煤炭深加工与利用论文范文高中生物

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答案是：B。B项是错误的，田鼠的摄食量减去粪便量即为同化量。D项是正确的，田鼠的同化量是7乘以10的9次方，下一营养级最多得到它20%的能量，也就是40乘以10的9次方。

唐靖炎 张韬（苏州中材非金属矿工业设计研究院，国家非金属矿深加工工程技术研究中心，江苏苏州 215004）摘要 中国以独特而丰富的与煤共伴生的高岭土资源（煤系高岭土） 著称于世。 估计储量为110×108t，探明储量17×108t。分布在中国东北、西北等主要产煤区。煤系高岭土的开发利用，不仅可以解决中国优质高岭土资源的匮乏，使得中国成为世界第一大高岭土资源国，而且使以往作为煤矸石而排放的煤系高岭土资源获得了开发利用。因此，中国煤系高岭土的规模化加工利用具有重大的社会与经济意义。煤系高岭土的加工利用在中国经过近15年的技术攻关、装备开发，解决了“加工工艺流程”、“综合除杂提纯”、“高浓度湿法超细粉碎”、“强力粉碎干燥”、“强化气氛动态煅烧”等关键工艺技术难题，研制出“系列湿法超细磨机”、“高压压滤机”、“强力干燥机”、“直接或间接加热高温回转煅烧窑”等关键装备，填补了国际、国内煤系高岭土工艺技术与装备的空白，使得中国的煤系高岭土加工已达到30×104t/a的产业规模，并快速发展。煤系高岭土产品广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料等多个领域。据预测，2010年中国煤系高岭土产品的国内需求量将达92×104t，国际市场需求量更大。关键词 煤系高岭土；煅烧高岭土；加工利用现状；发展前景。第一作者简介：唐靖炎，教授级高工，国家注册咨询工程师，苏州中材非金属矿工业设计研究院院长，国家非金属矿深加工工程技术研究中心主任。一、引言煤系高岭土原料经过煅烧纯化等深加工工艺处理，产品以其散射力强、油墨吸附性能好、活性和白度高、电绝缘性能和热稳定性能好、孔隙率和遮盖率高、容重小等优点而在造纸、涂料、橡塑行业广泛应用。近年随着国民经济的快速发展，煅烧高岭土各类产品的需求量越来越大，我国煤系高岭土的开发利用技术和生产应用的规模也随之迅速发展起来。二、资源现状煤系高岭土是中国独具特色、有广阔利用前景的重要的非金属矿产资源。我国煤系高岭土在地质时代上从晚古生代到新生代各主要聚煤期的煤系中均有分布，而以晚古生代石炭-二叠系煤系中分布最广、厚度大、质量好、储量可观、开发应用价值大。目前，在我国东北、西北、西南地区的较大的煤矿区，企业已经在对本地区的煤系高岭土资源进行开发利用，如内蒙古呼和浩特、山西大同、吉林白山、安徽淮北、陕西浦白等地，部分地区已形成较大的开发规模和经济效益。中国的高岭土资源分为硬质高岭土、软质高岭土、砂质高岭土三种原料类型和热液蚀变型、风化残积型、风化淋积型、河湖海湾沉积型、含煤建造沉积型等成因类型。软质和砂质水洗高岭土资源储量6×108t，占世界储量的9%，居世界第9位。煤系高岭土估计储量在112×108t左右，其中探明储量为7×108t，包括煤炭开采和加工过程中的作为煤矸石排弃的煤系高岭土。据统计，目前煤炭开采加工排弃的煤矸石累计约30×108t，占地2×108t hm2，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物。煤矸石中约30%为高岭土含量在80%以上的煤系高岭土。因此，如果将煤系高岭土计算在内，中国各类高岭土资源探明储量约30×108t，位居世界第一位。三、加工技术与装备现状苏州中材非金属矿工业设计研究院（以下简称苏非院）暨国家非金属矿深加工工程技术研究中心（以下简称非矿工程中心），通过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关项目以及科技部专项研究开发项目的支持，研发了超细剥片分级技术、不同类型煤系高岭土煅烧技术与工艺流程、增白煅烧新工艺、综合除杂技术、强化气氛动态煅烧技术、高浓度超细粉碎技术、高浓度湿法超细粉碎设备、间接加热、直接加热动态煅烧纯化设备等，形成了国际领先的规模化煤系高岭土成套加工技术和设备；同时在国内进行了大量的工程转化与应用，取得了较好的效果与显著的经济和社会效益，已达到约20×104t的生产规模，开发出不同行业应用的系列煅烧高岭土产品。（一）主要工艺与技术工艺流程中国非金属矿业与传统工艺流程相比，新工艺流程具有以下一些特点：1）普通工艺流程对原料质量的要求较高，一般要求原料中w（Fe2O3）≤5%；w（TiO2）≤8%，限制了铁钛含量高［w（Fe2O3）≥5%；w（TiO2）≥8%］的煤系高岭土原料的利用。该新工艺流程对原料的适应性非常强，可处理目前国内已发现的大部分的煤系高岭土原矿，并可生产白度大于90%、-2μm含量大于90%的高档产品，大大提高了煤系高岭土的利用率（约70%）。2）该工艺流程为“先磨后烧”工艺，可以解决普通工艺流程存在的烧不透或过烧、产品白度低、超细磨矿效率低、能耗大等问题，可降低生产成本15%以上。3）该工艺采用了综合除杂提纯技术、高浓度湿法超细粉碎技术、强化气氛动态煅烧技术，确保了产品的质量指标。4）该工艺采用了一系列的煤系高岭土加工专用设备，如BP系列磨剥机、强力粉碎干燥机、高压压滤机、打散机等，从而保证了整个工艺流程的技术可靠性和稳定性。关键技术1）综合除杂提纯技术。分别采用磁选、重选、化学等方法除去煤系高岭土原矿中的含铁含钛杂质矿物，研究开发出煤系高岭土除杂提纯新加工技术。采用磁选法可以除掉部分含铁含钛杂质矿物；煤系高岭土的密度约6g/cm3，含铁含钛杂质矿物的密度为4～8g/cm3，利用两者间的密度差，在一定浓度和充分分散的条件下，实现重选分离，除去部分含铁含钛杂质矿物；化学除杂法则是采用氧化-还原漂白方法除去部分铁杂质。经过综合除杂提纯，可使产品的铁、钛含量分别降至5%和8%以下。2）高浓度湿法超细粉碎技术。通过高强度机械剪切和添加无机、有机混合分散剂，进行高浓度制浆、高浓度超细粉碎，浓度可达50%；比普通技术（制浆浓度约35%）提高15%，大大提高了磨剥设备的工作效率，降低了吨产品生产成本（约5%）。3）强力粉碎干燥技术。该技术突破传统干燥方式（单一的加热干燥方式），集粉碎与干燥两大功能为一体，在产品干燥过程中不断将干块料粉碎，一次作业即可获得水分含量低于5%的粉体，热效率可达65%，比其他干燥技术的热效率提高10%左右。4）强化气氛动态煅烧技术。煅烧是获取高白度、高质量煅烧煤系高岭土产品的关键作业之一，原料质量、煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛是影响煅烧产品白度的主要因素，其中尤以煅烧气氛控制最为重要。传统工艺技术一般采用氧化或还原气氛静态煅烧，对原料的铁钛含量要求严格［w（Fe2O3）≤5%，w（TiO2）≤8%］，难以加工处理铁钛含量较高的原料，且产品在堆放一段时间后会返黄。氧化气氛煅烧技术原理是：在煅烧过程中与煤系高岭土伴生的碳质和有机质经氧化反应生成CO和CO2逸出，煅烧产品白度一般可提高至80%以上，但同时铁钛物质在一般情况下也发生氧化反应生成FeO、Fe2O3、TiO2（分别呈黑色、砖红色和黄色），影响产品白度；还原气氛煅烧则是通过添加煅烧助剂（如氯化物），控制三价铁的含量来提高产品白度指标，但该类煅烧助剂对设备会产生腐蚀作用，影响煅烧设备的使用寿命。针对以上问题，该技术对煤系高岭土煅烧技术进行了系统研究，研究开发出先进的强化气氛动态煅烧技术，可确保煅烧产品白度大于90%，甚至高达94%。强化气氛动态煅烧技术即采用回转煅烧窑，通过添加一种或几种煅烧助剂（该助剂对煅烧设备无任何腐蚀作用），来控制煅烧气氛如氧浓度，一氧化碳浓度、二氧化碳浓度以及其他一些物质组分的浓度，调节上述各组分在煅烧气氛中的比例，在一定的温度和压力条件下，使物料中的活性铁与气氛中的某些组分如一氧化碳生成稳定的羰基络合物——五羰基铁。在五羰基铁中，铁的氧化态为零，所以不显色。这种特殊络合物很稳定，在200～800℃、氧化气氛条件下对用强化气氛动态煅烧法获得的高白度煅烧高岭土产品煅烧4～5 h，产品仍为白色，并不变红。所以，采用该技术生产出的煅烧高岭土产品，在常温下使用或即使在腐蚀性较强的涂料中使用仍能保持稳定而不显色。表1 采用不同煅烧技术生产的煤系煅烧高岭土产品质量对比注：除煅烧气氛外，其他条件均相同。（二）主要加工设备苏州中材非金属矿工业设计研究院和非矿工程中心研制开发了BP-D、BP-S系列磨剥机、高压压滤机、QGS强力粉碎干燥机、打散机、直接加热、间接加热回转煅烧窑等。BP型磨剥机采用单槽与双槽两种串联加工，不仅在容积上扩大，还对搅拌叶轮和筒体进行了改进，叶轮改为偏心轮，可以产生不等速紊流，增强剪切作用，提高磨剥效率，降低能耗10%左右。BP-80型磨剥机与BP-500型磨剥机主要性能指标参见表2。表2 BP 型磨剥机的主要性能指标高压压滤机进浆压力可达3～4MPa，滤饼水分低达28%～32%，大大提高了压滤工作效率，也减轻了干燥作业的负荷。QGS系列多功能强力粉碎干燥机这是一种高效节能干燥设备，集干燥和粉碎于一体，热效率可达65%，比其他干燥设备的热效率提高10%左右。打散机煤系高岭土经高温煅烧后会产生烧结团聚现象，解聚的作用是将煅烧过程中形成的部分大颗粒打散，使煅烧产品恢复超细粉状。在对国外软质高岭土煅烧产品加工用打散机进行了消化吸收的基础上，针对我国煤系高岭土煅烧产品的特点，对打散机的转子、传动装置等进行了改进，开发出煤系高岭土煅烧产品解聚设备。目前，该设备除了应用于煤系高岭土加工，还应用于软质高岭土、碳酸钙、农药化肥等产品的打散和解聚。回转窑为实施煤系高岭土动态煅烧及强化煅烧气氛的调节，苏非院暨非矿工程中心通过引进英国煅烧垃圾用回转窑炉，并对其进行改进（如传动装置，煅烧喷嘴等），使其成为煤系高岭土煅烧用最佳专用设备。该设备具有以下特点：①动态煅烧，可保证产品质量；②可以控制煅烧气氛，满足工艺要求；③连续生产，处理量大；④热效率高、能耗低；⑤操作简单，易于控制等。四、生产现状我国工业规模的以煤系高岭岩为原料的煅烧高岭土的生产起步于20 世纪90年代，而白度大于90%、-2μm含量大于90%的双90产品的规模化生产在1998年前后才开始，2001年我国煅烧高岭土产量达到13×104t。经过十几年的努力，我国煅烧高岭土工业已经初具规模。目前，中国生产煅烧高岭土的厂家约45家，总生产能力达30×104t。设计能力在1×104t以上的企业有15家，在建和扩建万吨级以上的企业有十多家，主要分布在河北山西、内蒙古、湖北、陕西、河南、山东、安徽等省区。五、消费市场（一）消费市场煅烧高岭土目前的主要消费市场是涂料、造纸、橡胶、塑料和陶瓷等，其中油漆涂料和造纸涂料是我国优质煅烧高岭土最主要的应用领域，分别占国内超细高白度优质高岭土消费量的60%和30%左右。2006年国内煅烧高岭土在油漆、造纸、橡胶、塑料中的消费量共达25×104t，其中油漆、涂料消费量是10×104t，涂布纸等消费量是6×104t，橡胶、电瓷、塑料4×104t。（二）消费价格国内市场价格，高岭土原矿每吨销售价60～120元；产品中，电陶产品300～900元/t；造纸产品450～2000元/t，涂料800～2600元/t，一般煅烧土1000～2500元/t，1250目煅烧土2000～3000元/t，双90煅烧土3000～5000元/t。（三）目标市场煅烧高岭土因其独特的物理性能在造纸、橡胶、电缆、塑料、医药中的应用效果非常好，现在这部分市场主要由进口煅烧高岭土占据，国产煅烧土也有部分在电缆行业得到了应用。煅烧高岭土的主要应用方向为造纸、电缆、油漆、涂料、橡胶、塑料、医药等方面。表3 2010年中国优质煅烧高岭土需求预测（104t）随着科技的发展，煤系高岭土正被开发出越来越多的作用。当今世界年产约40×104t催化裂化催化剂，几乎全是加入以高岭土为主要组分的“半合成”催化剂。用废碱和劣质高岭土合成4Å分子筛，既节省了原料成本，又减少了污染，在环保和经济效益方面都有十分重要的意义。有机改性的高岭土，其比表面积增大，对污染物的吸附、迁移和降解有良好效果。目前国内有机改性土的开发利用还处于起步阶段，有机改性高岭土作为选择性吸附剂具有相当大的工业应用前景。（四）国内主要应用领域对优质煅烧高岭土的需求预测随着我国经济和工业的迅速发展，对优质煅烧高岭土的市场需求也将迅速增长。预计到2010年，我国煅烧高岭土产品需求量将达到92×104t。六、展望我国非金属矿“十一五”发展规划指出：以先进的技术装备和生产工艺，提高资源利用率，通过矿物材料的深加工，使资源的价值得到更大发挥，要重点做好煅烧高岭土等产品的开发。我国能源节约与资源综合利用“十一五”规划指出，实施可持续发展战略，要求节约资源，保护环境，建立共伴生矿资源综合利用示范工程；围绕攻克高岭土超细、增白、改性复合等技术难点，组织一批综合利用深加工项目，对煤系共伴生资源进行深加工和利用。国家经贸委《煤矸石综合利用技术政策要点》指出煤矸石综合利用技术以巩固、推广为主，完善、开发并举。