国内外膨润土概况

国内外膨润土产业与技术现状及进展概况主要内容•膨润土产业近期进展•技术创新与知识产权•环境保护和职业健康•技术标准与市场规范•存在问题与对策建议全球膨润土加工应用现状•膨润土于1888年在美怀俄明州开始开采，活性白土于1906年在美国得克萨斯州首次开发，50年代开始膨润土大量应用于铁矿球团。•目前全球膨润土开采量约1400万吨，其中美国超过420万吨，我国已超过340万吨。•主要应用市场是铸造业、宠物垫圈、钻井泥浆和铁矿球团。其他消费领域是防水和密封材料、石油化工、填料及其他。•RoskillInformation公司报道，上年全球产量第一位的是美国AmcolCo.生产145万吨，第二位是希腊SilverandBaryteCo.生产100万吨。膨润土用于钢铁球团•我国球团产能超过1亿吨，球团膨润土添加量1.5—4.5%，每减少1%的膨润土，品位增加0.6%，降低焦比1.2%，提高产量1.8%。降低粘结剂用量提高品位为主要发展方向。膨润土在铸造中的应用•我国铸件总产量约3千万t,占全球总量的31%，砂型铸造的铸件大约占80%，湿型粘土砂中有效膨润土需保持在3—6%。提高铸造膨润土的热稳定性和复用性是提高产品质量的主要目标。膨润土在钻井液中的应用•《世界石油》2001年将油田泥浆分成9个体系，6种为水基,另为油基和合成基,最后一种是以空气、雾、泡沫和气体为循环介质。钻井液在国内绝大部分为水基泥浆体系，而国外油基泥浆比例达到80%，膨润土为钻井泥浆的主要处理剂，万米钻井进尺的膨润土平均用量约为50吨。膨润土用于非开挖工程•盾构、HDD、顶管和穿越等现代非开挖施工新技术，都需要膨润土的润滑、支承、悬浮作用，在地铁、隧道、矿井等地下工程施工应用越来越广泛。•需要膨润土有高胶凝强度、低滤失量、低含砂量，并且配套合适的高分子聚合物。盾构工艺和设备活性白土在油脂加工中的应用活性白土的生产格局变化膨润土宠物垫料产品-猫砂•作垫料用膨润土要求吸附液体和臭味能力强，至少，颗粒大小均匀，受潮后不崩解。•目前最主要的市场是北美地区，年需求量已达到130万吨。膨润土在防水材料中的应用进展•70年代试制成防水板,90年代做成防水毯,外层采用高密度聚乙烯和土工布，在防水工程中大量应用。美国、加拿大等国近20年所建的地铁、高速公路、机场、水库、堤坝、建筑工程都主要采用膨润土防水。NaueFasertechnik和CETCO是主要的制造商。膨润土防水毯的应用•在国内外的地铁工程和建筑物地下室的防水施工中，膨润土防水材料已经得到了广泛的应用，使用总量已超过8,000万平方米。•我国在工程防水、垃圾填埋、水利工程、高速公路等领域年需求膨润土防水毯在5000-7000万平方米。•近年来我国膨润土防水毯产能发展迅速，产品质量和施工技术规范急需改善。膨润土在造纸双元助留体系中的应用•汽巴嘉基公司（原英国联合胶体）用改性膨润土开发了造纸双助留助滤体系—海德罗尔体系，分散的膨润土与聚丙烯酰胺链段间桥联成均一、致密的絮团网络结构，获得以往单一聚合物所不能达到的纸料高留着率和高滤水率并改善纸张干强度和页匀度。膨润土在造纸双助留系统中的应用•HYDROCOL®OT、HYDROCOL®ONZ与高聚物共用组成Hydrocol,Organopol,andHydrofix助留系统，可以在保持良好成纸匀度情况下，产生优良的助留助滤效果。美国的膨润土生产和市场概况•美国是世界上最大的膨润土生产国，其消费量出口量也同样名列首位。据近年统计，美国膨润土年产量保持在400万吨左右，有十九家公司在十一个州的60个矿山生产膨润土。以钠基膨润土量最大，2008年钠基土产量360万吨，钙基土仅为40万吨。•美国膨润土年消费量维持在300万吨以上，2008年消费量达到340万吨。年消费量超过50万吨的消费领域是铸造业（86.8万吨）、宠物垫圈（77.3万吨）、钻井泥浆（66.4万吨）和铁矿球团（52.9万吨）。其他消费领域是防水和密封材料（23.5万吨）、石油化工（10余万吨）、填料等（48万吨）。