石灰礦產(chǎn)資源是常見(jiàn)的一種非金屬礦產(chǎn)。我國石灰石礦產(chǎn)資源豐富,占世界總儲量的64 %以上,是一種具有優(yōu)勢的天然資源。目前國外較發(fā)達國家如日本、美國等在石灰石利用和深加工方面成果累累,專(zhuān)利有400～500 項。隨著(zhù)國外高檔碳酸鈣材料、填料進(jìn)入中國市場(chǎng),促進(jìn)了國內的技術(shù)進(jìn)步,加快了我國碳酸鈣深加工品種的快速增長(cháng),并向著(zhù)多元化、專(zhuān)業(yè)化、精細化方向迅速發(fā)展,拓展開(kāi)更多的石灰礦產(chǎn)應用領(lǐng)域。
一、石灰石用途
石灰石用途廣泛,產(chǎn)品市場(chǎng)前景看好,但因為石灰石在中國面廣量豐,無(wú)地方資源優(yōu)勢可言,必須靠實(shí)力和其他優(yōu)勢獲取市場(chǎng)份額。因此,面對這一資源,在開(kāi)發(fā)應用時(shí),應慎重選擇,取最短的工序,最可能簡(jiǎn)單的方法,最現實(shí)的市場(chǎng),以低成本、高質(zhì)量,提高市場(chǎng)競爭能力。綜合國內外石灰石產(chǎn)品深加工發(fā)展現狀,介紹我國石灰石礦幾種主要用途。
二、石灰石物理加工
(1) 最常見(jiàn)的是生產(chǎn)硅酸鹽水泥。一般石灰石經(jīng)過(guò)破碎、磨礦后均能達到水泥原料的要求。隨著(zhù)對外開(kāi)放、國民經(jīng)濟建設的加快,水泥工業(yè)發(fā)展迅速,據估計國內未來(lái)20 年左右僅水泥工業(yè)一項將需求石灰石290 億t 。
(2) 生產(chǎn)高檔造紙用涂布級重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。這類(lèi)高附加值的微細、超細及活性重質(zhì)碳酸鈣在造紙工藝中應用十分廣泛,粉碎后一般粒徑- 2μm ≥90 %的用于中性施膠造紙工藝; - 2μm 粒徑≥50 %的主要用于涂布紙的填料。
(3) 用作塑料、涂料等生產(chǎn)工藝中的填料。作該類(lèi)產(chǎn)品原料的天然碳酸鈣礦物,即石灰石要求含CaCO3 (干基) :優(yōu)級品98.10 % ,一等品96.10 % ,二等品94.10% ,Fe2O3≤0.11 % , Mn ≤0.102 % , Cu ≤0.101 % ,白度90 以上。此外,一般平均粒徑10～15μm 的粉礦用作涂料填充料, - 10μm 的用作塑料、橡膠、造紙的填料, -5μm 的經(jīng)活化處理后作油墨填充料。
(4) 生產(chǎn)機械制造用的鑄造型砂。石灰石生產(chǎn)的鑄砂粒度為28～75 目,這種型砂具有比石英砂更優(yōu)的性能,潰散性好,易于落砂清理,提高鑄件表面質(zhì)量,增加鑄件表面光潔度,同時(shí)基本消除職工矽肺的危害。據統計僅各大鋼鐵公司每年要外購鑄造型砂幾萬(wàn)噸,這對冶金行業(yè)的石灰石礦是一個(gè)潛在的市場(chǎng)。
(5) 生產(chǎn)脫硫吸收劑。石灰石破碎到0～2mm ,其中+2mm<5%、0～0.45mm>50 %的粉狀代替原石灰或消石灰,在吸收塔內與水混合攪拌成漿液,吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣進(jìn)行化學(xué)反應被脫除,最終反應產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)加熱升溫后排入煙囪。
工藝設備成熟,脫硫效率高,適用范圍寬。目前貴州鋁廠(chǎng)石灰礦已建成一條脫硫石灰劑生產(chǎn)線(xiàn),其效益十分看好。