巩固已有的技术成果，推广技术成熟、经济合理、有市场前景的技术，逐步完善比较成熟的技术，研究开发新技术，积极引进国外先进技术和装备，在消化吸收的基础上努力创新，不断提高煤矸石综合利用的技术装备水平，促进煤矸石的扩大利用。国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知中再次强调推进废物综合利用，要以煤矿瓦斯利用为重点，推进共伴生矿产资源的综合开发利用。以粉煤灰、煤矸石、尾矿和冶金、化工废渣及有机废水综合利用为重点，推进工业废物综合利用，把煤矸石的扩大利用作为资源综合利用的重点工作，并将煤矸石综合利用作为一项长期的技术政策加以鼓励。我国独特的煤系高岭土资源将会有更好的发展前景。（一）市场展望造纸行业造纸工业是煅烧高岭土的重要用户，发达国家人均年用纸90 kg左右，1993年我国人均用纸9 kg左右，1996年已达26 kg/人。近年来我国造纸工业正以每年15%的速度递增。煅烧高岭土油墨吸收性好，遮盖率高，可部分代替昂贵的钛白粉，尤其适合高速刮刀涂布机使用。随着我国造纸业的发展，产量的扩大以及高速刮刀涂布机的引进，煅烧高岭土的用量将逐步扩大。中高档涂料随着国民经济水平的提高，油漆涂料的需求量在不断增大。世界著名的立邦、ICI涂料公司对煅烧高岭土的需求正在逐步扩大。由于大公司的样板和市场竞争的作用，国内的各涂料厂家已越来越多地使用煅烧高岭土了。煅烧高岭土用于涂料行业可减少TiO2的用量，使涂膜具有更好的特性，可改善涂料的加工、储存和应用性能。煅烧高岭土在涂料中的用量为10%～30%，使用的煅烧高岭土以-2μm含量为70%～90%为主，目前该行业的年用量5×104t·a-1。据权威人士估计，近几年乳胶漆年产量将达（80～100）×104t，这是煅烧高岭土的一个潜在的更大的市场。塑料、橡胶工业在工程塑料、通用塑料中，煅烧高岭土的充填量为20%～40%，用作填料和补强剂。煅烧高岭土用于聚氯乙烯电缆，能改善塑料的电性能。多功能塑料棚膜也是一个很大的市场。我国的橡胶行业用高岭土量较大，在橡胶中充填的高岭土比例从15%至20%不等，煅烧后的高岭土（包括表面改性）可替代炭黑、白炭黑，生产浅色橡胶制品、轮胎等，具有很好的市场前景，有（5～10）×104t的市场潜力。总的来说，未来的煅烧高岭土市场，虽然有碳酸钙、滑石等矿物的竞争，有可能失去一些低档产品市场，但高档煅烧土因其独特的物理性能在国际和国内市场上仍具有相当大的竞争力。（二）技术展望伴随煤系煅烧高岭土产品应用领域的迅速拓展，产业规模不断扩大，加工工艺的短流程优化，改性改型复合技术与药剂的完善，生产设备的大型化、系列化，节能降耗，生产线自控与在线检测与产品标准化的开展，这些将促进煤系煅烧高岭土产业健康发展，为我国共伴生非金属矿资源的高效开发利用走出一条创新之路。The Current Situation and Development of Coal-series Kaolin's Processing and utilization in ChinaTang Jingyan，Zhang Tao（Suzhou Zhongcai Design And Research Institute for Non-metallic Minerals Industry，National Research Centre for Further Processing of Non-metallic Minerals，Suzhou Jiangsu 215004，China）Abstract：China is famous for unique and abundant coal-paragenetic kaolin（coal-series kaolin）The estimated reserves of it amount to 11 billion ton and demonstrated reserves—7 billion The coal-series kaolin deposits distribute over the main coalfields in Northeast and Northwest CThe development and utilization of coal-series kaolin can not only solve the problem of deficiency of high quality kaolin resources in China，but also make China the largest country in terms of kaolin Furthermore，the coal-series kaolin，which was cast away in the past as the coal gangue，is now developed and utilized as an optimized resource The scaled processing and utilization of China’s coal-series kaolin have a significant social and economical After 15 years of arduous efforts，a set of key engineering and technological problems，such as process flowsheet，comprehensive decontamination and purification，high-concentration wet process ultra-fine grinding，intensive grinding and drying，dynamic calcining under intensified atmosphere ，have been A series of key equipment，such as wet process ultrafine grinding mills series，high-pressure filter，intensified dryer，high temperature rotary calcining kiln with direct or indirect firing and so on，was developed and manufactured，filling in a gap in coal-series kaolin processing Now the coal-series kaolin production scale has reached 300 thousand ton a year and is still developing The coal-series kaolin products are widely used in paper making，plastic，rubber and coating It is forecast，that the domestic demand for coal-series kaolin products will reach 920 thousand ton by And there will be an even greater demand all over the With the increase of market demand and higher technical requirement，the coal-series kaolin industry will be developed with each passing Key words：coal-series kaolin，calcined kaolin，current situation of processing and utilization，development

IEA数据显示，2019 年世界煤炭总产量超过 79 亿吨，为 2014 年以来的最高水平，年增长率为 5%，仅为近年来的一半。动力煤和褐煤约占该产量的 86%，其余为冶金煤。对 2020 年的最新估计表明，由于冠状病毒大流行期间需求下降，全球产量每年下降 5% ，但预计 2021 年将反弹至 760 万吨。 中国——37亿吨中国在全球煤炭生产中占主导地位，2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨，年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国，消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和，这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。 印度 – 83 亿吨印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二，2019 年的产量约为 83 亿吨，略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司，占该国产量的 80% 左右，拥有 360 多个矿山在运营。2020 年，印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划，以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发，尽管据报道早期兴趣很低，这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际，投资者缺乏兴趣。 美国——4亿吨美国的煤炭产量多年来一直在下降，2019 年达到4 亿吨，为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求，预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计，该国 2020 年的产量低至 91 亿吨，同比下降 23%，然后在 2021 年小幅反弹至 39 亿吨。2019 年，美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是：怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (5%) 和肯塔基州 (5%)。 印度尼西亚——16 亿吨印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 16 亿吨，比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一，中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率，加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降，给国内大宗商品价格带来压力，促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为29亿吨，2021年增至45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5亿吨。澳大利亚——5亿吨澳大利亚在 2019 年生产了 5 亿吨煤炭，其中超过一半是动力煤，超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 4%，尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%，抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位，其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭，但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州，尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品，仅次于铁矿石和精矿。俄罗斯——3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六，2019 年的开采量为 3 亿吨，仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少，国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%，无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量，西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 7 亿吨。

