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| 我國(guó)天然沸石的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-08-14 10:37:44 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/遠(yuǎn)志）沸石自1956年由瑞典礦物學(xué)家克郎斯特德在玄武巖中發(fā)現(xiàn)以來(lái)，至今已有二百多年的歷史了。在此期間，沸石的開(kāi)采、提純、改性、增白、加工、應(yīng)用、新礦物的發(fā)現(xiàn)等方面都有很大的發(fā)展，已成為重要的非金屬礦產(chǎn)之一。
一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
我國(guó)自1972年首先在浙江縉云發(fā)現(xiàn)了有工業(yè)價(jià)值的沸石以來(lái)，至今已有26年的歷史。 26年來(lái) ，人們從不認(rèn)識(shí)到認(rèn)識(shí)，相繼在24個(gè)省、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)沸石礦(點(diǎn))370多處，并有30多個(gè)礦 床進(jìn)行過(guò)正規(guī)的地質(zhì)工作，獲得可供開(kāi)采的地質(zhì)儲(chǔ)量955億t，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量30～40億t。
我國(guó)第一個(gè)沸石開(kāi)采企業(yè)建于1976年。現(xiàn)在全國(guó)有沸石開(kāi)采、加工企業(yè)上百家，年產(chǎn)沸石32 5萬(wàn)t以上，其中位居榜首的是河北省圍場(chǎng)沸石公司，年產(chǎn)規(guī)模70多萬(wàn)t。其次是浙江縉云東方沸石礦，年產(chǎn)規(guī)模為40萬(wàn)T。年產(chǎn)規(guī)模在20～24萬(wàn)t的有遼寧北票、山東萊西、吉林九臺(tái)和黑龍江省的海林。年產(chǎn)10萬(wàn)t的有河北赤城、隆化。其他各礦產(chǎn)量較少。全國(guó)年產(chǎn)在30萬(wàn)t以 上省份有河北、山東、內(nèi)蒙、遼寧、吉林、黑龍江、浙江和河南等8省，其中河北省年產(chǎn)90 萬(wàn)t以上，浙江年產(chǎn)40萬(wàn)t以上。
二、 資源特點(diǎn)
全國(guó)儲(chǔ)量上億t的沸石礦有6個(gè)，分別分布在黑龍江、遼寧、河北、內(nèi)蒙、浙江和海南，都集中在我國(guó) 東部，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)，而中西部地區(qū)，至今還沒(méi)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量上億t的大礦。我國(guó)的沸石礦絕大部分沸石類(lèi)型為斜發(fā)沸石，少部分為絲光沸石，部分為以斜發(fā)沸石為主，絲光沸石為次 。此外，海南省金牛嶺發(fā)現(xiàn)有鈣十字沸石、菱沸石；四川大邑發(fā)現(xiàn)有方沸石；西藏日喀則發(fā) 現(xiàn)有濁沸石；江蘇漂陽(yáng)發(fā)現(xiàn)有片沸石；廣西資源車(chē)田發(fā)現(xiàn)有輝沸石。礦石中沸石的含量絕 大部分為50%左右，按國(guó)外劃分標(biāo)準(zhǔn)，60%以上為高品位，60%以下為低品位，我國(guó)絕大部分 沸石屬于低品位，少部分屬于高品位，見(jiàn)表1。
表1我國(guó)各省的沸石品位概況
| 省份 |
一般品位（%） |
最高品位（%） |
省份 |
一般品位（%） |
最高品位（%） |
| 黑龍江 |
60 |
75～80 |
浙江 |
40～60 |
70~80 |
| 吉林 |
50 |
70～80 |
安徽 |
40～70 |
|
| 遼寧 |
30～50 |
60～70 |
山西 |
57 |
|
| 河北 |
50 |
73～85 |
山東 |
45.25 |
65.4 |
| 河南 |
