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| 陶瓷工業(yè)用鉀長石應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)業(yè)前景 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-10-30 08:49:56 瀏覽次數(shù)： |
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1 鉀長石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用
長石是鉀、鈉、鈣等堿金屬或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物的總稱。鉀長石具有熔點低(1 150±20℃)、熔融間隔時間長、熔融粘度高等特點，廣泛應(yīng)用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷、研磨材料等工業(yè)部門。長石礦物除了作為玻璃工業(yè)原料外(約占總用量的50%～60%)，在陶瓷工業(yè)中的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔劑、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等行業(yè)。
鉀長石在陶瓷中的應(yīng)用有如下幾個方面：
(1) 鉀長石既是熔劑原料又是瘠性原料，在坯體中降低燒成溫度又可縮短坯體的干燥時間，同時減少坯體干燥時的收縮和變形。鉀長石在陶瓷工業(yè)中的用量約占鉀長石總量的30%。
(2) 鉀長石在高溫下，熔化為長石玻璃，填充坯體顆粒間的空隙，粘結(jié)顆粒使坯體致密，可改善透明度，有助于提高坯體的機械強度。
(3) 長石玻璃在高溫下是液態(tài)介質(zhì)，能促使石英和高嶺礦物的熔解和相互滲透，促進莫來石結(jié)晶的生成和發(fā)育。
(4) 鉀長石的組成中包含有瓷坯中的主要氧化物，因此作為主要原材料可以替代其他工業(yè)原料，降低生產(chǎn)成本。國內(nèi)幾種常見鉀長石的化學(xué)成分見下表。
 2 我國鉀長石資源分布及特點
我國鉀長石資源儲量及其豐富，分布廣泛，貯量和品質(zhì)各不相同，主要分布在黑龍江、新疆、陜西、青海、云南、山西、遼寧、河北、河南、江蘇、安徽、福建、廣東、廣西、四川、山東等省區(qū)，已有文獻報道的鉀長石礦源達60多個。平均K2O含量為11.63%，儲量達79億t。其中山西、黑龍江、新疆、陜西、青海的儲量約占鉀長石已探明儲量的90%。山西鉀長石儲量據(jù)報道在全國名列第一，達30億t，其鉀長石中的鉀含量為12%～13%，F(xiàn)e2O3含量＜1%，Al2O3含量＞1 8 %，在工業(yè)應(yīng)用指標中屬于優(yōu)質(zhì)礦石。
(1) 廣東。
廣東鉀長石資源豐富，探明儲量居全國第四位，80%是偉晶巖礦床。礦床受大斷裂帶及侵入巖體影響。在清遠、中山、云浮、五華、高州等地有小規(guī)模開采。但質(zhì)量不穩(wěn)定，省內(nèi)高質(zhì)量鉀長石粉仍需從外地引入購入。
(2) 山西。
山西鉀長石廣泛分布于北至陽高、南至運城地區(qū)，以太原附近的古交、婁煩、陽曲、靜樂、原平、代縣、呂梁最為集中，原礦呈肉紅色、解理好，開采時間較長。原平鉀長石中鉀含量11%以上，鈉含量2%～3%，鐵含量0.2%以下，云母少，燒后白度較好。
(3) 河南。
河南鉀長石主要集中在西南部的伏牛山一帶，東北部也有出產(chǎn)。河南內(nèi)鄉(xiāng)、盧氏、西峽、嵩縣均有較大量的鉀長石產(chǎn)出，其特點是鉀含量10.5%，鈉含量3%左右，鐵含量0.3%以下，含云母，部分礦體云母多。該地鉀長石適宜于陶瓷釉料的生產(chǎn)，燒后白度較好。河南安陽主要以產(chǎn)鈉長石為主，鉀含量7 %左右，鈉含量高。
(4) 內(nèi)蒙古。
內(nèi)蒙古鉀長石分布范圍從東邊的錫林浩特到西邊的巴彥淖爾，主要產(chǎn)區(qū)在察哈爾右翼后旗、中旗、包頭以北。內(nèi)蒙古鉀長石資源特點是覆蓋層薄、剝采比小，便于開采。但也正是這些特點，造成了該地區(qū)鉀長石的一些顯著特征。
(5) 陜西。
陜西鉀長石主要分布于秦嶺南北及商洛地區(qū)，各有特點。商洛地區(qū)鉀長石，大體可分為兩種：一種為白色鉀長石，解理好，部分有云母，鉀含量8 %以上，鈉含量3%以上，鐵含量低，可達0.1%以下，燒后白度很好。多為小規(guī)模開采。
(6) 河北。
河北鉀長石礦分布很廣，從其東北部的唐山一帶，到西南部的邢臺地區(qū)均有較大量的鉀長石產(chǎn)出。大部分鉀長石呈淺肉紅色(望都)—褚紅色(邯鄲)，解理好，鐵含量0.2%左右，鋁含量16%～19%，鉀含量10%～13%，鈉含量2%～3%，燒后白度一般。
