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我国黑滑石产业现状及发展趋势

  • 发布人:管理员
  • 发布时间:2015-08-21
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宗培新

(中国非金属矿工业有限公司北京100142)

【摘 要】由于我国经济建设的快速发展,对工业矿物的需求量越来越大,我国黑滑石产业是近年来发展起来的原料产业,已在我国陶瓷行业得到广泛的应用。随着陶瓷行业对原料品质的要求不断提高,黑滑石业内也在对加工技术不断进行探索,目前我国已开发出多种黑滑石深加工产品。本文就国内黑滑石资源特点、应用范围、市场现状、产业前景及存在的问题等几方面进行论述。

【关键词】黑滑石;应用;现状;趋势

1我国黑滑石资源概况

我国工业滑石按颜色划分有粉红滑石、白滑石、绿滑石、灰滑石和黑滑石五种。滑石之所以有各种不同的颜色,主要取决于与滑石共生矿物的颜色。当含有一定量的有机质时,滑石为黑色至灰色。

黑滑石的主要矿物成分通常由滑石、石英、方解石、海泡石、有机碳等组成,颜色呈黑色至灰黑色。国内已探明储量为6~8亿t。

黑滑石主要化学成分为氧化镁、氧化硅,以及氧化铝、氧化铁、氧化钦、氧化钠和氧化钾等。

我国黑滑石资源储量丰富,目前所探明的矿点主要分布在我国的中南地区和西南地区,按成矿地质特征可分为区域变质烈、热液交代型和风化沉积型三大类。

主要产地分别是:江西广丰、重庆南桐、湖南保靖、甘肃金塔、江西九江、江西宜春、江西萍乡、广东平远、四川丰都、广西上林、湖北钟祥等地。

2各地黑滑石资源特点比较

我国部分地区黑滑石的化学成分(%)

根据我国多地黑滑石的资源特点,在之前研究的基础上,对我国多地黑滑石的资源特点进行如下归纳。

产地
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO
MgO
K2O
Na2O
LOI
江西广丰
55.84
0.34
0.13
 
4.34
27.86
 
 
11.14
湖南卡棚
61.59
2.88
1.57
0.10
1.83
23.37
0.28
0.12
7.37
江西九江
61.56
5.86
2.58
0.19
2.32
17.16
0.57
0.14
8.89
四川丰都
61.52
2.13
1.06
 
2.89
22.80
 
 
9.58
广东平远
53.10
0.49
0.48
0.07
7.18
27.17
0.02
0.12
10.92
广西陆川
57.56
1.03
0.42
 
1.18
28.21
 
 
10.86

 

 

 

 

 

 

 

(1) 化学成分。

辽宁海城以白滑石(肉色)为主,也存在着大量的黑滑石,黑滑石的分子结构和白滑石相似,CaO的含量为3%,片状结构明显。其主要成分SiO257%,MgO27%,烧失量8%。

山东烟台黑滑石片状结构特别明显,成分的波动性太大。

江西萍乡黑滑石杂质含量多,Fe2O3含量高,CaO在7%左右。

广西上林黑滑石具有最接近理论值的理化指标,SiO262%,MgO30%,烧失量为6%,CaO0.3%,是目前国内品位最高的黑滑石资源。

广西马山黑滑石的理化指标和上林黑滑石相比,差异主要表现在CaO含量为3%~4%。

其他部分地区黑滑石化学成分分析见下表。

(2) 物理特征。

各地黑滑石的物理特性存在很大差异。

辽宁海城资源相对不太集中,矿石颜色呈现青灰色,水分大时呈黑色。锻烧后白度在85%左右,对锻烧温度的要求相对较高,温度在1350℃以上时白度才能达到90%。温度偏低时颜色泛红。随着CaO含量的增加,白度有所提高。

山东烟台黑滑石和辽宁海城的一样,没有粉碎的颗粒锻烧后表面会出现珍珠光泽。

江西萍乡黑滑石片状结构明显,从锻烧后的外观上看,其内部铁、钦含量较多。

江西广丰黑滑石,原矿色泽呈灰黑色,滑腻感差,高温锻烧后收缩率小。锻烧后白度高,锻烧温度为1250℃左右,经一定时间的保温后,白度最高可达到93%,锻烧温度大于1200℃时原矿才开始变白,而且是瞬间的变化。广丰黑滑石的烧成温度比广西上林黑滑石要低30℃左右。产品的密度为2.7g/cm3左右。但在强光下可看到产品表面有许多发亮的晶体,主要是CaO的缘故。