当前合成氨、尿素等传统煤化工行业产能过剩愈演愈烈，市场竞争不断加剧，煤化工企业必须要进一步掌握新型煤化工及精细化工的最新方向，探索现代煤化工产业高端化的可行路径，才能在未来的市场竞争中占有一席之地。目前，传统煤化工出现了有技术没市场、产能过剩的状况，DMM(聚甲氧基二甲醚)、MTA(甲醇制芳烃)是有市场没技术，而煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等新型煤化工既有技术又有市场，发展空间广阔。节能减排、低碳环保是我国的基本国策，发展现代煤化工也要遵循这一国策。面对传统煤化工市场产能过剩、竞争激烈的形势，发展现代煤化工是煤化工企业的必由之路。将结合当前各煤化工下游产品的市场、技术成熟度与工艺可靠性等情况，通盘考虑晋煤煤化工产业未来的发展方向。根据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告 前瞻》分析：现代煤化工必须坚持绿色、低碳、高新精细化的发展路线，才能提升行业和企业核心竞争力，实现可持续发展。无论是传统煤化工还是现代煤化工，都必须符合国家煤化工产业绿色发展的要求，必须加大综合治理力度，减少污染物排放;调整优化产业结构，推动产业转型升级;加快企业技术改造，提高科技创新能力;严格节能环保准入，优化产业空间布局，真正实现煤化工产业全面的绿色可持续发展。

煤炭深加工与利用论文范文高中生

煤炭是赋存于地下的非再生性化石能源资源，素有“工业粮食”之称。我国是能源生产和消费大国，生产和消费总量逐年增加(见表1)。我国能源资源一直富煤、缺油、少气，我国的经济发展水平和表1　我国能源生产、消费总量及构成表年份能源生产总量/万t占能源生产总量的比重/%原煤原油其它能源消费总量/万t占能源消费总量的比重/%原煤原油其它1980 63 735 4 8 8 60 275 2 7 11985 85 546 8 9 3 76 682 8 1 11990 103 922 2 0 8 98 703 2 6 21995 129 034 3 6 1 131 176 6 5 92000 128 978 0 8 0 138 553 8 2 12001 137 445 8 0 1 143 199 7 9 52002 143 810 3 6 1 151 797 3 4 32003 163 842 1 8 1 174 990 4 2 42004 187 341 0 4 6 203 227 0 3 72005 206 068 4 6 0 224 682 9 0 12006 221 000 9 9 2 245 669 1 6 3　　注:电力折算标准的系数根据当年平均发电煤耗计算，其它项为天然气和水电;能源生产总量和能源消费总量的单位是万吨标准煤;本表所列数来自中国统计年鉴[1][2][3]。经济实力决定了我国以煤为主的能源生产消费结构。长期以来，煤炭在我国一次性能源生产和消费中均占70%左右(见表1)。2004年6月30日，国务院常务会议讨论并原则通过了《能源中长期发展规划纲要(2004~2020年)》(草案)，确定了“以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的新战略”。2007年1月国家煤炭工业发展“十一五”规划中提出:尽管煤炭在多元化的能源结构中比重逐年下降，但在相当长的时期内煤炭在一次能源生产和消费中的主体地位不会改变。从我国能源资源和能源安全战略考虑，在可以预见的几十年内，我国能源仍将主要依靠煤炭。2　煤炭企业是国民经济发展的重要支撑我国煤炭行业是集采矿业、能源业、基础原材料业特征于一体的行业，是国民经济发展的重要支撑。我国是世界第一产煤大国，煤炭产量占世界的40%左右。煤炭是我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的70%左右，在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构。随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位仍然十分重要[4]。煤炭行业为发电行业、运输行业提供强大的能源保障。长期以来，煤炭运输占整个铁路运输的40%以收稿日期:2007-04-28;修订日期:2007-05-10作者简介:马健(1975-)，女，黑龙江呼兰人，中国矿业大学博士研究生，研究方向:矿业经济。上;煤炭发电机组的增加和火电小时数的增加，直接对煤炭的供应提出了更高的要求，2005年全国发电机组消耗煤炭已经达到54亿t，占煤炭生产总量的67%[1]。从成本的角度上看，国家在煤炭行业投入比量从煤炭在价格上相对石油和天然气有很强的优势，同等的发热量，用煤的成本只相当于用石油的30%。相对煤炭丰富的储量，我国石油储量严重不足，必须利用国际石油资源弥补国内石油供应的短缺[5]。从我国的能源供应和安全考虑，既要积极开发利用国外的能源资源，又要注重开发利用国内的能源资源。国内石油和天然气资源有限，水能和核能的发展还存在许多制约因素，新能源的开发尚需时日，煤炭具有不可替代的作用。专家预测，到2010年，使用石油、天然气、的成本将会是煤炭的8倍甚至更高[6]。依靠大量使用石油、天然气来解决中国能源问题的设想，是不实际的，风险很大。煤炭相当于石油和天然气，既具有储量优势，又具有成本优势，且分布也最广泛，因此煤炭是我国战略上最安全和最可靠的能源。目前，全球煤炭消耗占世界一次能源消耗的25%[7]。随着其它一次能源的枯竭，煤在一次性能源消费结构中的比重将进一步提高。3　煤炭作为主要能源不可能被替代我国能源种类有诸多种，真正起主导作用的仍然是以煤炭、石油和天然气为主。它们都是重要的一次能源，都具有不可再生性。但相比之下，煤炭资源十分丰富、位居世界前列，石油次之，而天然气则相对匮乏，据国家权威机构报道，我国的石油资源仅能维持10 a左右。因此，尽管随着人们环保意识的增强，节能技术的提高和新能源的出现，煤炭在能源结构中的比重虽然有所下降[8]，但在我国仍将高达70%以上，到2050年也不会低于50%。另外，同石油、天然气相比，煤炭除具有储量优势之外，还具有石油、天然气不可比拟的独到优越性。一是随着煤炭开采技术的进步，煤炭开采成本将越来越低，具有十分明显的价格优势。以兰州市场为例，块煤价格约为250元/t，汽油价格为3 400元/t，天然气工业用20元/m3，按热值同比计算，天然气价格为煤价的3倍左右;汽油价格为原煤价格的5倍左右，如果按价格计算，每2 kg煤可产1立方气，2 kg煤折价5元，工业用天然气是煤价的4倍，民用气价是煤价的9倍，商业用气是煤的6倍。相比之下，可十分清晰地看出煤炭是最廉价的能源，是最有市场竞争力的能源。二是煤炭易于储存和运输，附加成本低，使用面广。三是随着节能技术的进步、节能政策和措施的增强，煤炭的利用率将大幅度提高。四是随着洁净煤技术和煤化工技术的发展，煤炭将由燃料向原料转变，煤炭不仅可以和石油、天然气一样清洁使用，而且还可以成为廉价的化工原料。五是我国石油进口量逐年递增，而有限的外汇储备不可能用于大规模进口原油，只能依靠煤炭转化和深加工来实现“以煤代油”。因此，从全国情况来看，煤炭依然是不可替代的重要能源，煤炭工业亦不是“夕阳工业”，相反，煤炭工业具有广阔的发展前景。4　煤炭资源是可持续发展的重要一环可持续发展战略旨在促进人与人之间以及人与自然(资源和环境)之间的和谐，即发展是在资源的永续利用和良好的生态环境中进行的。煤炭行业的持续发展是涉及到国计民生的大事。据估计，人类现在每年燃烧的矿物燃料相当于自然界花100万a左右才生产出来的，另据预测地球煤储量按目前的消费速度还可以维持200多a，石油和天然气储量仅能使用约33 a和60 a。这就要求煤炭资源的衰竭速度必须低于其再生速度，发展的速度和规模也不能超越生态环境的承载限度[9]。在人口、资源、环境的可持续发展链条上，人口是核心，环境是条件，资源是基础，即只有人口增长适量、资源开发适度、生态环境适宜的状态下，才能实现我国经济社会的可持续发展。无论在原始的狩猎社会，还是在农业社会、工业社会、以及知识经济社会，资源都是人类不可须臾或缺的物质基础，没有资源的支撑，任何国家和地区的经济和社会都不可能有相应的发展。资源还是构成环境和生态系统的物质基础，没有自然资源构不成自然环境，没有生物资源构不成生态系统，所以，资源(煤炭资源)理所当然是可持续发展的基础。爱护煤炭资源就是爱护人类自己，珍惜煤炭资源就是珍惜人类的发展前途。参考文献:[1]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[2]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[3]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[4]　张绍强，张运章我国煤炭资源、生产与环境概况[J]环境保护， 2006，(13): 55-[5]　傅志华，包全永，韩凤芹我国能源发展战略及其与财税政策的关系[J]经济研究参考，2006，(14): 4-[6]　舒鹏煤炭行业可持续发展的探讨[J]宏观经济管理， 2004，(3): 25-[7]　黄淑和2005年煤炭行业分析报告[R]北京:中国经济出版社，[8]　王海山关于甘肃煤炭工业发展战略的思考[J]人大研究，2002，(2):43-[9]　王宇波我国在构建和谐社会条件下的能源危机与应对策略[J]中国建设动态(阳光能源)，2006，(5): 58-　·2·　　　　　　　　　　　　　　　煤　炭　技　术　　　　　　　　　　　　　　　　第26卷

一、煤炭工业发展现状　　煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。在20世纪50年代和60年代，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占90％和80％以上，2004年煤炭所占的比例分别为6%和7%。　　（一）改革开放以来煤炭工业取得显著成绩　　1．煤炭产量持续增长　　全国原煤产量由改革开放初期的6亿吨左右提高到2004年产量56亿吨，增长2倍多，处于历史最高水平，为我国国民经济发展提供了能源保障。　　2．生产水平大幅度提高　　大中型煤矿机械化水平、单产、单进、原煤工效，都逐年增高。建成了一批国际领先、高产高效矿井，初步建全了技术、设计、制造、培训比较完整的技术保障体系。　　3．产业结构调整取得重大进展　　政企分开迈出重大步伐，大多数国有大中型煤炭企业开始建立现代企业制度。一些企业开始了跨地区、跨行业的产业联合，煤、电、化、路、港、航产业链开始形成，一批劣势企业退出市场。　　4．行业整体效益不断增加　　在经历三年严重的经济困难后，2001年煤炭行业开始走出低谷，呈现恢复性增长。2002年后步入快速增长周期，经济运行质量不断提高。2004年全国规模以上煤炭企业补贴后实现利润达418亿元。　　（二）行业主要特点　　1．煤炭是资源性行业　　煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储量。我国大多数煤矿远离城市和经济发达地区、社会负担重，经济基础差。地区条件不一，煤炭企业发展不平衡性在行业中十分突出。　　2．煤炭是高危行业　　因煤矿生产条件所限，从历史上看，在各国工业部门中，煤矿的事故死亡率是最高的。我国煤矿95%生产能力是井工开采。高瓦斯和双突矿井占全国煤矿矿井总量的1/3，90％矿井有煤尘爆炸危险性。随着开采深度增加，影响安全生产因素愈来愈多，条件愈来愈复杂。　　3．煤炭是投资高风险行业　　煤矿开采环节复杂，矿井建设投资大，周期长，见效慢，煤炭市场不确定因素多。因此，从建井到生产，经营风险大，多数煤炭企业产业结构上的问题影响了企业市场适应能力和抗灾能力。　　4．煤炭是为国民经济发展做贡献的行业　　煤炭属于初级产品，煤矿的效益向后续加工工业传递和辐射。单一的产品结构，企业经济效益难以提高，我国煤炭开采的价值和效益体现在后续产业和对国民经济发展的支撑作用。　　二、煤炭工业面临的主要挑战　　（一）资源保障问题　　我国煤炭品种齐全、资源比较丰富，但资源勘探程度低，经济可采储量和人均占有量较少，资源破坏和浪费严重，生态环境和水资源严重制约煤炭资源的开发。　　我国煤炭资源区域分布不均衡。秦岭、大别山以北，煤炭储量占全国总储量的7%，其中晋、陕、蒙三省（区）占全国的65%。　　资源保证程度低。截止2000年末，我国尚未利用的精查储量约为600亿吨，目前可供大中型矿井利用的精查储量仅300亿吨左右。据估算，到2020年，煤炭精查储量需增加约1250亿吨。　　当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着"采厚弃薄"、"吃肥丢瘦"等浪费资源现象，全国煤矿平均资源回收率为30%～35%左右，资源富集地区的小型矿井资源回收率只有10%～15%。