国内外膨润土概况.ppt

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1、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。Roskill Information 公司报道，上年全球产量第一位的是美国Amcol Co.生产 145万吨，第二位是希腊

2、Silver and Baryte Co.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1.54.5%，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36%。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

3、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

4、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。Naue Fasertechnik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

5、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,HYDROCOLOT、HYDROCOLONZ与高聚物共用组成 Hydrocol,Organopol,and Hydrofix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

6、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40

7、0万吨，主要企业是希腊Silver and Baryte Co.德国SD chemical CO.LTD 意大利Soc.Sarda di Bentonite S.p.A.西班牙Bentonitas Especiales SA,北美工业矿物协会膨润土分会,American Colloid CompanyBPM Minerals LLC SOUTHERN CLAY PRODUCTSM-I SWACOS&B Industrial Minerals GmbH Wyo-Ben,Inc.,欧洲膨润土协会（EUBA),BPM MINERALS LLCCEBO HOLLANDCETCO EUROPE LTD

8、DAMOLIN A/SLAVIOSA CHIMICA MINERARIA SpA OIL DRI CORP.PELETICO LTD.ROCKWOOD ADDITIVES LTD.S&B INDUSTRIAL MINERALS S.A.STEETLEY BENTONITE&ABSORBENTS Ltd.SD-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

9、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-200

10、8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

11、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。,COLOR DEVELOPERCC-PAPER,INKJETPIGMENT,RHEOLOGICALADDITIVE,FILMPRESSPIGMENTIZING,FILMPRESSPIGMENTIZING,PEROXIDBLEACHINGSTABILIZER,STICKYFIGHTER,RETENTIONDRAINAGE,COPISIL,JETSIL,OPTIGEL,LIGHTCOAT,PRINTOSIL,PERSTAB,OPAZIL,OPAZIL,COATI

12、NGKITCHEN,ONLINECOATING,MECHANICALPULP,DEINKING,PULPER,CHEMICALAIDS,APPROACHFLOW,FINISHINGCOATING,PAPERMACHINE,REEL,COREACTANTCC-PAPER,INKJETPIGMENT,RHEOLOGICALADDITIVE,SIZEPRESSPIGMENTIZING,FILMPRESSPIGMENTIZING,PEROXIDBLEACHINGSTABILIZER,STICKYFIGHTER,RETENTIONDRAINAGE,COPISIL,JETSIL,OPTIGEL,LIGHT

13、COAT,PRINTOSIL,PERSTAB,PITCHBENT,OPAZIL,COATINGKITCHEN,ONLINECOATING,MECHANICALPULP,DEINKING,PULPER,CHEMICALADDITIVE,APPROACHFLOW,FINISHINGCOATING,PAPERMACHINE,REEL,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Auto Wax Company 近年开发了粘土润滑液Clay Lube（左图）和粘土魔块Clay Magic Bar（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

14、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BPM BARACLEAR P80、CETCO RM10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

15、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“”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50100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0.500.75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

16、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,1 micron,TEM,SEM,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34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

17、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。,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（GB162971996）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（GB90781996）表2、4中二级标准。,美国矿业安全与卫生署2003年发布的各矿种职业病发病率,美国矿业安全与卫生署发布的2001-2003年各矿种职业病发病率,膨润土生产环境职业技术标准,GB 18535-2001车间空气中膨润土粉尘职业接

18、触限值。车间空气中含有10%以下游离二氧化硅的膨润土粉尘最高容许浓度为10 mg/m3，时间加权平均容许浓度为6 mg/m3.OSHA PEL and MSHA Exposure Limit for Crystalline Silica Quartz:10mg/m3 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001一12-04批准，2002一05一01实施，复审确认日期2004-10-14。吉林省劳动卫生职业病防治研究所测得某企业粉碎车间粉尘浓度最高达 258.5mg/m3。粉尘分散度小于 5m 的占 52%,510m 者占 35%,10m 以上者 13%;粉尘中游离 SiO2 含量为 8.20

19、%。,ADDING THE POLYMER,TYPICAL BENTONITE GROUTING RIG,ADDING THE GRANULAR BENTONITE,膨润土造粒工艺技术,膨润土造粒产品,DROP DIRECTION,堵井用膨润土制品,Material:Sodium BentoniteGranulation:5/16-3/8”Binding Agent-Water Soluble Forming under high pressureLength of the Bars:8.25”(29.55 mm)Diameter:-2.75”(69.8 mm)-No hole;Weight:

