⑴ 中國高嶺土開發利用與技術發展
——兼述我國茂名大型高嶺土基地的生產和加工技術
蔡建
（蘇州中材非金屬礦工業設計研究院，江蘇蘇州 215004）
摘要 本文敘述中國高嶺土工業發展歷史。 以茂名高嶺土生產為例，著重闡述了中國高嶺土目前的開發和現狀，包括資源、生產加工、技術特點、產品應用。比較世界高嶺土工業技術，分析了中國高嶺土加工技術及開發利用的發展方向。
關鍵詞 高嶺土；開發利用；技術發展。
作者簡介：蔡建，教授級高工，蘇州中材非金屬礦工業設計研究院副院長。電話：13806219775。E-mail：[email protected]。
一、引言
高嶺土是一種非常重要、用途十分廣泛的非金屬礦產，由於它具有可塑性、黏結性、分散性、耐火性、絕緣性和化學穩定性等多種工藝性能，因此它廣泛應用於造紙、陶瓷、塑料、橡膠、化工、電子、塗料、油漆、耐火材料、軍工、醫葯、化妝品、農葯等幾十個行業中。
20世紀80年代中期，中國地質工作者在科研、生產等相關部門的配合下，先後在福建龍岩和廣東茂名發現了大型高嶺土礦床，為中國造紙、塑料、建材等工業發展提供了資源保障。茂名高嶺土已被確認為國內目前高檔造紙用高嶺土的重要生產基地，同時也推動了高嶺土工業的全面發展。
中國造紙工業在「八五」、「九五」期間迅猛發展，先後引進了多條刮刀塗布機，刀速提高到600 m/min、800 m/min，甚至1200 m/min；相應對高嶺土提出了較高的質量要求，包括細度、白度、黏濃度、磨耗值等。通過高嶺土行業與各應用行業的科研人員共同努力、技術攻關，中國高嶺土技術得到了全面發展，包括提純、超細、改性等某些技術達到了世界水平。
二、高嶺土工業的現狀
（一）高嶺土儲量
中國現已探明的高嶺土地質儲量14.32×108t，其中廣東4.18×108t，福建1.59×108t，廣西1.0×108t，江西1.09×108t，湖南0.80×108t，江蘇0.54×108t；另有煤系高嶺土16.7×108t，主要分布在內蒙古、山西、山東、安徽、遼寧、陝西等省區。茂名高嶺土資源主要分布在上垌、霞池、山閣、飛鼠嶺一帶，約40～60km2范圍，已探明儲量達2.8×108t，遠景儲量約8×108t。礦床類型為沉積風化型，礦體賦存於上新世老虎嶺組和中新世黃牛嶺組岩層中。礦石自然類型有礫質高嶺土、礫狀砂質高嶺土、砂質高嶺土等，工業類型主要為砂質高嶺土。
（二）高嶺土生產企業
目前中國縣級以上高嶺土企業100餘家，鄉鎮企業達700多家。原礦生產能力超過300×104t，加工能力超過70×104t。生產規模10×104t以上的有中國高嶺土公司、茂名高嶺科技有限公司、福建龍岩高嶺土公司、兗礦北海高嶺土公司、茂名石化礦業公司等。茂名地區高嶺土總產量約38×104t/a，其造紙刮刀級高嶺土產量佔全國總產量的80%。
（三）高嶺土生產工藝
目前中國高嶺土生產工藝比較典型的是：原礦經過除砂、粗選、精選，得到選礦精礦；再用卧式螺旋離心機對精礦進行分級精選、化學漂白或高梯度除鐵；加工後產品用蝶式分離機進行預先脫水，再用壓濾機脫水；最後經乾燥塔進行乾燥，成品包裝計量。以茂名高嶺科技有限公司為代表，具體介紹其工藝如下。
茂名高嶺土是高有序度的假六邊形片狀結晶、粒度細、白度高、黏度低的物質，已被確認為國內目前高檔造紙用高嶺土的重要原料。高嶺土礦在水槍的高壓沖擊下碎散，砂漿用泵送入螺旋分級機除砂，再用水力旋流器分選。選礦段數根據原礦性質而定，一般為2～4段。分選後的粗精礦經卧螺離心分級機，分出塗料級和填料級產品。塗料級產品，經漂白、磁選、壓濾、乾燥、包裝後出廠；填料級產品，經壓濾、包裝後出廠。其選礦工藝流程見圖1。
表2 QB1768—93指標
（四）納米粘土材料
納米材料由於空間尺寸進入分子、原子世界，所以其可實現許多奇特性能，如能屏蔽紫外線、電磁波，用於軍事、通信、電腦等行業；用納米粘土添加到冰箱、飲水機，具有抗菌、消毒作用；特別是陶瓷，添迦納米粘土，使其強度提高50倍，用來製造發動機零件。添迦納米礦物材料的塑料，具有強度高，耐熱性好，密度低；特別是耐磨性增強，是黃銅的27 倍，鋼鐵的7 倍；且具有阻燃自熄滅性。納米塑料被製成管材、汽車機械零件，啤酒、肉類製品的包裝材料等。目前，納米技術產生的營業額已達500億美元，成為21世紀的代表性技術。
蘇州中材非金屬礦工業設計研究院所制的Al2O3基的納米材料已完成了小試，取得了階段性成果，強度從200～300MPa提高到1200～1300MPa。
（五）增白、降黏技術的進步
