我國高嶺土開發(fā)利用現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

汪先三

（中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

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【開發(fā)利用】

我國高嶺土開發(fā)利用現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

汪先三

（中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

【摘 要】高嶺土作為一種重要的礦物原料，在多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述了高嶺土的物理性能、化學(xué)性能以及主要用途，結(jié)合我國高嶺土資源的分布狀況，總結(jié)了目前我國高嶺土資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀，并匯總了當(dāng)前主要的生產(chǎn)工藝和深加工技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高嶺土加工工藝的不斷提升，高嶺土將在更多的領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】高嶺土；資源分布；開發(fā)利用；深加工

高嶺土是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土巖，其礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成。我國是高嶺土的故鄉(xiāng)，名稱起源于江西省景德鎮(zhèn)高嶺村。品位較高的高嶺土有較高的白度，質(zhì)地較軟，有非常好的可塑性和粘結(jié)性，電絕緣性、抗酸溶性都較為優(yōu)秀，耐火性能也較為出色。因其較為優(yōu)異的理化性能，高嶺土被廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、耐火材料及水泥工業(yè)、橡膠工業(yè)、石油化工、醫(yī)藥紡織等多個領(lǐng)域，同時在國防尖端技術(shù)領(lǐng)域也有應(yīng)用，是一種非常重要的礦物原料。

1 高嶺土的物理及化學(xué)性能

1.1 物理性能

純度較高的高嶺土顏色為白色或近于白色，最高白度能達(dá)到95%以上，當(dāng)高嶺土含有一定量的金屬氧化物或有機質(zhì)時就具有不同的顏色，高嶺土工藝性能的主要指標(biāo)之一就是其白度，白度一般分為自然白度和煅燒后白度。高嶺土質(zhì)地較軟，其硬度的不同主要是由于受風(fēng)化的程度不同而造成的，風(fēng)化程度越高的高嶺土硬度也就越低。高嶺土具有較好的可塑性，成型性能較好，高嶺土的可塑性是其作為陶瓷坯體中成型的工藝基礎(chǔ)。高嶺土有較好的耐火性能，其耐火度的不同主要是受其化學(xué)成分不同所影響，純度較高的高嶺土，耐火度能達(dá)到1 700℃以上，含有其他雜質(zhì)成分時，會影響其耐火度，但通常高嶺土的耐火度不低于1 500℃。高嶺土還具有優(yōu)良的電絕緣性能。

1.2 化學(xué)性能

高嶺土的化學(xué)式為Al4［Si4O10］（OH）8，理論化學(xué)成分為：Al2O3含量39.5%，SiO2含量46.54%，H2O含量13.96%。高嶺土具有較好的抗酸溶性，但其耐堿機能差。高嶺土還具有較弱的離子交換性。

2 高嶺土的主要用途

高嶺土作為一種重要的礦物原料，用途非常廣泛，主要用途包括：①用于陶瓷工業(yè)。高嶺土主要用作陶瓷原料，用于制作各類陶瓷；②用于耐火材料及水泥工業(yè)。主要得益于高嶺土較好的耐火性能，品位較高的高嶺土可用于制作光學(xué)玻璃、玻璃纖維用坩堝及實驗室用坩堝，純度較低的高嶺土可用于制作耐火磚、耐火泥等耐火材料；③用于造紙工業(yè)。高嶺土作為紙張的填料和涂料，可大幅度提高紙張的白度和平滑度；④用于橡膠工業(yè)。高嶺土用作橡膠的補強劑和填充劑，可提高橡膠的強度及耐酸性能；⑤用于石化工業(yè)。高嶺土可制成高效吸附劑合成化工用分子篩，還可用作石油裂解的催化劑；⑥應(yīng)用于醫(yī)藥紡織工業(yè)。例如：漂白劑、化妝品、顏料等；⑦用于國防尖端技術(shù)領(lǐng)域。例如：原子反應(yīng)堆、噴氣式飛機等。