20、approx:2 kg-3.5”(”dia.axial hole)-4.00”dia.-4.00”(1”dia.axial hole);Weight:approx:3.6 kg.Other options at request,石油钻井膨润土标准,美国石油协会（油田钻进泥浆级膨润土制订标准的美国组织，American Petroleum Institute API）、石油公司材料协会（Oil Companies Materials Association-OCMA）和国际标准化组织 ISO 的签章认可。自 2004 年 7 月起，API 和 ISO 标准合并成 API Specificatio

21、n 13A/ISO 13500:1998。,石油钻井膨润土标准,API 莫诺格拉姆计划（Monogram Program）,自 1924 年以来一直是石油天然气工业在油田设备、产品服务、安全和质量方面的标准水准。如果一家公司有了这一计划，它就被许可在它的产品上冠以“API Monogram”标记。,JG/T193与GRI防水毯标准的比较,GCLs用膨润土试验方法,土工布试验方法,防水毯储存、抽样、控制、安装和验收规则,防水毯配套标准,德国防水毯用膨润土标准,GBR-C Bentofix NSP 4900-1,天然膨润土与人工钠化膨润土对比试验,数据来源 K.P.von Maubeuge,天然钠

22、基膨润土与人工钠化膨润土防水性能对比,数据来源 Heerten,天然钠基膨润土与人工钠化膨润土防水性能对比,膨润土防水应用主要问题及建议,在不同地质水文条件下膨润土防水毯的使用稳定性。天然钠基膨润土和人工钠化膨润土的质量差异和检测方法。膨润土防水毯的加速试验方法。探索符合要求的人工钠化膨润土的生产工艺。制订防水工程、防水毯用膨润土产品及施工规范的强制性标准。,国际葡萄酒组织（OIV）葡萄酒用膨润土标准,我国膨润土行业发展建议,完善矿业政策和法规。控制原矿和初级加工产品的出口。进行膨润土企业优化整合，提升企业规模，提高行业集中度。加强膨润土的深加工水平，开拓新的消费领域和市场，生产高附加值的产品

23、。转变生产经营观念，从卖产品逐步转化为卖产品系统。重视膨润土开发的共性技术研究，对重大技术问题进行专项研究。开采、加工过程中实行清洁生产，完善闭矿制度，确保矿山关闭后恢复生态。,减轻和调整膨润土企业税负,在WTO的有关文件中将“从自然界直接取得物质和能量的产业”定义为第一产业，世界各主要矿产国都普遍将矿业划为第一产业，实行低税率，有的不征收增值税。矿山企业生产不使用原料，进项税抵扣很少，使矿山企业在现行的增值税税率下，实际税赋比加工工业高出了很多。将现行的矿产资源补偿费和资源税合并，实行与国际接轨的权利金制度势在必行。权利金按矿产品销售收入的一定比例计征。,产业集中度：赫芬达尔-赫希曼指数,其

24、公式为：X市场的总规模 Xii企业的规模 SiXiX第i个企业的市场占有率 n该产业内的企业数,产业集中度是指行业内规模最大的前几位企业的有关数值(可以是产值、产量、销售额、销售量、职工人数、资产总额等)占整个市场或行业的份额。反映了行业企业数量和规模。,实现非矿企业的规模化发展,全球非金属矿行业已经市场服务全球化、产品系列化、资源的市场配置。企业规模化是行业规范有序、技术创新、产业发展的基础和方向。落实矿产权制度，解决“一矿多开”现象，鼓励企业间横向组合或兼并。并通过重组、收购、兼并扩大企业规模。增加产品系列和品种，明确国际经济互补的关系和我们的比较优势，做大做强我们的企业。,加强技术创新和产业延伸,矿业处于社会生产链的最前端，矿业本身效益并不高，通过产业延伸可产生许多倍的效益。以市场需求为导向，加强应用研究开发是非矿行业市场开发和产业延伸的重中之重。,行业协会的工作设想,行业协会定位：成为企业和政府间的桥梁，行业信息的集散地，成为行业技术标准制定者，成为制定产业政策的主要参谋和建议者。组织培训和讨论，提高行业技术和管理水平。加强国际交流，扩大我国膨润土等粘土行业在国际上的影响力。行业的发展需要政府的关心支持、广大企业的努力和中介机构的参与。,谢谢各位!,