50～60 |
|
新疆 |
42～50 |
78 |
| 內(nèi)蒙 |
48.52 |
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海南 |
15～30 |
50 |
| 江蘇 |
40～60 |
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云南 |
40～50 |
60 |
| 福建 |
20～43 |
50～60 |
四川 |
60 |
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| 廣西 |
23～61 |
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西藏 |
80 |
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| 廣東 |
60.78 |
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青海 |
50 |
73 |
三、應(yīng)用結(jié)構(gòu)
3.1 水泥混合材料
我國(guó)沸石作為商品投放市場(chǎng)是1978年，第一個(gè)產(chǎn)品是水泥混合材，用戶有400多個(gè)水泥廠，占全國(guó)7000多個(gè)水泥廠的5.7%，年用量達(dá)300多萬(wàn)t，約占應(yīng)用結(jié)構(gòu)的88%，對(duì)改善水泥的安定性，提高產(chǎn)量，降低能耗，增加經(jīng)濟(jì)效益，緩解高爐水渣供需矛盾都有積極作用。 我國(guó)小水泥立窯的產(chǎn)量占全國(guó)水泥產(chǎn)量的85%，它最大的問(wèn)題是安定性不好，而摻入沸石后，這個(gè)問(wèn)題便迎刃而解。
3.2 飼料添加劑
投放市場(chǎng)的第二個(gè)產(chǎn)品是飼料添加劑，年用量約30萬(wàn)t，占應(yīng)用結(jié)構(gòu)的10%左右。對(duì)節(jié)約糧食，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，豐富“菜藍(lán)子”降低飼養(yǎng)成本，起了重要作用。
3.3 催化劑
投放市場(chǎng)的第三類(lèi)產(chǎn)品是科技含量高，國(guó)際上尚未見(jiàn)報(bào)道，更無(wú)應(yīng)用實(shí)例的BMZ-1 型、NZP-4型含雜原子有機(jī)廢氣焚燒催化劑以及TFJF型催化劑、ZD—Ⅰ型凈化劑、ZD—Ⅱ型 凈化劑、JMT型干燥劑、NZP-Ⅰ型催化劑等。這幾個(gè)產(chǎn)品沸石用量不多，但質(zhì)量要求很高， 售價(jià)貴，效益好，這是我國(guó)天然沸石在開(kāi)發(fā)利用上的重大突破。
(1)BMZ—1型廢氣焚燒催化劑 以天然沸石小球?yàn)檩d體，以鐵、銅、錳等氧化物為主要活性組分，經(jīng)一定工藝過(guò)程制備而成，它對(duì)DMF(N-二甲基酰胺)、正丁胺等含氨有機(jī)物的氧化， 其活性和控制NOX能力均較高，且起燃溫度低。
(2)NZP-4型廢氣焚燒催化劑 以改性天然絲光沸石小球?yàn)檩d體，以貴金屬Pd為主要活性組分，以少量Pt為輔助組分，經(jīng)過(guò)離子交換、吸附、還原、熱處理等工藝過(guò)程制作而成，對(duì)甲苯 (TOL)、甲乙酮(MEK)、二甲苯等烴類(lèi)及含氧衍生物具較高的氧化活性。
由上述兩個(gè)產(chǎn)品組成雙層串連反應(yīng)裝置，用于處理DMF、甲苯、甲乙酮的蒸氣及其混合蒸氣 ，具有良好的催化活性，完全轉(zhuǎn)化溫度低(260～300℃)，有機(jī)凈化率＞98%，控ＮＯ２率 ＞90%，凈化效果好。這兩個(gè)產(chǎn)品，由杭州大學(xué)研制，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)外無(wú)應(yīng)用實(shí)例。