近20年來，增白、降黏技術一直是高嶺土行業研究的課題之一，並取得了較大的進步。目前白度達到88%，黏濃度達到68%。造紙工業發展迅猛，對高嶺土提出了更高的要求，特別是美國高嶺土、巴西高嶺土進入中國市場，加劇了技術的競爭。「十五」期間科技攻關後，高嶺土產品達到白度90%、黏濃度72%的水平。
（六）低溫超導磁選技術的應用
中國高嶺土資源與美國、巴西等國比較，存在白度低，黏度高的缺陷。兗礦集團北海高嶺土公司引進了美國Carpco等公司的低溫超導技術和設備，該設備磁感應強度5T，裝機容量37 kW，Fe2O3從0.9%降到0.5%以下。
（七）超細浮選技術
高嶺土和嵌布雜質的粒度很細，可採用超細浮選技術進行分離。
The Exploitation and Application of Kaolin and Technological Development of Kaolin Instry in China
Cai Jian
（Suzhou Zhongcai Design and Research Institute for Non-metallic Mineral Instry，Suzhou Jiangsu 215004，China）
Abstract：The article describes the history of development of kaolin mining and processing instry in China.Taking the kaolin proction in Maoming kaolin procing base in Guangdong province as an example，the article emphatically sets forth the development condition of kaolin instry in China，including kaolin resources，procing and processing，technological characteristics and application of its procts.The article makes a comparison between the kaolin proction technologies in China and abroad and analyses the development trends of processing technology and exploitation and application of kaolin in China.
Key words：kaolin，exploitation and application，technological development.
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⑷ 我國高嶺土資源及進出口概況
一、高嶺土資源分布和儲量
高嶺土（kaolin）是高嶺石族礦物為主要成分並達到有用含量的一種岩石，可以是土狀或石狀。我國高嶺土礦床類型多，分布廣泛，資源豐富，資源儲量居世界第二位（圖1-1）。據國土資源部資料，截至2006年底的統計，我國非煤系高嶺土已有礦床（點）有318處，基礎儲量為6.36億t，儲量為2.31億t，已查明資源儲量為19.14億t［5］。我國非煤系高嶺土資源以廣東最多，其中，廣東西部的茂名盆地高嶺土儲量居我國探明同類型高嶺土儲量的第一位，高嶺土基礎儲量達2.8億t，特別是茂名盆地南部，查明的高嶺土資源量達4.7億t以上。陝西次之，其他省份還有福建、廣西、江西、湖南和江蘇等。
煤系高嶺土是我國獨具特色的高嶺土資源，資源豐富，探明遠景儲量及推算儲量為180.5億t，儲量居世界首位［5］。主要以煤層中夾矸、頂底板或單獨形成礦層獨立存在。我國煤系高嶺土在縱向（地質時代）上分布廣泛，從晚古生代至新生代的各主要煤系地層中均有分布；在橫向（地理區域）上分布的規律也很明顯，晚古生代的煤系高嶺土主要分布在華北地區，中生代煤系高嶺土主要分布在華北北部、東北北部、內蒙古、新疆一帶，而新生代煤系高嶺土主要分布於南方廣東、廣西、雲南以及西藏、台灣一帶，東北及山東也有少量分布。其中以晚古生代石炭紀—二疊紀煤系高嶺土分布廣、厚度大、層位多、質量好，開發利用價值巨大，中、新生代煤系高嶺土次之。
表1-2 1996年到2006年我國高嶺土進出口情況［5～6］
註：出口以中國香港、中國台灣省為主，次為日本、馬來西亞、菲律賓、韓國；進口以美國、英國的為主，次為中國台灣省。