广西上林滑石呈块状,青黑色中夹着肉色,与辽宁白滑石块相似。滑腻感强,摸后手上有一层油亮。锻烧温度在1300℃左右,白度可达85%以上。晶型和其他地方的不太一样,以晶粒状为主。锻烧温度低于1250℃时,产品呈微红色。上林滑石最大的特点是:烧成温度比辽宁海城的低60℃,产品密度却大于辽宁海城滑石,海城滑石为2.7g/cm3,而上林滑石可达3g/cm3。产品的收缩较大,抗折强度比海城的高10%。经过多次的产品老化试验,没有出现产品的老化现象。

广西马山黑滑石特点和上林的一样,但其内部含有一定量的石灰石,CaO含量为2%左右。其煅烧温度为1270℃时,产品的白度>90%,当Ca0含量>5%时,白度>95%。

3黑滑石应用领域及市场现状

3.1应用领域

黑滑石原矿主要用作一般陶瓷的坯体,锻烧滑石用于高档陶瓷如抛光砖、釉料。黑滑石主要成分是氧化镁、二氧化硅,作为化学工业的填充剂可用于油漆、漆料、塑料、电缆、白版纸、医药、纺织工业、墙地砖、陶瓷工业等领域,市场前景相当可观。

由于黑滑石原矿色泽黑、灰,限制了其应用范围,但可在陶瓷、橡胶等行业中得到应用。为扩大黑滑石的应用领域,必须采取适当措施提高黑滑石的白度,锻烧是一种行之有效的方法。锻烧滑石经过超细粉碎后可得到优质高白超细粉,经锻烧处理后,白度高达90%以上,具有良好的绝缘、耐热、吸附、润滑等性能。

(1) 陶瓷工业原料。

黑滑石工艺性能是其他材料无法取代的。用黑滑石烧制的高白瓷和骨质瓷,又称滑石瓷或镁质瓷。按照骨质瓷的工艺路线,采用高温素烧,低温釉烧,生产的厚胎瓷和薄胎瓷各项指标均优于骨质瓷,完全满足国际标准的要求。

釉料中的氧化镁如果用黑滑石引人时,虽然其含量比较高,釉面不容易发生卷缩现象。由黑滑石引人瓷釉中的氧化镁,有助于乳浊作用,可使釉的白度增高。而由白云石引入瓷釉的氧化镁,虽然能增白却不产生乳浊作用。瓷釉中加人黑滑石,可以使瓷釉的线膨胀系数降低,弹性提高,显著地改善制品的热稳定性。黑滑石还可以改善釉浆的悬浮性能,增大烧成温度范围,并且对烧成气氛不敏感,使制品不容易烟熏和发黄。

黑滑石原矿以及煅烧滑石都已经被广泛应用于建陶行业,其中,原矿主要用作坯体用原料,锻烧滑石主要用作釉料用原料。

煅烧滑石也是制造滑石质日用瓷和美术瓷的上好原料。以滑石为主要原料的滑石质陶瓷,具有机械强度高、介电损耗小的特点,已经广泛用于制造滑石质装置瓷、高频瓷和火花塞等瓷件。

(2) 橡胶制品填料。

作为橡胶制品的填料,黑滑石粉的分散性能好,同时具有一定的补强性。填充黑滑石粉的胶料,具有较高的伸长率、撕裂强度和回弹率以及较低的磨耗。

(3) 塑料制品填料。

塑料填料使用两种黑滑石产品,一种为黑滑石粉:在某些需要添加碳黑的塑料种类中,可直接使用黑滑石粉。因为黑滑石本身含3%~5%的碳黑;另一种为煅烧滑石粉:锻烧滑石粉因为高温烧成,失去了结晶水,层状晶体结构变为链状结构,硬度增大,适合用于需要提高硬度和强度的塑料制品。

(4) 涂料填料。

由于滑石具有质地柔软和磨蚀性低以及良好的悬浮性和分散性,已经开始在涂料中使用。片状结构滑石能使涂膜具有很高程度的耐水性和防渗性。含有不同形状粒子的滑石可形成不起泡的涂膜,并且因为在涂膜中的堆砌程度更高些,而使涂膜耐磨性得到提高。

黑滑石除了在上述行业得到广泛应用外,还可用作防水原料、化肥、农药和精细化工等行业的填料和吸附剂。

3.2市场现状

国内黑滑石的主要市场是高档釉料行业。产品主要用于建陶和釉料中。目前我国黑滑石市场需求旺盛,供不应求。仅从江西广丰黑滑石产量来看,黑滑石产品已经在我国陶瓷行业获得认可,很多陶瓷釉料、陶瓷墙地砖企业都在使用其缎烧滑石产品。每年100余万t的实际销售量已经说明其产品在陶瓷原料市场上的重要性。