(6) 石灰石經(jīng)煅燒、碳化后可生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。輕質(zhì)碳酸鈣按平均粒徑可分為5個(gè)粒度等級:微粒+5μm、微粉1～5μm、微細0.11～1μm、超細0.102～0.11μm、超微細-0.102μm。目前納米級輕鈣工業(yè)化生產(chǎn)在廣東、上海、浙江等地已相繼問(wèn)世。按產(chǎn)品晶型可分為球形、紡錘形、立方形、鏈鎖形、片形、菱形。立方形、球形輕質(zhì)碳酸鈣更適合塑料工業(yè)。
(7) 用于生產(chǎn)活性石灰、鈍化石灰。石灰石煅燒生產(chǎn)活性石灰,并通過(guò)加工后可生產(chǎn)鈍化石灰。鈍化石灰具有吸潮、噴吹性能好等優(yōu)點(diǎn)。這兩種產(chǎn)品主要用作冶金行業(yè)中燒結礦的添加劑,煉鋼用的造渣劑,鐵水預處理時(shí)用的脫硫、脫磷劑,以及根據鋼液初煉后的成分及成品規格要求,設計出的不同用途的精煉渣和根據鋼種等調整的各種連鑄保護渣等。目前國內鐵水預處理還處于起步階段,僅有少數鋼廠(chǎng)實(shí)行三脫即脫硫、脫磷、脫硅,大部分鋼廠(chǎng)尚未進(jìn)行鐵水預處理。但是,日本、美國等冶金技術(shù)較為發(fā)達的國家的鐵水預處理已達到80 %以上,預計5～10 a內國內鋼廠(chǎng)鐵水預處理將會(huì )有較大的發(fā)展,CaO 和CaCO3是各種冶金爐料的基本組分,因此在冶金爐料的發(fā)展過(guò)程中石灰石也將有較好的開(kāi)發(fā)應用前景?；瘜W(xué)加工石灰石經(jīng)化學(xué)加工后可生產(chǎn)磷酸輕鈣、內服補鈣(藥用級) 、食品工業(yè)補鈣添加劑、疏松劑和高級牙膏摩擦劑、飼料添加劑、磷肥,以及乳酸鈣、葡萄糖酸鈣、氯化鈣、碳化鈣(電石) 等。
石灰為原料市場(chǎng)根據用途,石灰為原料的產(chǎn)品大致可分為:
第1類(lèi):水泥工業(yè)用,冶金工業(yè)作熔劑用和建筑材料用,這部分用量很大,無(wú)須特別加工,故不詳述。
第2類(lèi):較大用途的是作廉價(jià)中和酸性物質(zhì)的材料,有石灰石、石灰、消石灰。
第3類(lèi):作填料和涂料的粉體和超細粉體,其產(chǎn)品單位價(jià)格取決于產(chǎn)品粒度、白度和表面處理狀況,高低之差可達十幾倍甚至幾十倍。
第4類(lèi):化工原料,如電石和石膏、氯化鈣,以及漂白粉之類(lèi)消毒殺菌用品。
第5類(lèi),直接或間接給人體補鈣的諸多產(chǎn)品和飼用補鈣品,是多品種、小批量,附加值較高的產(chǎn)品。
上述第1 、2 、4 類(lèi)用途技術(shù)已成熟,較少研究,需用量依使用行業(yè)的景氣與否而增大或降低,市場(chǎng)價(jià)格隨行就市。第3 、5 類(lèi)用途則是近年發(fā)展較快、值得關(guān)注的行業(yè)與市場(chǎng)。
三、石灰作為填料與涂料的用途:
首先,就近年來(lái)發(fā)展較快的塑料工業(yè)而言,各國研究最多。過(guò)去填充CaCO3 在塑料中起增量、降低成本的作用; 而目前CaCO3 經(jīng)微細化和活化處理后,可起到半增強和補強劑的作用。CaCO3 在塑料中的填充量隨品種和用途不同差異很大,最高填充量可達40 %。據不完全統計,每年用作塑料填充劑的CaCO3 在100 萬(wàn)t 以上。加之塑料薄膜市場(chǎng)需求量大增,發(fā)展薄膜用的精細碳酸鈣也明顯增加。
其次, 是造紙業(yè),全世界300多臺造紙機中60 %已由酸性工藝改為堿性工藝,工藝的改變及碳酸鈣工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,使重鈣填料用量大幅度增加。在過(guò)去的5 年里北美對輕鈣的需求年增長(cháng)率達到7 %。同時(shí)重鈣在礦物填料中所占比例也逐年上升,從1980 年到1990 年,歐洲重鈣填料產(chǎn)量增長(cháng)了3倍,涂布用重鈣從20 %上升到42 %;