我国适合建设大型煤炭基地的整装煤田，随意被分割肢解现象严重。　　（二）煤矿生产能力与技术结构问题　　1．煤矿生产技术水平低　　全国采煤机械化程度仅为42％，除部分国有大矿之外，大多数煤矿生产技术水平低，装备差，效率低。特别是乡镇煤矿，基本上是非机械化开采。　　2004年乡镇煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39％，在资源消耗和人员伤亡上，已付出了很大的代价。　　2．部分煤矿超能力生产　　据调查分析，2003年国有煤矿的2亿吨产量中，属于超能力和无能力矿井生产的煤炭约为42亿吨，占国有煤矿产量的13%。煤矿超强度超能力生产满足了国民经济发展对煤炭的需求，但其造成的负面影响，一是缩短煤矿开采年限，二是威胁煤矿安全生产。　　3．大中型煤矿煤炭供给能力不足　　据预测，我国现有生产煤矿和在建煤矿的合计生产能力到2010年和2020年分别为7亿吨和7亿吨。要实现煤炭产需平衡，需要再建设一批新井和扩大现有煤矿的生产能力，预计到2010年和2020年分别需要再增加生产能力5亿吨和1亿吨。　　（三）行业结构与企业发展问题　　1．煤炭产业集中度低　　2004年我国前8家煤炭企业市场集中度为68%，远低于世界其它主要产煤国家。　　2．煤炭企业负担过重　　煤矿企业税负比1994年税制改革前提高了6个百分点；2003年，煤炭行业支出铁路建设基金约100多亿元；国有重点煤矿企业办社会问题突出，地方政府接收困难，原国有重点煤矿办社会年净支出60亿元。　　2004年末，原国有重点煤矿在职人员257万人，由于所在地区社会承受能力弱，难以减人提效。　　部分煤矿资源枯竭，生产能力下降，生产成本上升，富余人员、工伤抚恤人员多，转产困难。　　3．煤矿企业效益差、职工收入低　　2004年原中央财政煤炭企业补贴前亏损面仍高达48%，补贴后仍有6%的企业亏损。2004年原国有重点煤矿在岗职工平均收入16812元，低于全国平均水平。　　（四）煤矿安全与矿区环境治理问题　　1．煤炭安全形势严峻　　2004年煤矿共死亡6027人，百万吨死亡率为08，显著高于世界其它主要国家。如美国为03，波兰09；　　大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、特大事故频繁发生。2004年共发生死亡10人以上特大和特别重大事故42起，死亡1008人。　　2．矿区环境治理问题　　矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的8～10%，现已累计堆存煤矸石30多亿吨，占地超过15万亩。　　矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境构成严重影响。　　煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米，我国西北部主要煤炭产区，煤炭开采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。　　井下煤层气年抽出量约100亿立方米，90％直接排放到大气中。　　（五）煤炭运输与燃煤污染问题　　1．煤炭运输制约　　我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部，形成了"北煤南运、西煤东调"的格局，运输距离长，运输费用高，影响煤炭供应能力和市场竞争力：铁路运力不足的问题将长期存在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离运输成本过高。　　2．煤炭消费与环境保护问题　　煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。随着煤炭消费量的增加，环境保护压力将越来越大。　　我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的30%，SO2排放的75%以上来源于燃煤。2003年SO2排放总量增加至2158万吨，酸雨污染加重。　　2003年燃煤总量增加，烟尘排放总量增加至1047万吨。　　我国CO2排放量目前居世界第二位，CO2的排放约80%来自煤炭燃烧。　　三、煤炭工业发展的战略对策　　通过优化结构、合理开发利用，保障煤炭长期稳定供给，促进煤炭行业健康、协调、可持续发展。　　煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，是不可再生的矿产资源。煤炭生产是高危险性和高风风险的行业，要把节约资源、保障安全和保护环境放在重要的位置，合理开发利用，以保障煤炭长期稳定供给。煤炭行业必须淘汰技术落后的粗放型生产方式，走新型工业化道路，国家应制定长远战略对煤炭资源实行保护性开采和利用。　　优化行业结构。我国煤炭产业集中度仍然很低，具备安全生产条件的煤矿生产能力不足，必须抓好大型煤炭基地建设，培育和发展大型煤炭企业集团。煤炭是艰苦和危险的行业，必须改善行业的发展环境，以吸引投资和人才。　　优化生产技术结构，进一步用先进适用技术改造和提升煤炭工业。要搞好新井建设和现有矿井技术改造，建设高产高效矿井，促进产业升级，实现煤矿生产技术装备的现代化；要全面提高煤矿开采技术水平，支持大型煤炭企业通过收购、兼并、联合、重组方式改造中小煤矿；要逐步淘汰资源回收率低、安全条件差的落后生产技术，支持依法生产的小煤矿，通过技术改造，实现有序健康发展。　　优化产品结构，提高煤炭及煤炭行业的竞争力。发展和推广应用洁净煤技术，通过煤炭高效洁净利用技术，减少煤炭利用过程中的污染物和温室气体排放，提高煤炭的竞争力；通过煤炭加工和转化延长煤炭产品的产业链，拓展煤炭市场。　　（一）培育和发展大型企业和企业集团　　通过市场引导和政府推动，积极培育和发展跨地区、跨行业、跨所有制、跨国经营、亿吨级以上的大型企业集团。这些企业集团国内市场占有率将达到60%以上，成为商品煤供应基地、出口煤基地、煤炭深加工基地和市场投资主体。　　鼓励煤炭企业发展相关产业。支持煤电联营，鼓励煤炭与电力企业联合建立坑口电厂；支持煤炭企业与冶金、化工和建材行业实现上下游产业的联营。　　（二）建设大型煤炭基地　　根据国务院"重点支持大型煤炭基地建设，促进煤电联营，形成若干个亿吨级煤炭骨干企业"的决策，结合煤炭开发布局，选择煤炭资源条件好，具有发展潜力的矿区作为大型煤炭基地。抓好基地内主要矿区的新井建设和现有矿井技术改造，提高大型煤炭基地产能比重。　　建设大型煤炭基地，提高大中型煤矿的技术水平和生产能力，保障煤炭长期稳定供给。13个大型煤炭基地，现有煤矿生产能力8亿吨，预计2010年达到15亿吨，2020年达到18亿吨。　　（三）建设高产高效矿井、全面提高煤矿开采技术水平　　大力发展综合机械化采掘技术，推进高产高效煤矿建设，实现煤矿高效、安全、洁净开采。建设一批大中型现代化矿井；对现有大中型矿井进行技术改造；联合改造小煤矿，全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率。我国煤矿采煤机械化程度仅为42％，小型煤矿采煤方法和采煤工艺必须进行改革，要逐步淘汰和禁止非正规采煤方法和落后的采煤工艺，大力推广机械化采煤技术。　　（四）建立煤矿安全长效机制　　提高安全生产准入门槛。目前乡镇小煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39%，乡镇小煤矿生产保障了我国煤炭需求的供给，但在资源消耗和人员伤亡上，付出了很大的代价。必须建立严格的煤炭开采准入制度，逐步淘汰安全条件差的落后煤矿。　　加大煤矿安全投入。国家继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支持，重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维简费管理的基础上，严格安全费用提取和使用，加大煤矿安全生产设施投入。　　加大监察执法力度。加强对各类煤矿的安全监察，依法惩处违法违规现象，做到有法必依，执法必严，违法必究。　　在2010年前，全国煤矿百万吨死亡率力争从2004年的08降到5以下，其中大型煤矿为4以下。　　（五）加强煤炭开发的资源保障　　增加煤炭资源勘查投入。要建设大型煤矿和煤炭基地，应为煤炭资源勘探的投入创造良好的环境。　　加强资源管理。资源勘探开发登记、矿业权设置必须符合煤炭开发规划和矿区总体规划。国家要控制大型矿区勘查开发规划的审批。　　提高煤炭资源利用率。制定可行的管理措施和经济政策，激励企业珍惜煤炭资源，不断提高资源回收率。　　（六）大力开发和推广洁净煤技术　　洁净煤技术可使煤炭成为高效和比较洁净利用的燃料，是中国能源可持续发展的现实选择，包括四个部分，即煤炭加工技术、燃烧技术、煤炭转化技术和开发利用中的污染控制技术。　　中国已成为世界煤炭焦化生产、消费及贸易大国。通过气化、液化等转化技术，生产替代石油的发动机燃料和化工产品，如乙烯、丙烯等。大力发展现代化高效燃煤发电技术，改变我国终端能源的消费结构，减少煤炭直接燃烧造成的污染和温室气体排放，保障能源供给和安全。　　（七）资源综合开发与环境保护　　开发煤层气资源。依托资源和政策优势，当前以地面开发与煤矿井下瓦斯抽放相结合，实现煤层气开发产业化，变废为宝、变害为利。　　做好水资源保护与矿井水利用，矿区土地复垦与环境保护，控制煤矸石的产出量，提高煤矸石的综合利用率。　　（八）关注煤炭行业发展的深层次问题　　1．提高煤炭运输能力　　加快铁路运煤通道建设，提高煤炭运输能力；放开铁路运输价格，取消计划内外双重价格；尽快取消铁路建设基金。　　2．切实减轻煤炭企业税收负担　　借鉴国外主要采煤国家经验，制定符合煤炭工业发展规律的税收政策体系，公平税负。按照国务院1994年确定的"既要建立新的增值税机制，又要照顾煤炭行业的实际困难，不增加国有重点煤炭企业的税负水平，保持1993年35%的税负的原则"，调整煤炭税收政策。　　3．加快分离企业办社会职能　　加快企业主辅分离，分离企业办社会的职能，努力拓宽就业渠道，做好煤矿及矿区人员的再就业工作。　　4．建立和完善煤矿准入和退出机制　　规范煤矿准入标准，建立和完善勘探开发资质认证制度，提高资源开发、土地利用、环境保护准入门槛，减少煤矿数量，提高产业集中度。　　坚决关闭开采方式落后和不符合基本安全生产条件的小煤矿，严厉打击非法开采现象，保障安全生产。　　解决煤矿衰老报废的转产、人员安置等问题，鼓励和引导企业调整产业结构，发展替代产业，为其生存和发展创造良好的外部条件。　　5．科学界定煤炭产业地位　　参照国际的有关做法，可将煤炭行业划入第一产业范围，制定相关法律、法规和与其产业地位相适应的财政、税收、金融、投资政策。　　6．建立煤炭价格形成机制　　政府应考虑煤炭资源、环境治理、煤矿安全、煤矿衰老报废等成本因素，制定合理的煤炭指导价格；鼓励煤炭企业积极与发电企业协商确定电煤价格，签订中长期合作协议。　　7．稳定煤炭进出口政策　　要从有利于煤炭工业长远发展出发，按照世界贸易组织规则，依据资源和市场需求，调整煤炭产品的进出口结构，加强出口煤基地建设，稳定出口份额。