(7) 四川。
四川漢源儲量達到20億t，但鉀長石K2O含量一般在3%～7%，這類礦床一般不具有工業(yè)意義。四川寶興地區(qū)鉀長石礦床礦石的化學(xué)成分中K2O含量一般在9%～15.2%，儲量達4.5億t，在工業(yè)應(yīng)用指標中屬于優(yōu)質(zhì)礦石。
(8) 遼寧。
遼寧鉀長石資源豐富，主要分布在撫順、阜新、遼陽、丹東鳳城、鞍山岫巖等地區(qū)，遼寧鉀長石主要用于陶瓷工業(yè)。
(9) 新疆。
新疆鉀長石集中分布在阿爾泰地區(qū)，主要富含在花崗偉晶巖礦脈和鉀長花崗巖中，鉀長石礦床礦石的化學(xué)成分中K2O的含量一般在11.71%～13.54%，F(xiàn)e2O3多數(shù)＜1%，個別或局部達到0.13%～0.24%，具有K2O品位高，F(xiàn)e2O3含量低的特點，在工業(yè)應(yīng)用指標中屬于優(yōu)質(zhì)礦石。
3 國內(nèi)鉀長石加工技術(shù)水平及質(zhì)量要求
我國鉀長石資源豐富，但由于鐵、鈦及其他有害元素超標，鉀長石的選礦提純一直是困擾此行業(yè)的主要問題之一。由于陶瓷行業(yè)對原料的苛刻要求，除極少數(shù)天然鉀長石資源無需選礦外，一般都需要對鉀長石資源進行必要的選礦加工，除去其中的鐵、鈦、錳等有害雜質(zhì)。目前國內(nèi)的選礦方法大體如下幾種。
(1) 傳統(tǒng)加工方法。
國內(nèi)部分私企加工鉀長石的方法比較簡單，使用破碎、輪碾、篩分的方法，這種方法原始，外來鐵混入少、投資少、加工成本低，但缺點是產(chǎn)量小、粉塵污染大，產(chǎn)品指標不能保障。
(2) 干法選礦。
干法選礦工藝比較簡單，具體為：原礦→手選→破碎→磨礦→除鐵→成品。此方法簡單，加工成本低，設(shè)備投資少。設(shè)備一般選用顎破加對輥破、球磨配強磁選機。但是本方法選礦效果不明顯，指標不易達到要求，目前國內(nèi)已經(jīng)鮮有企業(yè)選用此種選礦工藝。
(3) 濕法選礦。
隨著科學(xué)的進步，除鐵工藝的不斷完善，濕法選礦除鐵工藝已經(jīng)被越來越多的廠家選用。該工藝為：原礦→破碎→磨礦→除鐵→脫水→烘干→成品。
設(shè)備選型主要為破碎采用顎式破碎機和對輥破碎機，磨礦采用球磨機，除鐵采用永磁除鐵器、高梯度磁選機，脫水采用真空脫水機，烘干一般采用輥筒干燥機。如果需要，在工藝設(shè)計時還需考慮浮選工序，以除去原礦中的其他有害雜質(zhì)。目前國內(nèi)鉀長石加工企業(yè)中大多選用此種工藝。此工藝技術(shù)成熟、可靠，產(chǎn)品可滿足陶瓷行業(yè)對原料的技術(shù)要求。
做拋光磚坯體的鉀長石對粒度的要求＜5mm。一般現(xiàn)有礦山采用的加工方法是使用顎式破碎機進行粗破，然后配對輥破碎機進行細碎、篩分即可。
目前國內(nèi)鉀長石原料比較緊張，鉀含量在11%以上的鉀長石非常適合做釉料使用，鉀含量9%以下的鉀長石適合做拋光磚坯體使用。
4 國內(nèi)鉀長石需求現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
4.1 需求現(xiàn)狀
鉀長石在陶瓷工業(yè)中做陶瓷坯體配料、陶瓷釉料的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔劑、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等其他行業(yè)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，玻璃產(chǎn)品、建筑陶瓷等用量越來越大，鉀長石需求量日益增加，市場前景廣闊。
隨著陶瓷行業(yè)的大力發(fā)展，鉀長石資源的大量消耗使得鉀長石礦儲量不斷減少，開采的成本越來越大，所以鉀長石價格上漲成為必然。國內(nèi)優(yōu)質(zhì)鉀長石供不應(yīng)求，目前陶瓷工業(yè)用優(yōu)質(zhì)鉀長石資源從朝鮮、印度等國家大量進口。
從我國鉀長石企業(yè)的性質(zhì)來看，目前鉀長石的開采經(jīng)營者以民企為主，我國鉀長石礦分布分散，開采條件差，起點低，相對風(fēng)險較小。鉀長石行業(yè)集中度低，企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，資源浪費嚴重。
從全球鉀長石市場來看，隨著國際廠商不斷進入中國市場，國內(nèi)鉀長石行業(yè)整合勢必加劇，行業(yè)競爭愈發(fā)激烈。另外，我國鉀長石產(chǎn)品大多是低端產(chǎn)品，其附加值較低，競爭手段單一，使得我國企業(yè)在與國際企業(yè)競爭中處于不利地位。鉀長石企業(yè)只有通過增大鉀長石企業(yè)規(guī)模，提高鉀長石行業(yè)集中度，才能改善我國鉀長石產(chǎn)業(yè)秩序混亂、資源浪費嚴重、自然環(huán)境破壞嚴重、環(huán)境保護能力不足的局面。
