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解读我国非金属矿深加工技术与产业进展,访中国矿业大学(北京)郑水林教授
来源:中国粉体网
【编者按】近年来,我国非金属矿整体开发利用取得了长足发展,但深加工高附加值的产品少,深加工产品的实验室研究已经起步而真正实现产业化的较少,技术人员少,这“三少”的现象仍然突出。就近几年我国非金属矿深加工方面所取得成就?以及在“十二五”期间,我国在非金属矿深加工与综合利用方面又将有哪些突破?国家的政策倾向等问题,中国粉体网拜访了中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院郑水林教授。郑教授就广大网友所关心的问题进行了全面的解读。以下是专访内容。
中国粉体网:郑教授,您好,感谢您接受中国粉体网的采访。请您介绍一下,近年来我国非金属矿深加工与资源综合利用方面的情况?
郑水林教授:非金属矿深加工是一种提法,其内涵是相对的和与时俱进的。总体来说,21世纪的头十年,尤其是“十一五”期间我国非金属矿深加工技术和产业有了显著的进步和发展。技术方面的进步主要表现在超细、超纯、表面改性及非金属矿物材料加工技术与装备水平快速提升,如以煤系硬质高岭岩为原料的煅烧高岭土成套生产技术与装备、大型无机粉体表面改性技术与装备、超细重质碳酸钙生产技术与装备、硅灰石矿物纤维制备与表面改性技术与装备、纳米碳酸钙生产技术与装备、硅藻土环保材料制备与应用技术、膨润土防水材料生产技术等;申请和授权的发明专利显著增长。
产业发展方面的显著表现在(1)非金属矿物粉体的生产能力和产量显著增长,如重质碳酸钙的生产能力有十年前的300万吨左右发展到超过1000万吨,纳米碳酸钙的生产能力有十年前的约1万吨发展到30万吨以上,超细高白度煅烧高岭土由十年前的约2万吨发展到超过30万吨,其它(超细滑石粉、碎云母粉、硅灰石、石墨、硅藻土等)也有较大幅度的增长;(2)企业规模扩张迅速,平均生产能力显著提升。如超细重质碳酸钙行业,十年前企业平均生产能力约3000-5000吨/年;现在以达到3万-5万吨;已经有发展到20万吨/年以上的大型企业;煅烧高岭土行业十年前企业平均生产能力约3000吨,现在以达到3万吨/年以上。
非金属矿资源综合利用这几年也日益受到业界的重视。在国家产业政策的引导下,完全利用也成为这几年非金属矿加工技术和产业发展的重点领域之一。在尾矿资源,如高岭土尾矿、石棉尾矿、石墨尾矿、萤石尾矿等方面的技术研发和产业发展均取得了显著进展,产生了显著的经济效益和环境有效益。
中国粉体网:作为非金属矿深加工方面的专家,请您谈谈“十一五”期间,您所参与的科技支撑项目“高性能非金属矿物填料先进加工技术及装备研究”的工作和所取得的成果?
郑水林教授:“十一五”国家科技支撑计划项目课题“高性能非金属矿物填料先进加工技术及装备研究”主要取得了三个方面的成果:一是围绕年产4万吨超细高白度煅烧高岭土的大型干法超细机械磨、湿法超细磨;二是年产4万吨超细高白度煅烧高岭土直焰式连续回转煅烧窑;三是小时生产能力5吨以上的大型连续粉体表面改性装备及相应的配方技术和模拟控制技术。
中国粉体网:我国的粉体加工技术特别是在粉体制备与表面处理方面,与其他发达国家相比我国的技术水平如何?
郑水林教授:在粉体加工技术特别是在粉体制备与表面处理方面我国目前与发达国家相比虽仍有差距,但与十年前相比差距显著缩小;部分领域,如大型精细分级机、大型连续粉体表面改性机、水泥工业的大型磨烧设备、大型压辊磨、煅烧高岭土生产窑炉、大型立式搅拌磨或砂磨机及其相应的工艺技术、纳米碳酸钙生产技术、针状硅灰石生产技术、超细重质碳酸钙生产技术等已迈入世界先进水平行列。但是在大型卧式砂磨机或搅拌磨、高纯和超高纯石英砂生产技术、高纯超细石墨及其插层复合材料、高聚物/黏土纳米复合材料、微电子用球形硅微粉、高性能无机阻燃填料、除纳米碳酸钙之外的其它纳米粉体产业化等方面程度不同的存在一些差距。
中国粉体网:差距存在根本原因是什么?是理论上的欠缺还是设备上的不给力?
郑水林教授:仍存在一些差距的原因是多方面的。包括比人家发展晚、企业(规模小)技术开发和创新能力较差、科研开发经费支持力度不足以及研究队伍分散和重复研究等。国外一般是大型企业集团担负起主要的技术研发责任,组成跨学科的攻关团队,容易实现技术的实用化或产业化;我国过去都是一些专业化的科研院所独立进行研究,缺乏国外大型企业的跨学科集成创新体制。“十一五”期间这一情况有较大改变,预计“十二五”期间将会取得更大的进步和发展。
中国粉体网:对矿产的“采富弃贫”已然成为历史,资源的综合利用更多的被关注,请您谈谈我国非金属矿的综合利用的前景如何?在综合利用方面应注意的问题是什么?
郑水林教授:矿产资源的不可再生性决定了惟有综合利用和节约才能支撑可持续发展。因此,我国非金属矿的综合利用的前景无疑是灿烂光明的。
资源综合利用重在综合利用率,要尽可能高的综合利用资源,最好是“完全利用”。而且是具有经济效益的完全利用。
综合利用过程要特别注意环境保护,要避免产生二次污染。
综合利用要注意经济效益和社会效益的统一。综合利用是企业进行的经营或经济性投资,没有经济效益综合利用不可持续;没有社会效益的综合利用,缺乏社会或道德基础,也是难以为继的。
郑水林教授:简单来说,经过“十一五”科技支撑计划的科技攻关,这四种优势矿产资源在我国的高效利用方面有了显著进展,例如,针状硅灰石填料在造纸中(代替部分纸浆)的应用在“十一五”期间解决了关键的高长径比粉体加工技术和表面改性技术后,2010年的用量较2009年增加240%,呈现出供不应求的局面。优质高岭土一直是我国市场旺销的产品;高性能碎云母,特别是白云母和金云母也是目前市场上销售较好的高附加值产品;高纯和超细晶质石墨是重要的新材料,应用日趋广泛,产销两旺。
中国粉体网:“十二五”期间,在非金属矿方面的重大项目有哪些?展望“十二五”,对我国的非金属深加工及矿产的综合利用,您有怎样的期望?
郑水林教授:“十二五”期间国家将在国家自然科学基金、863、科技支撑等计划中安排一些与非金属矿深加工、非金属矿物材料以及资源综合利用相关的项目。据我所了解,目前已落实了一个科学基金重点项目,一项“十二五”科技支撑计划重点项目;仍在论证“863设备专项”、低值资源高效综合利用以及非金属矿物材料方面的“十二五”科技支撑计划项目。