我国煤系高岭土的利用现状及其进一步开发的建议

1、我国煤系高岭土的利用现状及其进一步开发的建议耿蛛华，吕秀江 (河北工程大学资源学院，河北邯郸056038)捕要：概括介绍了我国的煤系高岭土在生产铝盐、氧化铝、硅酸钠、白炭黑、碱合成多种沸石产品等的现状同时简要 介绍了煤系高岭土在塑料、橡胶及其它方面的应用。指出了我国煤系高岭土在开发利用方面与国外存在的差距，并 对今后我国煤系高岭土工业的发展提出了一些建议。关键词：煤系高争土；开发利用；探加工中国煤系高岭土分布广泛，成矿时代多，成因复杂储量丰富，质地优良，是我国一种重要的自然资源和 非金属矿产资源，在全世界独具特色”】。目前，煤系高岭土已成为我国的一种独特的高岭土资源具有良好的 开发利用前景。1

2、 煤系高岭土的综合开发利用现状11在化工方面的应用 一般煤系高岭土a1如，含量较高(35一38)，可用作生产铝盐的原料，进一步深加工可生产氧化铝、纳米级d氧化铝等高附加值产品。其中生产铝盐过程中所产生的残渣主要成分为si02。可用来生产硅酸钠、白炭 黑等。另外煤系高岭土还可直接加碱合成4a沸石，并在此基础上合成3a、5a沸石等。111生产铝盐及氧化铝 (1)结晶氯化铝和聚合氯化铝。结晶氯化铝(alcb6h如)主要用作精密铸造的硬化剂(较用氯化铵强度高)、造纸施胶沉淀荆、净化水絮凝剂、术材防腐剂、石油工业加氢裂化剂单体的原料及污水分离剂等。聚合氧化 铝是一种无机高分子化合物，可作为絮凝剂用于净化

3、饮用水和给水的特殊水质处理，铁、镉、氟、放射污染、漂 浮油等；用于工业废水处理，如印染废水；此外，还可用于精密铸造、造纸、医药、制革等。(2)硫酸铝。硫酸铝【al：(s，xh：0是白色或灰色粉末状晶体，主要用于造纸工业作糊料及净化絮凝剂、媒染剂、医药收敛剂、木材防腐剂及泡沫灭火剂等领域。(3)氢氧化铝。氢氧化铝al(o聊d为白色单斜晶体，典型的两性氢氧化物，加热到23260以上脱水吸热，具有良好的消烟阻燃性能。氢氧化铝广泛用作聚氯乙烯及其它塑料和聚合物的无 烟阻燃填料、合成橡胶制品的催化剂和阻燃填料、人造地毡的填料、造纸的增白剂和增光剂等。(4)纳米级一 氧化铝。超细a一氧化铝颗粒是生产电子工

4、业上集成电路基片、透明陶瓷灯管、荧光粉、录音(像)磁带、激光材料和高性能结构陶瓷的重要原料。p氧化铝颗粒的粒径大小直接影响上述产品质量。按一般规律，颗粒粒径越小越有利于制备各种高性能指标的产品，因此人们非常重视对超细a一氧化铝颗粒制备工艺的研究。煤系 高蛉土制备纳米级a一氧化铝工艺采用盐酸浸取煤系高岭土，在浸取的氯化铝溶液中通人氯化氢气体，制得 高纯结晶氯化铝，该结晶体在一定温度下热解，生成固体碱式氯化铝，加水活化后制得高纯铝溶胶并加人分散剂分散。干燥后煅烧转型即得纳米级p氧化铝。112生产水玻璃及白炭黑、硅胶 这是利用生产硫酸铝、氯化铝等产生的残渣来生产的。在用煤系高岭土为原料生产硫酸铝、氯

5、化铝等铝盐过程中，相应会产生大量的残渣，残渣的主要化学成分为sj02，可用来生产硅酸钠和白炭黑。酸浸后的残渣 用烧碱进行溶解，通过过滤除去残渣中不溶于碱的物质可以获得硅酸钠溶液。硅酸钠溶液加入电解质，用稀 硫酸或盐酸进行处理，可沉淀出含水二氧化硅，经过滤、洗涤、干燥后得到白炭黑。113合成沸石 沸石因其独特的晶体结构，具有较好的热稳定性、化学稳定性与独特的选择吸附性和离子交换性，被广泛用于石油、化工、冶金、电子、医药、环保等部门9。近年来，国内外学者对以煅烧煤系高岭土合成沸石进行一162了广泛的研究，应用水热晶化法可合成a、x、y型等沸石。其中4a沸石(4a分子筛)作为洗涤剂助剂可以代 替对环