唐靖炎 张韬（苏州中材非金属矿工业设计研究院，国家非金属矿深加工工程技术研究中心，江苏苏州 215004）摘要 中国以独特而丰富的与煤共伴生的高岭土资源（煤系高岭土） 著称于世。 估计储量为110×108t，探明储量17×108t。分布在中国东北、西北等主要产煤区。煤系高岭土的开发利用，不仅可以解决中国优质高岭土资源的匮乏，使得中国成为世界第一大高岭土资源国，而且使以往作为煤矸石而排放的煤系高岭土资源获得了开发利用。因此，中国煤系高岭土的规模化加工利用具有重大的社会与经济意义。煤系高岭土的加工利用在中国经过近15年的技术攻关、装备开发，解决了“加工工艺流程”、“综合除杂提纯”、“高浓度湿法超细粉碎”、“强力粉碎干燥”、“强化气氛动态煅烧”等关键工艺技术难题，研制出“系列湿法超细磨机”、“高压压滤机”、“强力干燥机”、“直接或间接加热高温回转煅烧窑”等关键装备，填补了国际、国内煤系高岭土工艺技术与装备的空白，使得中国的煤系高岭土加工已达到30×104t/a的产业规模，并快速发展。煤系高岭土产品广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料等多个领域。据预测，2010年中国煤系高岭土产品的国内需求量将达92×104t，国际市场需求量更大。关键词 煤系高岭土；煅烧高岭土；加工利用现状；发展前景。第一作者简介：唐靖炎，教授级高工，国家注册咨询工程师，苏州中材非金属矿工业设计研究院院长，国家非金属矿深加工工程技术研究中心主任。一、引言煤系高岭土原料经过煅烧纯化等深加工工艺处理，产品以其散射力强、油墨吸附性能好、活性和白度高、电绝缘性能和热稳定性能好、孔隙率和遮盖率高、容重小等优点而在造纸、涂料、橡塑行业广泛应用。近年随着国民经济的快速发展，煅烧高岭土各类产品的需求量越来越大，我国煤系高岭土的开发利用技术和生产应用的规模也随之迅速发展起来。二、资源现状煤系高岭土是中国独具特色、有广阔利用前景的重要的非金属矿产资源。我国煤系高岭土在地质时代上从晚古生代到新生代各主要聚煤期的煤系中均有分布，而以晚古生代石炭-二叠系煤系中分布最广、厚度大、质量好、储量可观、开发应用价值大。目前，在我国东北、西北、西南地区的较大的煤矿区，企业已经在对本地区的煤系高岭土资源进行开发利用，如内蒙古呼和浩特、山西大同、吉林白山、安徽淮北、陕西浦白等地，部分地区已形成较大的开发规模和经济效益。中国的高岭土资源分为硬质高岭土、软质高岭土、砂质高岭土三种原料类型和热液蚀变型、风化残积型、风化淋积型、河湖海湾沉积型、含煤建造沉积型等成因类型。软质和砂质水洗高岭土资源储量6×108t，占世界储量的9%，居世界第9位。煤系高岭土估计储量在112×108t左右，其中探明储量为7×108t，包括煤炭开采和加工过程中的作为煤矸石排弃的煤系高岭土。据统计，目前煤炭开采加工排弃的煤矸石累计约30×108t，占地2×108t hm2，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物。煤矸石中约30%为高岭土含量在80%以上的煤系高岭土。因此，如果将煤系高岭土计算在内，中国各类高岭土资源探明储量约30×108t，位居世界第一位。三、加工技术与装备现状苏州中材非金属矿工业设计研究院（以下简称苏非院）暨国家非金属矿深加工工程技术研究中心（以下简称非矿工程中心），通过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关项目以及科技部专项研究开发项目的支持，研发了超细剥片分级技术、不同类型煤系高岭土煅烧技术与工艺流程、增白煅烧新工艺、综合除杂技术、强化气氛动态煅烧技术、高浓度超细粉碎技术、高浓度湿法超细粉碎设备、间接加热、直接加热动态煅烧纯化设备等，形成了国际领先的规模化煤系高岭土成套加工技术和设备；同时在国内进行了大量的工程转化与应用，取得了较好的效果与显著的经济和社会效益，已达到约20×104t的生产规模，开发出不同行业应用的系列煅烧高岭土产品。（一）主要工艺与技术工艺流程中国非金属矿业与传统工艺流程相比，新工艺流程具有以下一些特点：1）普通工艺流程对原料质量的要求较高，一般要求原料中w（Fe2O3）≤5%；w（TiO2）≤8%，限制了铁钛含量高［w（Fe2O3）≥5%；w（TiO2）≥8%］的煤系高岭土原料的利用。该新工艺流程对原料的适应性非常强，可处理目前国内已发现的大部分的煤系高岭土原矿，并可生产白度大于90%、-2μm含量大于90%的高档产品，大大提高了煤系高岭土的利用率（约70%）。2）该工艺流程为“先磨后烧”工艺，可以解决普通工艺流程存在的烧不透或过烧、产品白度低、超细磨矿效率低、能耗大等问题，可降低生产成本15%以上。3）该工艺采用了综合除杂提纯技术、高浓度湿法超细粉碎技术、强化气氛动态煅烧技术，确保了产品的质量指标。4）该工艺采用了一系列的煤系高岭土加工专用设备，如BP系列磨剥机、强力粉碎干燥机、高压压滤机、打散机等，从而保证了整个工艺流程的技术可靠性和稳定性。关键技术1）综合除杂提纯技术。分别采用磁选、重选、化学等方法除去煤系高岭土原矿中的含铁含钛杂质矿物，研究开发出煤系高岭土除杂提纯新加工技术。采用磁选法可以除掉部分含铁含钛杂质矿物；煤系高岭土的密度约6g/cm3，含铁含钛杂质矿物的密度为4～8g/cm3，利用两者间的密度差，在一定浓度和充分分散的条件下，实现重选分离，除去部分含铁含钛杂质矿物；化学除杂法则是采用氧化-还原漂白方法除去部分铁杂质。经过综合除杂提纯，可使产品的铁、钛含量分别降至5%和8%以下。2）高浓度湿法超细粉碎技术。通过高强度机械剪切和添加无机、有机混合分散剂，进行高浓度制浆、高浓度超细粉碎，浓度可达50%；比普通技术（制浆浓度约35%）提高15%，大大提高了磨剥设备的工作效率，降低了吨产品生产成本（约5%）。3）强力粉碎干燥技术。该技术突破传统干燥方式（单一的加热干燥方式），集粉碎与干燥两大功能为一体，在产品干燥过程中不断将干块料粉碎，一次作业即可获得水分含量低于5%的粉体，热效率可达65%，比其他干燥技术的热效率提高10%左右。4）强化气氛动态煅烧技术。煅烧是获取高白度、高质量煅烧煤系高岭土产品的关键作业之一，原料质量、煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛是影响煅烧产品白度的主要因素，其中尤以煅烧气氛控制最为重要。传统工艺技术一般采用氧化或还原气氛静态煅烧，对原料的铁钛含量要求严格［w（Fe2O3）≤5%，w（TiO2）≤8%］，难以加工处理铁钛含量较高的原料，且产品在堆放一段时间后会返黄。氧化气氛煅烧技术原理是：在煅烧过程中与煤系高岭土伴生的碳质和有机质经氧化反应生成CO和CO2逸出，煅烧产品白度一般可提高至80%以上，但同时铁钛物质在一般情况下也发生氧化反应生成FeO、Fe2O3、TiO2（分别呈黑色、砖红色和黄色），影响产品白度；还原气氛煅烧则是通过添加煅烧助剂（如氯化物），控制三价铁的含量来提高产品白度指标，但该类煅烧助剂对设备会产生腐蚀作用，影响煅烧设备的使用寿命。针对以上问题，该技术对煤系高岭土煅烧技术进行了系统研究，研究开发出先进的强化气氛动态煅烧技术，可确保煅烧产品白度大于90%，甚至高达94%。强化气氛动态煅烧技术即采用回转煅烧窑，通过添加一种或几种煅烧助剂（该助剂对煅烧设备无任何腐蚀作用），来控制煅烧气氛如氧浓度，一氧化碳浓度、二氧化碳浓度以及其他一些物质组分的浓度，调节上述各组分在煅烧气氛中的比例，在一定的温度和压力条件下，使物料中的活性铁与气氛中的某些组分如一氧化碳生成稳定的羰基络合物——五羰基铁。在五羰基铁中，铁的氧化态为零，所以不显色。这种特殊络合物很稳定，在200～800℃、氧化气氛条件下对用强化气氛动态煅烧法获得的高白度煅烧高岭土产品煅烧4～5 h，产品仍为白色，并不变红。所以，采用该技术生产出的煅烧高岭土产品，在常温下使用或即使在腐蚀性较强的涂料中使用仍能保持稳定而不显色。表1 采用不同煅烧技术生产的煤系煅烧高岭土产品质量对比注：除煅烧气氛外，其他条件均相同。（二）主要加工设备苏州中材非金属矿工业设计研究院和非矿工程中心研制开发了BP-D、BP-S系列磨剥机、高压压滤机、QGS强力粉碎干燥机、打散机、直接加热、间接加热回转煅烧窑等。BP型磨剥机采用单槽与双槽两种串联加工，不仅在容积上扩大，还对搅拌叶轮和筒体进行了改进，叶轮改为偏心轮，可以产生不等速紊流，增强剪切作用，提高磨剥效率，降低能耗10%左右。BP-80型磨剥机与BP-500型磨剥机主要性能指标参见表2。表2 BP 型磨剥机的主要性能指标高压压滤机进浆压力可达3～4MPa，滤饼水分低达28%～32%，大大提高了压滤工作效率，也减轻了干燥作业的负荷。QGS系列多功能强力粉碎干燥机这是一种高效节能干燥设备，集干燥和粉碎于一体，热效率可达65%，比其他干燥设备的热效率提高10%左右。打散机煤系高岭土经高温煅烧后会产生烧结团聚现象，解聚的作用是将煅烧过程中形成的部分大颗粒打散，使煅烧产品恢复超细粉状。在对国外软质高岭土煅烧产品加工用打散机进行了消化吸收的基础上，针对我国煤系高岭土煅烧产品的特点，对打散机的转子、传动装置等进行了改进，开发出煤系高岭土煅烧产品解聚设备。目前，该设备除了应用于煤系高岭土加工，还应用于软质高岭土、碳酸钙、农药化肥等产品的打散和解聚。回转窑为实施煤系高岭土动态煅烧及强化煅烧气氛的调节，苏非院暨非矿工程中心通过引进英国煅烧垃圾用回转窑炉，并对其进行改进（如传动装置，煅烧喷嘴等），使其成为煤系高岭土煅烧用最佳专用设备。该设备具有以下特点：①动态煅烧，可保证产品质量；②可以控制煅烧气氛，满足工艺要求；③连续生产，处理量大；④热效率高、能耗低；⑤操作简单，易于控制等。四、生产现状我国工业规模的以煤系高岭岩为原料的煅烧高岭土的生产起步于20 世纪90年代，而白度大于90%、-2μm含量大于90%的双90产品的规模化生产在1998年前后才开始，2001年我国煅烧高岭土产量达到13×104t。经过十几年的努力，我国煅烧高岭土工业已经初具规模。目前，中国生产煅烧高岭土的厂家约45家，总生产能力达30×104t。设计能力在1×104t以上的企业有15家，在建和扩建万吨级以上的企业有十多家，主要分布在河北山西、内蒙古、湖北、陕西、河南、山东、安徽等省区。五、消费市场（一）消费市场煅烧高岭土目前的主要消费市场是涂料、造纸、橡胶、塑料和陶瓷等，其中油漆涂料和造纸涂料是我国优质煅烧高岭土最主要的应用领域，分别占国内超细高白度优质高岭土消费量的60%和30%左右。2006年国内煅烧高岭土在油漆、造纸、橡胶、塑料中的消费量共达25×104t，其中油漆、涂料消费量是10×104t，涂布纸等消费量是6×104t，橡胶、电瓷、塑料4×104t。（二）消费价格国内市场价格，高岭土原矿每吨销售价60～120元；产品中，电陶产品300～900元/t；造纸产品450～2000元/t，涂料800～2600元/t，一般煅烧土1000～2500元/t，1250目煅烧土2000～3000元/t，双90煅烧土3000～5000元/t。（三）目标市场煅烧高岭土因其独特的物理性能在造纸、橡胶、电缆、塑料、医药中的应用效果非常好，现在这部分市场主要由进口煅烧高岭土占据，国产煅烧土也有部分在电缆行业得到了应用。煅烧高岭土的主要应用方向为造纸、电缆、油漆、涂料、橡胶、塑料、医药等方面。表3 2010年中国优质煅烧高岭土需求预测（104t）随着科技的发展，煤系高岭土正被开发出越来越多的作用。当今世界年产约40×104t催化裂化催化剂，几乎全是加入以高岭土为主要组分的“半合成”催化剂。用废碱和劣质高岭土合成4Å分子筛，既节省了原料成本，又减少了污染，在环保和经济效益方面都有十分重要的意义。有机改性的高岭土，其比表面积增大，对污染物的吸附、迁移和降解有良好效果。目前国内有机改性土的开发利用还处于起步阶段，有机改性高岭土作为选择性吸附剂具有相当大的工业应用前景。（四）国内主要应用领域对优质煅烧高岭土的需求预测随着我国经济和工业的迅速发展，对优质煅烧高岭土的市场需求也将迅速增长。预计到2010年，我国煅烧高岭土产品需求量将达到92×104t。六、展望我国非金属矿“十一五”发展规划指出：以先进的技术装备和生产工艺，提高资源利用率，通过矿物材料的深加工，使资源的价值得到更大发挥，要重点做好煅烧高岭土等产品的开发。我国能源节约与资源综合利用“十一五”规划指出，实施可持续发展战略，要求节约资源，保护环境，建立共伴生矿资源综合利用示范工程；围绕攻克高岭土超细、增白、改性复合等技术难点，组织一批综合利用深加工项目，对煤系共伴生资源进行深加工和利用。国家经贸委《煤矸石综合利用技术政策要点》指出煤矸石综合利用技术以巩固、推广为主，完善、开发并举。巩固已有的技术成果，推广技术成熟、经济合理、有市场前景的技术，逐步完善比较成熟的技术，研究开发新技术，积极引进国外先进技术和装备，在消化吸收的基础上努力创新，不断提高煤矸石综合利用的技术装备水平，促进煤矸石的扩大利用。国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知中再次强调推进废物综合利用，要以煤矿瓦斯利用为重点，推进共伴生矿产资源的综合开发利用。以粉煤灰、煤矸石、尾矿和冶金、化工废渣及有机废水综合利用为重点，推进工业废物综合利用，把煤矸石的扩大利用作为资源综合利用的重点工作，并将煤矸石综合利用作为一项长期的技术政策加以鼓励。我国独特的煤系高岭土资源将会有更好的发展前景。（一）市场展望造纸行业造纸工业是煅烧高岭土的重要用户，发达国家人均年用纸90 kg左右，1993年我国人均用纸9 kg左右，1996年已达26 kg/人。近年来我国造纸工业正以每年15%的速度递增。煅烧高岭土油墨吸收性好，遮盖率高，可部分代替昂贵的钛白粉，尤其适合高速刮刀涂布机使用。随着我国造纸业的发展，产量的扩大以及高速刮刀涂布机的引进，煅烧高岭土的用量将逐步扩大。中高档涂料随着国民经济水平的提高，油漆涂料的需求量在不断增大。世界著名的立邦、ICI涂料公司对煅烧高岭土的需求正在逐步扩大。由于大公司的样板和市场竞争的作用，国内的各涂料厂家已越来越多地使用煅烧高岭土了。煅烧高岭土用于涂料行业可减少TiO2的用量，使涂膜具有更好的特性，可改善涂料的加工、储存和应用性能。煅烧高岭土在涂料中的用量为10%～30%，使用的煅烧高岭土以-2μm含量为70%～90%为主，目前该行业的年用量5×104t·a-1。据权威人士估计，近几年乳胶漆年产量将达（80～100）×104t，这是煅烧高岭土的一个潜在的更大的市场。塑料、橡胶工业在工程塑料、通用塑料中，煅烧高岭土的充填量为20%～40%，用作填料和补强剂。煅烧高岭土用于聚氯乙烯电缆，能改善塑料的电性能。多功能塑料棚膜也是一个很大的市场。我国的橡胶行业用高岭土量较大，在橡胶中充填的高岭土比例从15%至20%不等，煅烧后的高岭土（包括表面改性）可替代炭黑、白炭黑，生产浅色橡胶制品、轮胎等，具有很好的市场前景，有（5～10）×104t的市场潜力。