(3)TFJF型廢氣焚燒催化劑 以堇青石陶瓷蜂窩體為基體，以特粘料將天然沸石附著其上用 作載體，以過(guò)渡金屬氧化物和稀土氧化物為助催化劑制成的鉑、鈀協(xié)同型有機(jī)廢氣焚燒催化劑，已投入工業(yè)化生產(chǎn)，并占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外的用戶使用后認(rèn)為，該產(chǎn)品對(duì)漆 包線烘爐排氣和其它產(chǎn)業(yè)排氣的凈化處理，具有引燃溫度低，凈化率高，使用期長(zhǎng)，強(qiáng)度好 ，填裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
(4)ZD—I型凈化劑 本產(chǎn)品是浙江化工研究所利用浙江縉云絲光沸石制成的新產(chǎn)品。主要用 于凈化氯鉀烷，并同時(shí)吸附氯甲烷中的水分、氯化氫、甲醇、醛類(lèi)等雜質(zhì)，達(dá)到深度純化的 目的。經(jīng)生產(chǎn)廠使用，不僅提高了產(chǎn)量，還節(jié)省了大量氯鉀烷，防止了環(huán)境污染。
(5)ZD—Ⅱ型凈化劑 本產(chǎn)品是浙江化工研究所利用改性的沸石研制的新產(chǎn)品。主要用于凈 化氯乙烷，效果非常好，可使水分、氯化氫的含量降到30ｐｐｍ以下，乙醇降到35ｐｐｍ以 下。用此經(jīng)過(guò)凈化的氯乙烷生產(chǎn)的WTZK—02型蒸氣式壓力表，質(zhì)量明顯提高，合格率大幅上 升，一次性合格率由50%提高到90%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。現(xiàn)已配套用在出口變壓器上。
(6)JMT型干燥劑 本產(chǎn)品由縉云沸石化工廠生產(chǎn)，主要用于一些化工產(chǎn)品的脫水深度干燥。 它可以使產(chǎn)品的含水量降到10ｐｐｍ以下，比目前各化工企業(yè)普遍使用的合成沸石和硅膠，價(jià)格便宜50～70%，而且具有干燥效果好，耗電少，壽命長(zhǎng)，費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)。上海電化 廠等單位使用本產(chǎn)品后，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
(7)NZP－Ⅰ型催化劑 本產(chǎn)品由杭州大學(xué)研制。它是以經(jīng)離子交換改型處理 的縉云天然絲光 沸石為載體，采用交換與浸漬相結(jié)合的工藝，將助催化劑NｉＯ、MｎＯ2與Pｔ載于沸石上 而制成的。主要用于凈化有機(jī)廢氣。全國(guó)有8個(gè)省、市200多家工廠使用，不僅解決了工廠污 染的問(wèn)題，還節(jié)省大量電力和白金。據(jù)測(cè)算，每用1ｍ３NZP－Ⅰ型催化劑，可增收節(jié)支3 1萬(wàn)元，節(jié)電144萬(wàn)度以上。本產(chǎn)品自投產(chǎn)以來(lái)，已取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
(8)氟利昂－12(F－１２)的深度干燥劑 F－12是我國(guó)目前應(yīng)用最廣的氟利昂致冷劑，廣泛地用于 中小型制冷裝置中，如冰箱、空調(diào)機(jī)、去濕機(jī)、小冷庫(kù)等，還在香料、醫(yī)學(xué)、塑料等工業(yè)中 作氣霧劑、噴射劑和發(fā)泡劑。用于制冷，如果F－12進(jìn)行深度干燥，可以使F－12的水份含 量降至10ｐｐｍ，達(dá)到日本1980年JIS標(biāo)準(zhǔn)的水份要求。此產(chǎn)品經(jīng)在300Ｔ／ａ裝置上運(yùn)轉(zhuǎn)一 年的應(yīng)用試驗(yàn)，證明對(duì)F－12液相脫水具有較高的吸附深度和吸附容量，與冷凍法脫水相比 ，節(jié)電95～97%。此產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)，已通過(guò)專(zhuān)家鑒定。德國(guó)用沸石制冷的技術(shù)1996年已投入商用階段。德國(guó)鐵路公司運(yùn)營(yíng)的城際高速列車(chē)，41個(gè)餐車(chē)上都安裝有沸石制冷設(shè)備。
3.4 其它產(chǎn)品
以天然沸石為原料開(kāi)發(fā)的主要產(chǎn)品還有以下幾種：