4.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
山東省陶瓷產(chǎn)區(qū)主要有淄博和臨沂兩個地區(qū)。山東淄博陶瓷生產(chǎn)歷史悠久，經(jīng)過二十多年的快速發(fā)展，淄博建陶業(yè)已發(fā)展成為基礎(chǔ)雄厚、體系完備、市場涵蓋面廣、社會就業(yè)者眾、極具區(qū)域特色的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是該市支柱產(chǎn)業(yè)的主要組成部分，在國內(nèi)同行業(yè)中占據(jù)重要位置。通過引進、消化、吸收意大利、德國和西班牙等國的先進生產(chǎn)設(shè)備，該市建陶企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平迅速提高。目前該市建陶企業(yè)主要產(chǎn)品有微粉、聚晶微粉拋光磚、普通滲花磚、內(nèi)墻磚、外墻磚等。臨沂以生產(chǎn)中低檔內(nèi)墻磚為主，低檔墻地磚很少使用鉀長石，而大多使用瓷石。
淄博陶瓷企業(yè)使用的鉀長石大都來自當?shù)氐碾u窩礦。國內(nèi)目前陶瓷釉料主要產(chǎn)地為佛山和淄博兩地。淄博的熔塊產(chǎn)能為100多萬t/年，已經(jīng)達到國內(nèi)的一半。目前所有的熔快加工企業(yè)均為民營企業(yè)，該領(lǐng)域技術(shù)要求高，市場競爭激烈。
山東對鉀長石的需求量很大，主要來自山東、江西、河南、湖南、朝鮮等地。磚坯用量為150萬t/年。
從去年底開始，山東陶瓷行業(yè)產(chǎn)能逐步恢復(fù)，目前市場行情看漲，產(chǎn)品供不應(yīng)求。就市場而言，由于陶瓷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，整體原料用量在減少，但是鉀長石的用量在提高。品位高的原材料市場很好。
河南作為陶瓷行業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，近年來隨著國內(nèi)陶瓷行業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整，正逐步成為新型陶瓷產(chǎn)區(qū)，主要集中在內(nèi)黃、鶴壁、汝陽、鄭州等地。內(nèi)黃瓷區(qū)主要產(chǎn)品有高檔拋光磚、仿古磚、內(nèi)外墻磚等產(chǎn)品。鶴壁市石林陶瓷產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，是河南省新興的建陶產(chǎn)區(qū)，汝陽瓷區(qū)目前有四家陶瓷企業(yè)，三家均生產(chǎn)內(nèi)墻磚，一家生產(chǎn)拋光磚。
目前，河南省坯體用鉀長石主要來源于河南林州、盧氏縣、洛陽宜川縣、登封市。釉料用鉀長石90%以上來自湖南平江，少量來自河南嵩縣。鉀長石主要用于陶瓷的坯體和釉料中，目前河南省鉀長石的使用量超過300萬t/年。
陜西省陶瓷企業(yè)目前有30余家，鑒于當前陶瓷企業(yè)的窯爐日趨大型化，產(chǎn)品以生產(chǎn)墻地磚為主，工廠主要集中在咸陽、三原、寶雞、富平、千陽等地，產(chǎn)品主要是中低檔產(chǎn)品，市場主要供應(yīng)西部地區(qū)。由于東部及沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，目前在陜西不斷有新的陶瓷企業(yè)投資建廠。
很多低檔磚廠由于價格問題，不使用鉀長石，在陶瓷坯體中用的鉀長石也屬于低檔，未來市場上高檔磚是主流方向，低檔磚將逐步退出市場。所以，鉀長石在陜西的市場需求量將逐步擴大。鉀含量大于11%的高品質(zhì)鉀長石在全國各地都有很大的市場空間，低品位的鉀長石一般就地銷售。
5 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展及城鎮(zhèn)化速度的不斷提高，為陶瓷行業(yè)的加速發(fā)展提供了很大的空間，去年底至今，國內(nèi)陶瓷市場出現(xiàn)回暖，多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品供不應(yīng)求。與以往不同的是，內(nèi)陸地區(qū)的低端產(chǎn)品和廣東的高端產(chǎn)品齊頭并進，均受到市場的歡迎。據(jù)預(yù)測，未來十年我國陶瓷行業(yè)將出現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的局面，產(chǎn)品朝著高檔、超薄的方向發(fā)展，其對原料的需求量可能有所減少，但是對鉀長石的需求量將出現(xiàn)較大的增長趨勢。
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