•1998年美国出口膨润土约60万吨，主要销往欧洲、加拿大、日本、墨西哥、新加坡等。其中向加拿大和日本出口量最大，分别为20万吨和16万吨。欧洲的粘土产量及分布•欧洲膨润土生产企业约40家，膨润土产量约400万吨，•主要企业是希腊SilverandBaryteCo.德国SüDchemicalCO.LTD．意大利Soc.SardadiBentoniteS.p.A.西班牙BentonitasEspecialesSA．北美工业矿物协会膨润土分会•AmericanColloidCompany•BPMMineralsLLC•SOUTHERNCLAYPRODUCTS•M-ISWACO•S&BIndustrialMineralsGmbH•Wyo-Ben,Inc.欧洲膨润土协会（EUBA)•BPMMINERALSLLC•CEBOHOLLAND•CETCOEUROPELTD•DAMOLINA/S•LAVIOSACHIMICAMINERARIASpA•OILDRICORP.•PELETICOLTD.•ROCKWOODADDITIVESLTD.•S&BINDUSTRIALMINERALSS.A.•STEETLEYBENTONITE&ABSORBENTSLtd.•SÜD-CHEMIE•TOLSA日本膨润土产业状况国外膨润土产业特点和趋势•全球膨润土开采加工主要集中在美洲和欧洲，企业规模较大，许多企业跨国或跨地区开采加工销售，资源配制合理，近年来不断向美洲和欧洲以外地区扩展。•许多企业从事关联产品的生产，如高岭土、硅藻土、凹凸棒土、海泡石和颜料填料等，并结合材料的特点复配使用。•企业开发能力较强，产品系列化，深度加工比例和产品均价逐年上升。我国膨润土生产经营现状•2008年总产量达340万吨，其中铸造型砂约110万吨，用于钻井泥浆55万吨，用于冶金球团115万吨，用于油脂脱色（活性白土）20万吨，用于其他约40万吨。•我国膨润土行业多为小型企业，5万吨以上年产量的企业较少，初级加工占很大比重。市场竞争激烈，产品价格和行业效益低下，如325目膨润土粉价格只达到同加工规格滑石粉的60%。•产品附加值低，价格竞争激烈；生产品种单一，应用开发薄弱；低价出口，高价进口问题尚未改观。膨润土中文文献年度发表数量膨润土中文文献累计及行业关联•1994年-2008年共计发表膨润土相关学术论文3470篇。•环境科学与资源利用(813)•矿业工程(397)•有机化工(375)•石油天然气工业(329)•轻工业手工业(290)•化学(247)•地质学(247)•建筑科学与工程(181)•冶金工业(147)•无机化工(140)•材料科学(126)•金属学及金属工艺(112)•一般化学工业(90)•核科学技术(71)•畜牧与动物医学(60)膨润土技术创新成果和发展趋势•在造纸工业领域，膨润土在造纸助留剂、废纸脱墨剂、氧漂稳定剂、反应性填充剂等方面取得了较快的发展。•在日用化工领域，作为洗涤剂添加剂在宝洁、花王和联合利华等得到了产业化应用。•在环境保护领域尤其是水处理应用方面，膨润土产品对难处理、间断性及突发性污染处理具有较大的优势，逐步获得了市场的认可。•纳米有机膨润土经历了研究高潮，取得了许多成果，但市场化工作进展较为缓慢。COLORDEVELOPERCC-PAPERINKJETPIGMENTRHEOLOGICALADDITIVEFILMPRESSPIGMENTIZINGFILMPRESSPIGMENTIZINGPEROXIDBLEACHINGSTABILIZERSTICKYFIGHTERRETENTIONDRAINAGECOPISILJETSILOPTIGELLIGHTCOATPRINTOSILPERSTABOPAZILOPAZILCOATINGKITCHENONLINECOATINGMECHANICALPULPDEINKINGPULPERCHEMICALAIDSAPPROACHFLOW®®®®®®®®FINISHINGCOATINGPAPERMACHINEREELCOREACTANTCC-PAPERINKJETPIGMENTRHEOLOGICALADDITIVESIZEPRESSPIGMENTIZINGFILMPRESSPIGMENTIZINGPEROXIDBLEACHINGSTABILIZERSTICKYFIGHTERRETENTIONDRAINAGECOPISILJETSILOPTIGELLIGHTCOATPRINTOSILPERSTABPITCHBENTOPAZILCOATINGKITCHENONLINECOATINGMECHANICALPULPDEINKINGPULPERCHEMICALADDITIVEAPPROACHFLOW®®®®®®®FINISHINGCOATINGPAPERMACHINEREEL应用于造纸工业的主要膨润土产品膨润土用于清洁剂•美国AutoWaxCompany近年开发了粘土润滑液ClayLube（左图）和粘土魔块ClayMagicBar（右图）清洗车身的道路沥青、植物胶质、刹车屑等比一般清洗剂更有效，并同时有优质的抛光效果。浙江华特集团Laundrosil膨润土洗涤剂添加剂膨润土洗涤剂柔软剂•织物纤维有断面、凹凸面和空腔，容易造成相互缠绕，影响滑润和柔软性，膨润土的作用原理是胶体粒子填充在这些部位里，使纤维变得滑润和柔软。膨润土规模化应用于洗涤剂是在本世纪初，季铵盐阳离子柔软剂洗涤工序复杂，并产生COD和BOD污染，影响水质，随着环保理念的提升，使用较少污染的膨润土柔软剂逐步受到推崇。膨润土在水处理中的应用•膨润土经复合改性处理制备高效水处理剂，如BPMBARACLEAR®P80、CETCORM®10是水中油污、重金属、、有机物和胶质等污物的有效清除剂，处理成本低且快速简便。膨润土在环境保护中的应用研究•我国在固沙研究及实际应用中主要采取了机械固沙、植被固沙和化学固沙等方法，但固沙效果都不甚理想。为此，将重点发展以膨润土为主要成分，开发具有优良的吸水性、保水性、吸附性、稳定性且成本低廉的固沙保植材料。“固沙植被用新材料与低成本制备技术”已列为国家“８６３”计划科技攻关项目。•膨润土性能独特。对纯化后的膨润土进行改型改性处理，能合成出吸水量大于50～100倍、触变性好、便于喷洒施工的胶状固沙材料。此外，膨润土在加工过程中干燥作业简单，可大大降低生产成本，每平方米固沙材料的整体成本仅为0.50～0.75元，因而具有极为广阔的应用前景。膨润土用于核废料控制•膨润土的低渗透性、高吸附能力及可塑性，通过离子交换作用吸附铯、锶、铕等入射性物质使它们成为放射性废物移动的有效固定剂。典型的蒙脱土有机插层修饰•插层材料：有机阳离子，如季胺盐、有机磷嗡离子和偶极化合物等•修饰材料：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等聚合物/蒙脱土复合-融体剥离纳米膨润土的电镜图片1micronTEMSEM塑料中应用实例•显著提高PET瓶的结晶度和耐热性，例如分别从20%和85℃左右提高到39%～42%和120℃，阻透性比PET瓶高3～4倍，适于灌装后进行巴氏灭菌啤酒的包装。膨润土生产环境保护问题•活性白土生产的环境问题较为突出。头次脱酸回用、二次脱酸废液制备硫酸铝、分级逆流洗涤方式、排放水用石灰等中和、采用旋风静电除尘等技术工艺及装备可以改善活性白土生产的环境污染问题。但是不少企业排放污水的SS在2000-8000mg/L,PH=1-4。母液主要成分成分Al3+Fe3+Fe2+Mg2+H2SO4H2SiO3重量百分数0.560.240.060.194.010.10膨润土生产环境保护问题•雷蒙磨：研磨工艺过程产生粉尘，粉尘浓度及排放速率许多企业未能达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）表2中二级标准。•烘干窑废气：部分企业烘干窑废气中排放烟（粉）尘浓度、SO2浓度达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078—1996）表2、4中二级标准