总的来说，未来的煅烧高岭土市场，虽然有碳酸钙、滑石等矿物的竞争，有可能失去一些低档产品市场，但高档煅烧土因其独特的物理性能在国际和国内市场上仍具有相当大的竞争力。（二）技术展望伴随煤系煅烧高岭土产品应用领域的迅速拓展，产业规模不断扩大，加工工艺的短流程优化，改性改型复合技术与药剂的完善，生产设备的大型化、系列化，节能降耗，生产线自控与在线检测与产品标准化的开展，这些将促进煤系煅烧高岭土产业健康发展，为我国共伴生非金属矿资源的高效开发利用走出一条创新之路。The Current Situation and Development of Coal-series Kaolin's Processing and utilization in ChinaTang Jingyan，Zhang Tao（Suzhou Zhongcai Design And Research Institute for Non-metallic Minerals Industry，National Research Centre for Further Processing of Non-metallic Minerals，Suzhou Jiangsu 215004，China）Abstract：China is famous for unique and abundant coal-paragenetic kaolin（coal-series kaolin）The estimated reserves of it amount to 11 billion ton and demonstrated reserves—7 billion The coal-series kaolin deposits distribute over the main coalfields in Northeast and Northwest CThe development and utilization of coal-series kaolin can not only solve the problem of deficiency of high quality kaolin resources in China，but also make China the largest country in terms of kaolin Furthermore，the coal-series kaolin，which was cast away in the past as the coal gangue，is now developed and utilized as an optimized resource The scaled processing and utilization of China’s coal-series kaolin have a significant social and economical After 15 years of arduous efforts，a set of key engineering and technological problems，such as process flowsheet，comprehensive decontamination and purification，high-concentration wet process ultra-fine grinding，intensive grinding and drying，dynamic calcining under intensified atmosphere ，have been A series of key equipment，such as wet process ultrafine grinding mills series，high-pressure filter，intensified dryer，high temperature rotary calcining kiln with direct or indirect firing and so on，was developed and manufactured，filling in a gap in coal-series kaolin processing Now the coal-series kaolin production scale has reached 300 thousand ton a year and is still developing The coal-series kaolin products are widely used in paper making，plastic，rubber and coating It is forecast，that the domestic demand for coal-series kaolin products will reach 920 thousand ton by And there will be an even greater demand all over the With the increase of market demand and higher technical requirement，the coal-series kaolin industry will be developed with each passing Key words：coal-series kaolin，calcined kaolin，current situation of processing and 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我心中美好的家园我们每个人的心中应该都会有一个自己心中的家园，有些人心中的家园或许是那种豪华别墅，还要高级轿车；有些人心中的家园或许是梦幻般的家园：树是烤鸡树 ，河是飘着浓浓牛奶香味的小河，小河里面的鱼虾都是熟的，房子是巧克力房子……这种家园谁会不要呢？但这毕竟是想象，不可能实现的。我心中的家园不要豪华别墅，不要高级轿车，不要梦幻般的环境，只要那种悠闲的乡村生活。乡村生活那些有钱人是不稀罕的，我心中的乡村的生活并不是普普通通的。我要一年四季花开不断、瓜果不断、蔬菜不断的乡村生活。但这些东西并不是天上掉下来送我，而是要我自己去种，体验那些农民伯伯辛勤的劳动和收获的快乐。春天，我的花园里长满了无数朵鲜花，这些鲜花有无数种颜色。花园旁边的小树林上站满了成千盈百只小鸟，它们在树上尽情的欢唱。夏天，我小屋前面的小河中，开满了成百上千朵荷花，这些荷花有白色的，粉红的，淡粉红的，都在河水中亭亭玉立。荷叶碧绿碧绿的，又大又圆，在荷叶的映衬中荷花格外好开。正如杨万里的“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”。秋天，花园里各种颜色的菊花怒放着，全部都张开了笑脸。水果都成熟了。在苹果树上摘下来一个苹果就可以大口地吃起来吃。田里的庄稼都成熟了，农民伯伯都笑开了花。我每天都沉浸在欢乐中。冬天，大雪纷飞，把大地、屋子都盖上了一条厚厚的被子。我和小伙伴们堆着雪人，打着雪仗，等待迎新年。花园中，所有的花都谢了。在最需要花的时候，梅花傲雪开放，它顶着冬天的寒冷，为人们奉献自己的青春。它这种不屈不挠的精神值得我们学习。这就是我心中美好的家园！

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中山市位于珠江三角洲中南部，西、北江下游，北接番禺市和顺德市，西邻江门市区、新会市和斗门县，东南接珠海市，并隔珠江口伶仃洋与深圳市和香港相望。全市面积14平方公里，1998年末户籍人口08万人。中山市是一个以伟大的革命先行者孙中山先生命名的南方名城，又是广东省著名侨乡，有祖籍本市的海外华侨和旅居港、澳、台同胞60多万人，分布于世界五大洲的64个国家和地区。 中山市地处北纬22°11’～22°46，东经113°09’～113°46’。地貌由大陆架隆起的山地、丘陵台地和珠江口的冲积平原、海滩组成。属南亚热带季风气候，光热充足，雨量充沛，年平均气温8℃，年平均降水量为3毫米。 中山市水系可以划分为平原河网和低山丘陵河网两个部分。珠江八大出海水道中有磨刀门、横门、洪奇沥等三条经市境出海，径流量分别为923、365和209亿立方米。主要水道有鸡鸦水道、小榄水道、横门水道、黄沙沥、黄圃水道、石岐河、北台溪和大环河。小榄水道的马大丰水厂、西江的全禄水厂和长江水库辟为一级水源保护区。 中山市主要土壤类型为赤红壤、水稻土、基水地、滨海盐渍沼泽土和滨海沙土。自然植被以人工林和天然常绿季雨林为主，另有季风性常绿阔叶林和红树林零星分布，森林覆盖率为95%。现已开辟翠亨—五桂山风景名胜区，市郊古香林为近郊森林公园，在市北部、西部、南部建立了农业生态环境保护区。市区建有100公顷的生态公园，绿化覆盖率达96%，人均公共绿地面积达39平方米。其中，紫马岭公园占地53公顷，是广东省最大的具有城市功能和生态功能的公园之一。 城市旅游 中山旅游事业的发展，经历着从无到有，从少到多，从个体到群体，从星点到网络的发展过程。近十年来，旅游业以16%年均速度增长。中山市凭借其得天独厚的地理环境和人文环境吸引了大批国内外客人，成为一座新兴旅游城，被誉为“名人胜地，绿树青山，南方小城，富庶侨乡”。 孙中山纪念设施，是中山市久负盛名的旅游景点群。它包括孙中山故居、孙中山故居陈列馆、孙中山纪念堂和中山纪念中学。中山市还拥有众多历史悠久的名胜古迹：如饱经沧桑的阜峰文塔，曲径通幽的西山禅寺，清雅脱俗的西山第一峰，古木参天的六棉古道，林荫茂密的古香林，野趣天成的桥头小琅环以及令人抚今追昔的“乐善好施”坊、龙瑞古塔和“探花及第”坊、“宋帝遗迹”文物等。在自然风光方面，有风景怡人的五桂山，清凉透彻的莺歌潭，自然优美的海上庄园，而充满水乡风情的小桥流水人家，更是别具特色。中山市近年城市建设中也形成了一系列极具特色的旅游景点：紫马岭公园、孙文纪念公园豁然开朗，孙西文化步行街、东盛花园、东明花园雅致漂亮。随着中山工业的发展，璀璨的古镇灯饰、古色古香的大涌红木家私等，也成为吸引游客的新景点。另外，环城三月红荔枝、九洲基龙眼、茂生香蕉、神湾菠萝、石岐乳鸽、长江脆肉鲩和咀香园杏仁饼等，都是吸引游客的的名优土特产。 城市经济 中山市是我国最早开放的沿海城市之一。1998年全市国内生产总值03亿元，比上年增长2%。工农业总产值75亿元，比上年增长8%。外贸出口总值3亿美元，比上年增长13%。全年实现工业总产值55亿元，增长%。实际利用外资1亿美元，地方财政可支配财力收入72亿元，财政支出13亿元，分别比上年增长8%和4%。城乡居民储蓄存款余额1亿元，农村人均收入4371元，职工年平均工资11657元。全市现有厂企7500多家，以高技术产业为龙头，以新能源、新材料、电子信息、机电一体化、高技术轻纺、生物工程等六大高技术产业为主的产业群建设已初具规模，并形成了家用电器、精细化工、纺织化纤、玻璃建材、冶金机械、电子、包装、印刷、医药、食品饮料等一批支柱行业，是广东省轻工产品生产的重要基地。农业生产稳定上升，生产布局更趋合理，初步形成了一个“米袋子”和“菜蓝子”并重、城郊型与外向型结合、示范基地与龙头企业并重的“三高”农业格局，建立了优质水稻、水产、畜牧、蔬菜水果、速生丰产林、花卉及农副产品深加工等七大生产基地。中山市第三产业日趋兴旺，交通、邮电、供水、供电迅猛发展。 城市发展与建设 改革开放以来，中山市已从一个“小城镇大农村”的农业县，发展成为一座以工业为主体、中等规模、城乡一体、布局合理、设施配套、功能齐全的现代化城市。中心城区建成区面积由6平方公里扩大到1998年的59平方公里。中山市在城市建设中始终坚持“高起点规划、高标准建设、高效能管理”的方针。1993年编制完成并实施了全市城乡建设1992～2000年总体规划，在总体规划的指导下，又分别详细进行各住宅小区规划、中山火炬开发区规划、村镇规划以及孙文西路文化旅游步行街等规划。建成了狗仔坑、老虎坑垃圾填埋场和日处理污水10万吨的污水处理厂。至1997年，新增建筑面积达1500多万平方米，通过实施“安居工程”，先后建起了多个大型住宅小区，人均住房面积达2平方米。市区共有32个街道花园，9个公园，初步形成了公园—绿化带—专用绿地等相结合的绿化体系。供电方面，1997年全市总供电量达33亿千瓦时。交通事业实现了大规模、高速度、高等级、高质量发展，至1997年全市公路总里程达974公里，全市公路密度58公里/百平方公里。全市程控电话装机容量达5万门，电话用户29万户。市和镇区二级分别新建了一批自来水厂。市自来水公司至1997年底供水能力66万吨，日供水量已达38万吨。中山市1992年被评为全国地级十佳卫生城市，1994年被建设部授予“全国园林绿化先进城市”，1995年，被授予“国家卫生城市”称号，1996年被评为“国家园林城市”，1997年又获得联合国人居中心颁发的亚洲唯一一个“人居荣誉奖”。