基于這一巨大的市場(chǎng)潛力,加上資源優(yōu)勢、生產(chǎn)成本低等,世界各大碳酸鈣生產(chǎn)商如S1M1 公司、瑞士歐米亞公司等已紛紛進(jìn)入中國,近年在華東、沿海地區先后建成了多家規模較大的獨資、合資堿性造紙廠(chǎng),重鈣用量迅猛增加,這必將促進(jìn)我國碳酸鈣工業(yè)的快速發(fā)展。
第三,輕質(zhì)碳酸鈣有逐漸被重質(zhì)碳酸鈣代替的趨勢。由于活性重質(zhì)碳酸鈣在吸油值及分散度方面優(yōu)于輕質(zhì)碳酸鈣,重質(zhì)碳酸鈣在塑料工業(yè)中的應用量及前景較輕質(zhì)碳酸鈣更好。我國隨著(zhù)粉體技術(shù)、分級技術(shù)、表面處理技術(shù)的進(jìn)步,以及國外先進(jìn)技術(shù)及設備的引進(jìn),生產(chǎn)高附加值的微細、超細和活性重鈣成為可能;隨著(zhù)應用領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓,市場(chǎng)需求不斷擴大,碳酸鈣行業(yè)開(kāi)始將發(fā)展中心由輕鈣轉向重鈣,由此可見(jiàn)重鈣將是碳酸鈣工業(yè)今后發(fā)展的主攻
方向。
四、石灰深加工存在問(wèn)題與發(fā)展方向
(1) 目前國內市場(chǎng)碳酸鈣產(chǎn)品單一,質(zhì)量不穩,輕鈣產(chǎn)品僅有紡錘型一種,超細鈣、活性鈣基本上為同一規格產(chǎn)品;專(zhuān)用鈣、微細重鈣、微細活性重鈣品種少、檔次低、產(chǎn)量小,這在國外已成為重鈣的主導產(chǎn)品。而高附加值的、市場(chǎng)需求增長(cháng)較快的產(chǎn)品大多數依賴(lài)進(jìn)口,國內一些企業(yè)依賴(lài)降價(jià)求生存。
(2) 應開(kāi)發(fā)不同粒徑規格的超細、超微細、納米級產(chǎn)品;各種性質(zhì)的活性鈣;用于醫藥、食品、飼料、橡膠、涂料、油漆等的專(zhuān)用鈣;紡錘形、立方形、鏈鎖形、菱形等不同晶型晶體的碳酸鈣,特別是要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)不同用途的各種級別的微細重鈣和微細活性重鈣,并不斷擴大其用途、開(kāi)拓新的市場(chǎng)。美國重鈣用量最大的除造紙及上述用途外,還主要用于粘結劑和密封劑,這兩種產(chǎn)品應用范圍很廣,從建筑用嵌縫水泥到地毯用膠,需求量很大,重鈣作其填料,僅此一項每年約需各種級別的重鈣200萬(wàn)t ,其粒經(jīng)一般在1～ 15μm ,地毯用膠和無(wú)漿砌塊水泥一般用中粗級重鈣,住宅建筑嵌縫水泥和密封劑需用細粒重鈣。
(3) 要加強產(chǎn)品應用技術(shù)的研究,幫助用戶(hù)掌握使用碳酸鈣產(chǎn)品的技術(shù),使碳酸鈣產(chǎn)品在有些領(lǐng)域中的使用量的比例逐步增大,不僅降低成本,而且提高品質(zhì)。未來(lái)幾年,世界碳酸鈣工業(yè)仍將快速發(fā)展,亞洲尤其是中國已成為世界碳酸鈣工業(yè)發(fā)展的中心,競爭十分激烈。我國資源豐富,碳酸鈣工業(yè)要抓住機遇,發(fā)展高科技含量、高附加值的深加工產(chǎn)品,擴大出口,競爭國內外市場(chǎng),前景十分廣闊。
來(lái)源：唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
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