6、境有污染的三聚磷酸钠，用于生产无磷洗涤剂。优质高岭土的铝硅比与4a分子筛相近，因而可用于 生产。12在橡胶、塑料工业的应用 经过特殊处理的煅烧煤系高岭土是一种独特的优质原料，比表面积大大提高，同时其表面电荷也大大增加因而可以显著提高煅烧煤系高岭土的应用性能。经过超细扮碎和表面改性等深加工技术处理，可成为橡 胶、塑料等高分子材料的填料。121煅烧土在橡胶中的应用 在橡胶制品中，提高各种配合荆在胶料中的分散程度，是确保胶科质地均匀和制品性能优越的关键。 改性煅烧高蛉土与胶料的表面极性相近，易被胶料温润，吃粉较快可提高其分散效果起到一定的补强效果，并且改善了生产工艺和产品的力学性能。普通的改性煅烧高

7、岭土在橡畦中应用，一般都能起到半补强 以上的效果并有利于分散和交联。硫化效率有明显的改善，对其加工性能也有一定的提高，并且可以增大 填充量，有利于降低成本。122煅烧土在塑料中的应用 煅烧煤系高岭土应用于塑料中，可提高玻璃化温度，提高拉伸强度和模量；在聚丙烯中起到成核剂作用，可以提高聚丙烯的刚性和强度；煅烧煤系高岭土具有良好稳定的电绝缘综合性能，用于制造pvc高压电缆 的护套，可以起到良好的绝缘效果；另外煅烧煤系高岭土具有良好阻隔远红外线的作用将其添加到农用塑 料大棚膜中可以有效阻隔远红外线，并且效果好于其它非金属矿材料，可使棚内夜间的温度提高23，同 时农膜的无雾滴效果也有增强光照均匀性有所

8、改善，是农膜理想的保温助荆。1在其它方面的综合利用(1)制取高温高强特种陶瓷。在足够量正己烷存在的条件下，将高岭土(100目)与碳黑混合，磨细到loo 目，放在n2气中加热(1200一1500)，还原为si扎、bsialon和ain。此外反应中还可生成sic和a1203。上述 方法，原料便宜，工艺简单，工业上意义较大。si爿。具有耐高温、质轻、硬度大、高强热膨胀系数小等优点。(2)以煤系优质高岭土作主要添加剂制取多种产品，如高强度、低吸水率建筑陶瓷、制造多孔泡沫材料、 制造化妆品及高档填充料等。(3)对劣质高岭土可制成发泡材料用于建材铷品。2存在的问题 我国煤系高岭土的开发利用，与先进国家相比

9、存在很大的差距，主要体现在以下几个方面：一是开发利用不合理，开采回收率低，产量较低。我国目前的产品仅占世界的4左右，这与我国丰富的煤系高岭土资源现状很不匹配。二是对行业缺乏有效的管理，产业结构和产品结构不合理。我国在该行业一片散沙，没有合理 的远景规划，各企业在低端产品和单一产品上盲目办厂，搞重复建设。并且多为原料或低级加工产品，产品结 构不合理质量较低，没有国际竞争力。三是理论研究工作起步较晚，水平较低。3开发建议(1)加大煤系高岭土的开采，提高产量并制定合理的煤系高岭土资源回收率。我国的煤系高岭土资源 极为丰富，并且开发利用具有很好的前景，但是开采力度远不能满足市场需求，因此应提高煤系高岭

10、土的产 量；制定合理的资源回收率，可以减少资源的浪费，并有利于煤系高岭土资源开发利用的统一规划和设计。(2)加强行业管理，优化产业结构和产品结构。煤炭行业应进一步加强煤系高岭土开发利用的宏观管理， 克服目前条块分割的生产局面选择高岭土质量好、储量大、有技术力量的企业开发适销对路的产品，实现由 单一低档产品向中高档系列产品的转变，由以量取胜到由以质取胜的转变，由自发自流向正规管理体系的转 变。优化产业结构的同时要优化产品结构，使产品向多样化、系列化、高档化方向发展。(3)加强基础研究和科技刨新。加强煤系高岭土的基础科研工作，尽快解决煤系高岭土加工的关键技术一163问题，这是开发衬用煤系高岭土的前

11、提条件。 (4)迅速把科技成果转化为生产力。根据国民经济发展的要求及国内煤系高岭土市场的情况，我国高岭土发展方向应是产品的高档化、专业化、功能化j(5)引进国外先进工艺设备a我国煤系高岭土加工工艺尚不成熟，设备比较落后，在高效超细分级设备 与粉碎设备等高端设备方面尤为如此，而这方面国外已基本成熟并有相应配套机械设备。如果我们仅仅依 靠国内的研究研究本身和科技转化为生产力都需要不短的时间，这样就会影响资源的开发利用，延误发展 时机，这对行业的发展是很不利的，因此我们可以考虑引进国外先进的工艺设备，这样一方面可以减少研兖 费用和精力，把更多经费和更多精力放在高端工艺研究；另一方面可以尽快提高高岭土企业的经济效益，优 化国内市场，更有利于提高我国高