1998年，经全市人民的共同努力终于迎来另一项丰硕成果——中山市荣获“国家环境保护模范城市”荣誉。当今社会主题：和协，共同发展。 而我看见的绝不是这样的： 能源、利用不合理，能源浪费严重。 能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一，据资料显示，主要表现如下：A：在我国一次能源消费结构中，煤炭占75%，而用于发电的煤量仅占总煤量的35%，其它煤炭则用于工业及民用燃烧，有84%的煤炭直接燃烧，这种煤炭消费构成是很不合理的。B：我国煤炭生产过分注重产量的增加，对控制高硫煤的问题重视不够，主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。同时，由于洗煤厂建设资金的限制、洗煤价格的不合理以及受铁路运力和流向的制约，洗，煤的能力的增长落后于原煤生产量增长，原有洗选厂生产能力不能充分发挥出来。目前，我国煤炭入洗率为22%，发达国家一般多在60%~80%。动力煤洗选厂的洗选设备利用率仅为69%。C：各类燃烧设备技术及制造水平较低，能源利用率不高，使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。全国工业锅炉50万台，平均热效率仅有60%左右；工业窑炉平均热效率约为40%；城镇居民生活燃煤热效率平均仅为22%左右。D：乡镇工业发展迅速，大多数企业采用的生产技术、工艺比较落后，生产设备简陋，资源能源利用率极低，所造成的大气污染是惊人的。 为什么会出现以上情况？答案很简单，因为我们浪费太严重了。 所以，在此看来，我有三点措施可供参考： 1，要讲明节约资源，减排的必要性。 2，指出问题所在，可以讲讲对企业来说减污与利益的关系，现在的法规政策上的不足，指出某些企业宁愿环保被罚较少的钱，也不愿花更多的钱去够买先进设备和高额的维护费用。通过这些说明一个是技术水平现状较差，还有法律政策不到位等。 3，指出环保发展的道路，介绍些好的经验，比如造纸厂的污泥用蚯蚓解决。 如果，咱们都能为资源的可持续发展作出一小点贡献，那么世界不就会更美好么？ 因此走可持续发展，有待继续。

唐靖炎 张韬（苏州中材非金属矿工业设计研究院，国家非金属矿深加工工程技术研究中心，江苏苏州 215004）摘要 中国以独特而丰富的与煤共伴生的高岭土资源（煤系高岭土） 著称于世。 估计储量为110×108t，探明储量17×108t。分布在中国东北、西北等主要产煤区。煤系高岭土的开发利用，不仅可以解决中国优质高岭土资源的匮乏，使得中国成为世界第一大高岭土资源国，而且使以往作为煤矸石而排放的煤系高岭土资源获得了开发利用。因此，中国煤系高岭土的规模化加工利用具有重大的社会与经济意义。煤系高岭土的加工利用在中国经过近15年的技术攻关、装备开发，解决了“加工工艺流程”、“综合除杂提纯”、“高浓度湿法超细粉碎”、“强力粉碎干燥”、“强化气氛动态煅烧”等关键工艺技术难题，研制出“系列湿法超细磨机”、“高压压滤机”、“强力干燥机”、“直接或间接加热高温回转煅烧窑”等关键装备，填补了国际、国内煤系高岭土工艺技术与装备的空白，使得中国的煤系高岭土加工已达到30×104t/a的产业规模，并快速发展。煤系高岭土产品广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料等多个领域。据预测，2010年中国煤系高岭土产品的国内需求量将达92×104t，国际市场需求量更大。关键词 煤系高岭土；煅烧高岭土；加工利用现状；发展前景。第一作者简介：唐靖炎，教授级高工，国家注册咨询工程师，苏州中材非金属矿工业设计研究院院长，国家非金属矿深加工工程技术研究中心主任。一、引言煤系高岭土原料经过煅烧纯化等深加工工艺处理，产品以其散射力强、油墨吸附性能好、活性和白度高、电绝缘性能和热稳定性能好、孔隙率和遮盖率高、容重小等优点而在造纸、涂料、橡塑行业广泛应用。近年随着国民经济的快速发展，煅烧高岭土各类产品的需求量越来越大，我国煤系高岭土的开发利用技术和生产应用的规模也随之迅速发展起来。二、资源现状煤系高岭土是中国独具特色、有广阔利用前景的重要的非金属矿产资源。我国煤系高岭土在地质时代上从晚古生代到新生代各主要聚煤期的煤系中均有分布，而以晚古生代石炭-二叠系煤系中分布最广、厚度大、质量好、储量可观、开发应用价值大。目前，在我国东北、西北、西南地区的较大的煤矿区，企业已经在对本地区的煤系高岭土资源进行开发利用，如内蒙古呼和浩特、山西大同、吉林白山、安徽淮北、陕西浦白等地，部分地区已形成较大的开发规模和经济效益。中国的高岭土资源分为硬质高岭土、软质高岭土、砂质高岭土三种原料类型和热液蚀变型、风化残积型、风化淋积型、河湖海湾沉积型、含煤建造沉积型等成因类型。软质和砂质水洗高岭土资源储量6×108t，占世界储量的9%，居世界第9位。煤系高岭土估计储量在112×108t左右，其中探明储量为7×108t，包括煤炭开采和加工过程中的作为煤矸石排弃的煤系高岭土。据统计，目前煤炭开采加工排弃的煤矸石累计约30×108t，占地2×108t hm2，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物。煤矸石中约30%为高岭土含量在80%以上的煤系高岭土。因此，如果将煤系高岭土计算在内，中国各类高岭土资源探明储量约30×108t，位居世界第一位。三、加工技术与装备现状苏州中材非金属矿工业设计研究院（以下简称苏非院）暨国家非金属矿深加工工程技术研究中心（以下简称非矿工程中心），通过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关项目以及科技部专项研究开发项目的支持，研发了超细剥片分级技术、不同类型煤系高岭土煅烧技术与工艺流程、增白煅烧新工艺、综合除杂技术、强化气氛动态煅烧技术、高浓度超细粉碎技术、高浓度湿法超细粉碎设备、间接加热、直接加热动态煅烧纯化设备等，形成了国际领先的规模化煤系高岭土成套加工技术和设备；同时在国内进行了大量的工程转化与应用，取得了较好的效果与显著的经济和社会效益，已达到约20×104t的生产规模，开发出不同行业应用的系列煅烧高岭土产品。（一）主要工艺与技术工艺流程中国非金属矿业与传统工艺流程相比，新工艺流程具有以下一些特点：1）普通工艺流程对原料质量的要求较高，一般要求原料中w（Fe2O3）≤5%；w（TiO2）≤8%，限制了铁钛含量高［w（Fe2O3）≥5%；w（TiO2）≥8%］的煤系高岭土原料的利用。该新工艺流程对原料的适应性非常强，可处理目前国内已发现的大部分的煤系高岭土原矿，并可生产白度大于90%、-2μm含量大于90%的高档产品，大大提高了煤系高岭土的利用率（约70%）。2）该工艺流程为“先磨后烧”工艺，可以解决普通工艺流程存在的烧不透或过烧、产品白度低、超细磨矿效率低、能耗大等问题，可降低生产成本15%以上。3）该工艺采用了综合除杂提纯技术、高浓度湿法超细粉碎技术、强化气氛动态煅烧技术，确保了产品的质量指标。4）该工艺采用了一系列的煤系高岭土加工专用设备，如BP系列磨剥机、强力粉碎干燥机、高压压滤机、打散机等，从而保证了整个工艺流程的技术可靠性和稳定性。关键技术1）综合除杂提纯技术。分别采用磁选、重选、化学等方法除去煤系高岭土原矿中的含铁含钛杂质矿物，研究开发出煤系高岭土除杂提纯新加工技术。采用磁选法可以除掉部分含铁含钛杂质矿物；煤系高岭土的密度约6g/cm3，含铁含钛杂质矿物的密度为4～8g/cm3，利用两者间的密度差，在一定浓度和充分分散的条件下，实现重选分离，除去部分含铁含钛杂质矿物；化学除杂法则是采用氧化-还原漂白方法除去部分铁杂质。经过综合除杂提纯，可使产品的铁、钛含量分别降至5%和8%以下。2）高浓度湿法超细粉碎技术。通过高强度机械剪切和添加无机、有机混合分散剂，进行高浓度制浆、高浓度超细粉碎，浓度可达50%；比普通技术（制浆浓度约35%）提高15%，大大提高了磨剥设备的工作效率，降低了吨产品生产成本（约5%）。3）强力粉碎干燥技术。该技术突破传统干燥方式（单一的加热干燥方式），集粉碎与干燥两大功能为一体，在产品干燥过程中不断将干块料粉碎，一次作业即可获得水分含量低于5%的粉体，热效率可达65%，比其他干燥技术的热效率提高10%左右。4）强化气氛动态煅烧技术。煅烧是获取高白度、高质量煅烧煤系高岭土产品的关键作业之一，原料质量、煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛是影响煅烧产品白度的主要因素，其中尤以煅烧气氛控制最为重要。传统工艺技术一般采用氧化或还原气氛静态煅烧，对原料的铁钛含量要求严格［w（Fe2O3）≤5%，w（TiO2）≤8%］，难以加工处理铁钛含量较高的原料，且产品在堆放一段时间后会返黄。氧化气氛煅烧技术原理是：在煅烧过程中与煤系高岭土伴生的碳质和有机质经氧化反应生成CO和CO2逸出，煅烧产品白度一般可提高至80%以上，但同时铁钛物质在一般情况下也发生氧化反应生成FeO、Fe2O3、TiO2（分别呈黑色、砖红色和黄色），影响产品白度；还原气氛煅烧则是通过添加煅烧助剂（如氯化物），控制三价铁的含量来提高产品白度指标，但该类煅烧助剂对设备会产生腐蚀作用，影响煅烧设备的使用寿命。针对以上问题，该技术对煤系高岭土煅烧技术进行了系统研究，研究开发出先进的强化气氛动态煅烧技术，可确保煅烧产品白度大于90%，甚至高达94%。强化气氛动态煅烧技术即采用回转煅烧窑，通过添加一种或几种煅烧助剂（该助剂对煅烧设备无任何腐蚀作用），来控制煅烧气氛如氧浓度，一氧化碳浓度、二氧化碳浓度以及其他一些物质组分的浓度，调节上述各组分在煅烧气氛中的比例，在一定的温度和压力条件下，使物料中的活性铁与气氛中的某些组分如一氧化碳生成稳定的羰基络合物——五羰基铁。在五羰基铁中，铁的氧化态为零，所以不显色。这种特殊络合物很稳定，在200～800℃、氧化气氛条件下对用强化气氛动态煅烧法获得的高白度煅烧高岭土产品煅烧4～5 h，产品仍为白色，并不变红。所以，采用该技术生产出的煅烧高岭土产品，在常温下使用或即使在腐蚀性较强的涂料中使用仍能保持稳定而不显色。表1 采用不同煅烧技术生产的煤系煅烧高岭土产品质量对比注：除煅烧气氛外，其他条件均相同。（二）主要加工设备苏州中材非金属矿工业设计研究院和非矿工程中心研制开发了BP-D、BP-S系列磨剥机、高压压滤机、QGS强力粉碎干燥机、打散机、直接加热、间接加热回转煅烧窑等。BP型磨剥机采用单槽与双槽两种串联加工，不仅在容积上扩大，还对搅拌叶轮和筒体进行了改进，叶轮改为偏心轮，可以产生不等速紊流，增强剪切作用，提高磨剥效率，降低能耗10%左右。BP-80型磨剥机与BP-500型磨剥机主要性能指标参见表2。表2 BP 型磨剥机的主要性能指标高压压滤机进浆压力可达3～4MPa，滤饼水分低达28%～32%，大大提高了压滤工作效率，也减轻了干燥作业的负荷。QGS系列多功能强力粉碎干燥机这是一种高效节能干燥设备，集干燥和粉碎于一体，热效率可达65%，比其他干燥设备的热效率提高10%左右。打散机煤系高岭土经高温煅烧后会产生烧结团聚现象，解聚的作用是将煅烧过程中形成的部分大颗粒打散，使煅烧产品恢复超细粉状。在对国外软质高岭土煅烧产品加工用打散机进行了消化吸收的基础上，针对我国煤系高岭土煅烧产品的特点，对打散机的转子、传动装置等进行了改进，开发出煤系高岭土煅烧产品解聚设备。目前，该设备除了应用于煤系高岭土加工，还应用于软质高岭土、碳酸钙、农药化肥等产品的打散和解聚。回转窑为实施煤系高岭土动态煅烧及强化煅烧气氛的调节，苏非院暨非矿工程中心通过引进英国煅烧垃圾用回转窑炉，并对其进行改进（如传动装置，煅烧喷嘴等），使其成为煤系高岭土煅烧用最佳专用设备。该设备具有以下特点：①动态煅烧，可保证产品质量；②可以控制煅烧气氛，满足工艺要求；③连续生产，处理量大；④热效率高、能耗低；⑤操作简单，易于控制等。四、生产现状我国工业规模的以煤系高岭岩为原料的煅烧高岭土的生产起步于20 世纪90年代，而白度大于90%、-2μm含量大于90%的双90产品的规模化生产在1998年前后才开始，2001年我国煅烧高岭土产量达到13×104t。经过十几年的努力，我国煅烧高岭土工业已经初具规模。目前，中国生产煅烧高岭土的厂家约45家，总生产能力达30×104t。设计能力在1×104t以上的企业有15家，在建和扩建万吨级以上的企业有十多家，主要分布在河北山西、内蒙古、湖北、陕西、河南、山东、安徽等省区。五、消费市场（一）消费市场煅烧高岭土目前的主要消费市场是涂料、造纸、橡胶、塑料和陶瓷等，其中油漆涂料和造纸涂料是我国优质煅烧高岭土最主要的应用领域，分别占国内超细高白度优质高岭土消费量的60%和30%左右。2006年国内煅烧高岭土在油漆、造纸、橡胶、塑料中的消费量共达25×104t，其中油漆、涂料消费量是10×104t，涂布纸等消费量是6×104t，橡胶、电瓷、塑料4×104t。（二）消费价格国内市场价格，高岭土原矿每吨销售价60～120元；产品中，电陶产品300～900元/t；造纸产品450～2000元/t，涂料800～2600元/t，一般煅烧土1000～2500元/t，1250目煅烧土2000～3000元/t，双90煅烧土3000～5000元/t。