工作,,促進(jìn)硅化工產(chǎn)品的提檔和創(chuàng)新。此外,,建設(shè)硅產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園,,主攻礦產(chǎn)及尾礦、廢棄物的綜合利用,,走可持續(xù)發(fā)展之路,。

    *廣西•碳酸鈣*

    為加快推進(jìn)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,發(fā)揮資源優(yōu)勢,,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),,廣西已將碳酸鈣產(chǎn)業(yè)納入千億元產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃,力爭到2015年培育4至5家全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè),,形成具有較強(qiáng)市場競爭力的碳酸鈣產(chǎn)業(yè)集群,。到2020年,全區(qū)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)規(guī)�,;l(fā)展,,形成一批百億元企業(yè)、百億元產(chǎn)業(yè)園區(qū),,產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億元,。

    *江蘇東海•硅微粉*

    東海是全國最大的硅微粉生產(chǎn)基地,有生產(chǎn)企業(yè)40多家,,主要產(chǎn)品有活性硅微粉,、熔融硅微粉、電子電工級(jí)硅微粉,、球型硅微粉等,,國內(nèi)市場占有率達(dá)80%以上,被廣泛用于電子封裝,、陶瓷制造、集成電路,、化工行業(yè)等,。依托豐富的資源,東�,?h初步建成全國性的硅微粉生產(chǎn)基地,,年產(chǎn)量近6萬噸,將以精深加工為發(fā)展方向,,實(shí)現(xiàn)硅微粉產(chǎn)品向純度高,、粒度細(xì)、球形化方向的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移,。

    四,、發(fā)展動(dòng)力

    1.健全法律提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

    今年3月國土資源部下發(fā)了《關(guān)于開展鐵,、銅、鉛,、鋅,、稀土、螢石,、鉀鹽等礦產(chǎn)資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)研究》,,促進(jìn)礦山企業(yè)節(jié)約與綜合利用礦產(chǎn)資源。

    受區(qū)域限制的影響,,一直以來,,非金屬礦的開發(fā)與利用存在很大問題,導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的過度開采和嚴(yán)重浪費(fèi),。許多中小型企業(yè)設(shè)備老舊,、產(chǎn)品科技含量低,但價(jià)格低廉,,從而造成市場惡性競爭,,擾亂市場秩序,妨礙行業(yè)健康發(fā)展,。此外,,非金屬礦山領(lǐng)域還存在非法違法生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)的現(xiàn)象,事故頻發(fā),,所以建立健全相關(guān)的法律法規(guī)體系,,提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻,嚴(yán)格規(guī)范行業(yè)發(fā)展是至關(guān)重要,。

    2.改進(jìn)生產(chǎn)工藝與設(shè)備

    非金屬礦礦種多,、應(yīng)用領(lǐng)域廣,加工工藝也千差萬別,。要滿足各領(lǐng)域?qū)ΦV產(chǎn)品的質(zhì)量要求,,就要采用最優(yōu)加工工藝流程,從根本上提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品優(yōu)勢,。

    再者,,先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備是提高效率擴(kuò)大產(chǎn)能的保障,應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件,,適當(dāng)改進(jìn)原有設(shè)備,,實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量的生產(chǎn)。

    3.重視解決環(huán)保問題

    現(xiàn)代高科技含量材料產(chǎn)品的發(fā)展是以滿足較高的社會(huì)需要性較低的環(huán)境負(fù)荷為前提的,,非金屬礦也不例外,。只有功能明確、突出,,適應(yīng)相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的環(huán)境友好型非金屬礦深加工產(chǎn)品或材料才能贏得穩(wěn)定的市場,。

    總而言之,,要發(fā)展非金屬產(chǎn)業(yè),就要因材制宜,、因地制宜,,除依靠行政管理來監(jiān)督整治市場環(huán)境外,更要積極推動(dòng)完善市場機(jī)制,,嚴(yán)格市場準(zhǔn)入,,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)政策、財(cái)政政策,、土地政策,、環(huán)保政策聯(lián)動(dòng)。具備資源優(yōu)勢的地方區(qū)域應(yīng)盡快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),,統(tǒng)籌規(guī)劃,,打造產(chǎn)業(yè)鏈,提高競爭力,。

    在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的大背景下,,市場對(duì)非金屬礦粉的需求持續(xù)上升,相關(guān)領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V粉產(chǎn)品的質(zhì)量要求也不斷提高,,強(qiáng)烈刺激著非金屬礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的市場浪潮,我國的非金屬礦產(chǎn)業(yè)需調(diào)整結(jié)構(gòu),,依靠科技創(chuàng)新,,走綠色發(fā)展之路。(田志敏/文 中國粉體網(wǎng)編輯記者)
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