3 高嶺土開發(fā)利用現(xiàn)狀

3.1 資源狀況

我國高嶺土資源豐富，分布特點是分布廣泛、相對集中。在我國六大區(qū)21個?。▍^(qū)、市）都有高嶺土分布，但主要還是分布在我國東南沿海地區(qū)。據(jù)《2013年全國礦產(chǎn)資源儲量通報》顯示，截至2013年底，我國高嶺土查明資源儲量25.03億t，主要分布在廣東、廣西、陜西、福建、湖南、江西等省，其中基礎(chǔ)儲量4.96億t；其次，分布在安徽、內(nèi)蒙古、江蘇、海南、甘肅和浙江等省。我國的優(yōu)質(zhì)高嶺土資源有福建龍巖東宮下高嶺土礦床?；浳鳎?、桂東（合浦）的高嶺土以片狀高嶺石為主，是我國少數(shù)適于用作造紙涂料與填料的高嶺土。另外，我國從晚古生代到新生代的煤系中蘊藏有一定數(shù)量可綜合利用的煤系高嶺土。

3.2 開發(fā)利用的技術(shù)和工藝

目前高嶺土的開發(fā)主要需經(jīng)過地質(zhì)勘探、礦山開采、選礦與加工三個階段。高嶺土的地質(zhì)勘探工作主要依照國土資源部發(fā)布的（DZ/T 0206-2002）《高嶺土、膨潤土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》。

3.2.1 礦山開采

高嶺土的開采方法包括露天開采和地下開采，開采工藝主要由礦山特點及開采規(guī)模所決定。露天開采高嶺土礦，開采規(guī)模不大的多用手鎬或風(fēng)鎬進行作業(yè)，采用窄軌鐵路進行礦石運輸；開采規(guī)模較大的一般直接用挖掘機進行作業(yè)，采用汽車進行礦石運輸；硬度較高的高嶺巖一般需要經(jīng)過爆破，再用挖掘機作業(yè)。地下開采礦山，針對其松軟的特點，一般采用分層崩落法進行開采，例如：江蘇蘇州陽山高嶺土礦，其地下采礦就采用了分層崩落法，該方法的主要優(yōu)點是采場布置靈活、采礦回采率高，有利于資源的充分采出，同時有利于對各類品級的原礦分采分運，提高資源的利用率。使用分層崩落法的礦山，要特別注意兩個問題：①采用該方法開采礦山后，地表容易形成塌陷坑，因此，要及時采取措施進行防水；②采用該方法進行礦山開采時容易造成崩落、放頂?shù)葐栴}，安全生產(chǎn)要時刻關(guān)注。

3.2.2 選礦工藝

高嶺土選礦工藝的選擇主要由原礦性質(zhì)和產(chǎn)品要求所決定。目前主要有兩種選礦工藝：干法和濕法，一般情況下，質(zhì)地較硬的高嶺土（或高嶺巖）采用干法工藝生產(chǎn)，而質(zhì)地較軟的高嶺土則采用濕法工藝生產(chǎn)。

干法工藝：這是一種較為簡單且成本較低的加工工藝，工藝流程較短，顧名思義，整個過程中將脫水或干燥過程省去，因而較適合缺水的區(qū)域，同時成本也大為降低，但該種工藝對加工獲得高純度高嶺土有很大的局限。

濕法工藝：該工藝與干法工藝相比，工藝復(fù)雜程度更高，帶來的加工成本也更大，但此工藝能夠采用多種針對性的方法去除礦物中的不同雜質(zhì)，從而獲得較高純度的高嶺土。

3.2.3 深加工技術(shù)

目前高嶺土深加工技術(shù)和其他非金屬礦物深加工技術(shù)基本一致，主要都是圍繞提純、超細(xì)、改性等方面，具體采用哪種深加工技術(shù)則由產(chǎn)品的用途所決定。