(1) 各地黑滑石的主要用途和市场。

辽宁海城的黑滑石主要以出口为主,国内市场用于电线电缆上的润滑剂,部分煅烧白滑石供应建筑陶瓷厂家。也有少量供应电器陶瓷厂家使用。

江西广丰、玉山的黑滑石主要是供应建筑陶瓷厂家和日用瓷生产使用,少量的供应给电陶厂使用。

山东烟台的黑滑石主要供应涂料行业。

萍乡黑滑石应用范围很小,仅当地的建陶厂家用于陶瓷坯体。广西上林黑滑石主要以出口为主,在国内市场上主要供应广东、广西和湖南的电子电器陶瓷厂以及耐火材料行业。

(2) 黑滑石在陶瓷产品中的使用量。

黑滑石煅烧产品中约60%使用在建筑陶瓷行业,其余主要使用在日用陶瓷行业。

在一般建陶和卫生洁具坯料上使用锻烧黑滑石,用量一般<10%,在其釉中用量一般在2%~15%。高档地板砖(如雪花白)中添加黑滑石锻烧产品用量可达40%~50%。

在普通瓷坯料中一般用量在2%~5%,在其釉料中用量一般在2%~10%。在镁质瓷坯料中一般用量在73%~80%。目前只有两次烧成的镁质瓷大量使用黑滑石和黑滑石锻烧产品。

(3) 我国黑滑石市场价格。

我国目前黑滑石原料主要市场是陶瓷行业,根据原矿品位的不同,原矿市场售价相差很大。绝大多数企业都以销售原矿为主。

目前黑滑石市场价格(出厂价)约为:辽宁海城、江西广丰、山东烟台的黑滑石原矿200元/t,锻烧滑石800元/t。江西萍乡黑滑石原矿90元/t。广西上林黑滑石原矿430元/t,锻烧滑石1200元/t。广西马山原矿350元/t,锻烧滑石1000元/t。

(4) 黑滑石深加工产品。

目前我国黑滑石矿山企业基本上以出售原矿为主,少数较大规模企业除了出售原矿外,还对其进行一定程度的加工,主要加工产品有:锻烧滑石、陶瓷原料泥、陶瓷配方泥、黑滑石超细粉。

黑滑石超细粉因其应用领域的不同,需要对其进行超细和改性处理,其市场前景非常可观。而国内多数矿山企业没有这方面的研发能力。黑滑石超细粉主要应用领域为油漆、涂料行业,根据市场需求,800,1250,2000,2500目产品是这些行业的所需粒度,除了对黑滑石进行物理加工外,原料本身的吸油率也是一个重要的指标。为此,根据市场需求,对其进行改性处理,改善其有关化学性能是未来黑滑石深加工行业的发展方向。

4我国黑滑石产业发展展望

4.1发展前景

近年来,随着黑滑石制瓷工艺的不断完善,塑料制品主原料合成树脂价格不断走高,滑石的重要性逐渐显现出来。

用黑滑石制瓷原因在于:①它具有不含铅、铜,硬度高,质地细腻的优点,在日用陶瓷方面前景十分广阔;②因其色泽洁白、抗酸性强、绝缘性高、吸附力强、介质损耗也小,是一种良好的电器陶瓷材料;③替代合成树脂,滑石具有显著提高塑料制品刚度,抗蠕变性,耐热耐弯曲等特性。再加上价格上的优势,黑滑石在陶瓷、塑料产业中的地位不断上升,使用比例不断加大。不少企业为了降低生产成本,突破资源瓶颈,纷纷改变配方,大量使用黑滑石,使黑滑石用途不断拓宽,性能更加稳定。

4.2存在的问题

我国黑滑石产业发展至今仅20多年的历史,其应用领域还很窄,加工技术水平很低,主要用途集中在陶瓷领域,行业目前存在的主要问题包括:资源勘探程度低、产业规模小、产品结构不合理(以出卖原矿为主);锻烧产品存在工艺落后、装备不合理,锻烧的超白产品已失去滑石的矿物结构和性能,使其应用范围受到了限制,产品的附加值较低;行业内缺乏专业技术人员及研究机构。

5结语

随着国家经济建设的不断发展,黑滑石产品应用领域将不断扩大,为黑滑石资源的开发提供了广阔的发展空间。目前黑滑石已在陶瓷工业中得到了大量的应用,未来几年,用于陶瓷行业的黑滑石精细产品将逐步得到应用。在塑料、油漆涂料、医药、化妆品等行业的应用正在不断地被开发并得以应用。

黑滑石已成为非金属矿产品需求增长率较高的品种之一,开发黑滑石资源大有可为。

【参考文献】

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