(1)填料 用沸石作造紙?zhí)盍?，不僅價(jià)格低廉，還由于沸石具有離子交換性 能及分子篩效應(yīng)， 因而在造紙過(guò)程中有凈化有害化學(xué)品的功效。用沸石作造紙?zhí)盍?，在黑龍江、浙江、廣西、 河 南都獲得成功。但從各地生產(chǎn)的情況來(lái)看，沸石品位對(duì)產(chǎn)品影響較大，黑龍江的沸石，留著 率比滑石粉高10%，而河南的沸石只高2～3%。沸石填料還用于塑料、橡膠、人造革等。
(2)洗滌劑 用天然沸石代替三聚磷酸鈉作洗衣粉目前只限于浙江萬(wàn)里化工 廠生產(chǎn)了一 部分產(chǎn)品，其性能優(yōu)于六和塔牌洗衣粉。北京科技大學(xué)利用河北的斜發(fā)沸石，經(jīng)提純、改 性 、增白等工藝，獲得了質(zhì)量比較好，可以作洗滌劑助劑的4A沸石，展示了良好的開(kāi)發(fā)前景。
(3)長(zhǎng)效碳銨 我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的碳銨是一種肥效很好的速效肥，但多年連續(xù)施 用，則肥效銳減 ，但如果配入部分沸石作固氮?jiǎng)?，使其變成長(zhǎng)效碳銨，則可顯著提高氮的利用率，增加作物 產(chǎn)量，并且在存放期不結(jié)塊、少揮發(fā)。作者的試驗(yàn)證明，存放3年不結(jié)塊，肥效仍很好。目 前云南、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙的一些化肥廠都在組織生產(chǎn)。日本的大部分化肥都摻有10%的 沸石。
(4)沸石輕質(zhì)磚 這是我國(guó)近幾年剛剛開(kāi)發(fā)的一個(gè)新產(chǎn)品。由于沸石的密度 只有1.7～2.2T /m3，因此用其燒出來(lái)的磚比粘土磚輕30%，而抗壓強(qiáng)度比粘土磚高30～50，所以是一種非 常好的新型墻體材料。用其燒制的輕質(zhì)磚，最低容量可以到450～550kg/m3，而抗壓強(qiáng)度 仍可達(dá)到3.9～4.9MPa。目前已在浙江、云南等省大量生產(chǎn)。
(5)沸石輕骨料和沸石陶粒 我國(guó)絕大部分沸石呈致密塊度，f=4～8，個(gè)別的達(dá)到16。風(fēng)干抗壓強(qiáng)度12～25.8MPa，吉林九臺(tái)達(dá)到93.4MPa，因此，經(jīng)熱加工便可制得質(zhì)量?jī)?yōu)良的輕骨料。用河北獨(dú)石口沸石含量50～70%的沸石，浙江縉云 沸石含量40～60%的沸石；遼寧彰武沸石含量70%的沸石，都可以燒出堆積密度小于600kg/m3的沸石陶粒。 還有許多其它產(chǎn)品，限于篇幅免述。
四、結(jié)論
我國(guó)1972年開(kāi)始認(rèn)識(shí)并發(fā)現(xiàn)沸石，1978年開(kāi)始用于作水泥混合材，隨后即用于作飼料 添加劑 、精細(xì)化工、輕工產(chǎn)呂、墻體材料、土壤改良、環(huán)境保護(hù)等?，F(xiàn)在年產(chǎn)量已達(dá)達(dá)325萬(wàn)T以上 ，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.我國(guó)目前對(duì)沸石的開(kāi)發(fā)利用還處于發(fā)展中的初級(jí)階段，具體表現(xiàn)是：低產(chǎn)值的水泥混合材占 的比重很大，高產(chǎn)值的產(chǎn)品所占比例太少。
當(dāng)前在沸石的開(kāi)發(fā)利用上需要注意的問(wèn)題是：一是要注意在我國(guó)中西部尋找大的沸石礦；二 是要保護(hù)性開(kāi)采絲光沸石，決不能用其作水泥混合材和其它低產(chǎn)值產(chǎn)品；三是國(guó)家加大環(huán)保力度，應(yīng)開(kāi)發(fā)、推廣沸石在三廢利用中的產(chǎn)品，充分發(fā)揮沸石作為“衛(wèi)生石”的獨(dú)特作用； 四是加強(qiáng)對(duì)低品位沸石提純、改性和利用的研究，特別是海南省牛嶺的沸石，儲(chǔ)量7.2億T ，但品位只有15～30%，五是研究斜發(fā)沸石、絲光沸石以外其它沸石的工業(yè)利用。
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