高嶺土被用作陶瓷、造紙和化工填料時，要求其具有很高的白度，而高嶺土原礦或初級產(chǎn)品由于其中含有其他雜質(zhì)往往白度都不高，要得到較高白度的高嶺土則需進行提純加工，目前采用較多的是高溫煅燒和酸解等方法。高溫煅燒一般可以去除常規(guī)的揮發(fā)性雜質(zhì)和一些有機雜質(zhì)，酸解一般可以去除金屬氧化物等雜質(zhì)。

在高嶺土的精細(xì)加工方面，目前國內(nèi)已經(jīng)有許多專門從事微粉碎和超粉碎技術(shù)設(shè)備的研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)的設(shè)備主要分為兩大類：一類是機械式粉碎設(shè)備，一類是氣流沖擊式粉碎設(shè)備。機械式粉碎設(shè)備的工作原理主要是高速旋轉(zhuǎn)的粉碎體在離心力作用下，使高嶺土分散到粉碎室內(nèi)壁處成為粗礦粒，再給這些粗礦粒以線速度，使顆粒之間發(fā)生沖擊碰撞而最終達(dá)到粉碎的目的；氣流沖擊式粉碎設(shè)備的工作原理主要是采用高壓氣流使礦物之間互相不斷碰撞沖擊從而達(dá)到粉碎目的，這是目前較為流行并且高效的超細(xì)粉碎工藝。

高嶺土作為一種粘土礦物，改性是一種重要的深加工形式。通過對高嶺土礦物的表面改性，可提高其在有機高分子材料中的分散性，用改性后的高嶺土礦物作原料可以極大提高產(chǎn)品的性能，并且因添加高嶺土礦物量的加大，可有效降低產(chǎn)品成本。

3.3 開發(fā)利用狀況

目前我國高嶺土的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，已涉及陶瓷、造紙、橡膠、石油化工、耐火材料、建材等諸多行業(yè)，產(chǎn)品系列多，品種豐富，成為一種重要的工業(yè)礦物原料。高嶺土的應(yīng)用不僅在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域（陶瓷、造紙、石油化工）不斷拓展，隨著建筑和裝修行業(yè)的興起，涂料行業(yè)也將逐步成為其重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 發(fā)展前景和趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高嶺土的應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣闊，在陶瓷、耐火材料及水泥、橡膠、石油化工等傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用將進一步拓展。目前

我國高嶺土加工技術(shù)已取得了較大的進展，但未來發(fā)展空間仍然很大，距下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求還存在一定距離，與國際水平相比還存在差距。目前國內(nèi)高嶺土企業(yè)都較為注重技術(shù)進步，在煅燒高嶺土工藝的改進、高嶺土表面改性技術(shù)、超細(xì)浮選技術(shù)、增白降粘技術(shù)、有害雜質(zhì)（鈦、鐵、硫）去除工藝、硬質(zhì)高嶺土剝片技術(shù)、高嶺土納米應(yīng)用技術(shù)、抗菌材料技術(shù)等方面，都將成為今后高嶺土加工技術(shù)發(fā)展的方向。

【參考文獻(xiàn)】

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［3］吳鐵輪.我國高嶺土行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景［J］.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2001（4）：3-5.

Exploitation and Application Prospects of Kaolin in China

WANG Xian-san
（China National Non-metallic Minerals Industrial Corporation， Beijing 100142， China）

Abstract:Kaolin is an important mineral raw material， it has been widely used in many areas.This paper describes the physical properties， chemical properties and main usages of kaolin， analyzes the current status of the development and utilization of kaolin resources， and summarizes the current main production technology and processing technology.With the development of science and technology， kaolin will have a good application prospect in all kinds of fields.

Key words:kaolin； resource distribution； development； deep processing

【中圖分類號】TB32

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007-9386（2016）02-0008-02

【收稿日期】2016-03-15