（三）目标市场煅烧高岭土因其独特的物理性能在造纸、橡胶、电缆、塑料、医药中的应用效果非常好，现在这部分市场主要由进口煅烧高岭土占据，国产煅烧土也有部分在电缆行业得到了应用。煅烧高岭土的主要应用方向为造纸、电缆、油漆、涂料、橡胶、塑料、医药等方面。表3 2010年中国优质煅烧高岭土需求预测（104t）随着科技的发展，煤系高岭土正被开发出越来越多的作用。当今世界年产约40×104t催化裂化催化剂，几乎全是加入以高岭土为主要组分的“半合成”催化剂。用废碱和劣质高岭土合成4Å分子筛，既节省了原料成本，又减少了污染，在环保和经济效益方面都有十分重要的意义。有机改性的高岭土，其比表面积增大，对污染物的吸附、迁移和降解有良好效果。目前国内有机改性土的开发利用还处于起步阶段，有机改性高岭土作为选择性吸附剂具有相当大的工业应用前景。（四）国内主要应用领域对优质煅烧高岭土的需求预测随着我国经济和工业的迅速发展，对优质煅烧高岭土的市场需求也将迅速增长。预计到2010年，我国煅烧高岭土产品需求量将达到92×104t。六、展望我国非金属矿“十一五”发展规划指出：以先进的技术装备和生产工艺，提高资源利用率，通过矿物材料的深加工，使资源的价值得到更大发挥，要重点做好煅烧高岭土等产品的开发。我国能源节约与资源综合利用“十一五”规划指出，实施可持续发展战略，要求节约资源，保护环境，建立共伴生矿资源综合利用示范工程；围绕攻克高岭土超细、增白、改性复合等技术难点，组织一批综合利用深加工项目，对煤系共伴生资源进行深加工和利用。国家经贸委《煤矸石综合利用技术政策要点》指出煤矸石综合利用技术以巩固、推广为主，完善、开发并举。巩固已有的技术成果，推广技术成熟、经济合理、有市场前景的技术，逐步完善比较成熟的技术，研究开发新技术，积极引进国外先进技术和装备，在消化吸收的基础上努力创新，不断提高煤矸石综合利用的技术装备水平，促进煤矸石的扩大利用。国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知中再次强调推进废物综合利用，要以煤矿瓦斯利用为重点，推进共伴生矿产资源的综合开发利用。以粉煤灰、煤矸石、尾矿和冶金、化工废渣及有机废水综合利用为重点，推进工业废物综合利用，把煤矸石的扩大利用作为资源综合利用的重点工作，并将煤矸石综合利用作为一项长期的技术政策加以鼓励。我国独特的煤系高岭土资源将会有更好的发展前景。（一）市场展望造纸行业造纸工业是煅烧高岭土的重要用户，发达国家人均年用纸90 kg左右，1993年我国人均用纸9 kg左右，1996年已达26 kg/人。近年来我国造纸工业正以每年15%的速度递增。煅烧高岭土油墨吸收性好，遮盖率高，可部分代替昂贵的钛白粉，尤其适合高速刮刀涂布机使用。随着我国造纸业的发展，产量的扩大以及高速刮刀涂布机的引进，煅烧高岭土的用量将逐步扩大。中高档涂料随着国民经济水平的提高，油漆涂料的需求量在不断增大。世界著名的立邦、ICI涂料公司对煅烧高岭土的需求正在逐步扩大。由于大公司的样板和市场竞争的作用，国内的各涂料厂家已越来越多地使用煅烧高岭土了。煅烧高岭土用于涂料行业可减少TiO2的用量，使涂膜具有更好的特性，可改善涂料的加工、储存和应用性能。煅烧高岭土在涂料中的用量为10%～30%，使用的煅烧高岭土以-2μm含量为70%～90%为主，目前该行业的年用量5×104t·a-1。据权威人士估计，近几年乳胶漆年产量将达（80～100）×104t，这是煅烧高岭土的一个潜在的更大的市场。塑料、橡胶工业在工程塑料、通用塑料中，煅烧高岭土的充填量为20%～40%，用作填料和补强剂。煅烧高岭土用于聚氯乙烯电缆，能改善塑料的电性能。多功能塑料棚膜也是一个很大的市场。我国的橡胶行业用高岭土量较大，在橡胶中充填的高岭土比例从15%至20%不等，煅烧后的高岭土（包括表面改性）可替代炭黑、白炭黑，生产浅色橡胶制品、轮胎等，具有很好的市场前景，有（5～10）×104t的市场潜力。总的来说，未来的煅烧高岭土市场，虽然有碳酸钙、滑石等矿物的竞争，有可能失去一些低档产品市场，但高档煅烧土因其独特的物理性能在国际和国内市场上仍具有相当大的竞争力。（二）技术展望伴随煤系煅烧高岭土产品应用领域的迅速拓展，产业规模不断扩大，加工工艺的短流程优化，改性改型复合技术与药剂的完善，生产设备的大型化、系列化，节能降耗，生产线自控与在线检测与产品标准化的开展，这些将促进煤系煅烧高岭土产业健康发展，为我国共伴生非金属矿资源的高效开发利用走出一条创新之路。The Current Situation and Development of Coal-series Kaolin's Processing and utilization in ChinaTang Jingyan，Zhang Tao（Suzhou Zhongcai Design And Research Institute for Non-metallic Minerals Industry，National Research Centre for Further Processing of Non-metallic Minerals，Suzhou Jiangsu 215004，China）Abstract：China is famous for unique and abundant coal-paragenetic kaolin（coal-series kaolin）The estimated reserves of it amount to 11 billion ton and demonstrated reserves—7 billion The coal-series kaolin deposits distribute over the main coalfields in Northeast and Northwest CThe development and utilization of coal-series kaolin can not only solve the problem of deficiency of high quality kaolin resources in China，but also make China the largest country in terms of kaolin Furthermore，the coal-series kaolin，which was cast away in the past as the coal gangue，is now developed and utilized as an optimized resource The scaled processing and utilization of China’s coal-series kaolin have a significant social and economical After 15 years of arduous efforts，a set of key engineering and technological problems，such as process flowsheet，comprehensive decontamination and purification，high-concentration wet process ultra-fine grinding，intensive grinding and drying，dynamic calcining under intensified atmosphere ，have been A series of key equipment，such as wet process ultrafine grinding mills series，high-pressure filter，intensified dryer，high temperature rotary calcining kiln with direct or indirect firing and so on，was developed and manufactured，filling in a gap in coal-series kaolin processing Now the coal-series kaolin production scale has reached 300 thousand ton a year and is still developing The coal-series kaolin products are widely used in paper making，plastic，rubber and coating It is forecast，that the domestic demand for coal-series kaolin products will reach 920 thousand ton by And there will be an even greater demand all over the With the increase of market demand and higher technical requirement，the coal-series kaolin industry will be developed with each passing Key words：coal-series kaolin，calcined kaolin，current situation of processing and utilization，development

煤炭深加工与利用论文范文初中生

煤炭是赋存于地下的非再生性化石能源资源，素有“工业粮食”之称。我国是能源生产和消费大国，生产和消费总量逐年增加(见表1)。我国能源资源一直富煤、缺油、少气，我国的经济发展水平和表1　我国能源生产、消费总量及构成表年份能源生产总量/万t占能源生产总量的比重/%原煤原油其它能源消费总量/万t占能源消费总量的比重/%原煤原油其它1980 63 735 4 8 8 60 275 2 7 11985 85 546 8 9 3 76 682 8 1 11990 103 922 2 0 8 98 703 2 6 21995 129 034 3 6 1 131 176 6 5 92000 128 978 0 8 0 138 553 8 2 12001 137 445 8 0 1 143 199 7 9 52002 143 810 3 6 1 151 797 3 4 32003 163 842 1 8 1 174 990 4 2 42004 187 341 0 4 6 203 227 0 3 72005 206 068 4 6 0 224 682 9 0 12006 221 000 9 9 2 245 669 1 6 3　　注:电力折算标准的系数根据当年平均发电煤耗计算，其它项为天然气和水电;能源生产总量和能源消费总量的单位是万吨标准煤;本表所列数来自中国统计年鉴[1][2][3]。经济实力决定了我国以煤为主的能源生产消费结构。长期以来，煤炭在我国一次性能源生产和消费中均占70%左右(见表1)。2004年6月30日，国务院常务会议讨论并原则通过了《能源中长期发展规划纲要(2004~2020年)》(草案)，确定了“以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的新战略”。2007年1月国家煤炭工业发展“十一五”规划中提出:尽管煤炭在多元化的能源结构中比重逐年下降，但在相当长的时期内煤炭在一次能源生产和消费中的主体地位不会改变。从我国能源资源和能源安全战略考虑，在可以预见的几十年内，我国能源仍将主要依靠煤炭。2　煤炭企业是国民经济发展的重要支撑我国煤炭行业是集采矿业、能源业、基础原材料业特征于一体的行业，是国民经济发展的重要支撑。我国是世界第一产煤大国，煤炭产量占世界的40%左右。煤炭是我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的70%左右，在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构。随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位仍然十分重要[4]。煤炭行业为发电行业、运输行业提供强大的能源保障。长期以来，煤炭运输占整个铁路运输的40%以收稿日期:2007-04-28;修订日期:2007-05-10作者简介:马健(1975-)，女，黑龙江呼兰人，中国矿业大学博士研究生，研究方向:矿业经济。上;煤炭发电机组的增加和火电小时数的增加，直接对煤炭的供应提出了更高的要求，2005年全国发电机组消耗煤炭已经达到54亿t，占煤炭生产总量的67%[1]。从成本的角度上看，国家在煤炭行业投入比量从煤炭在价格上相对石油和天然气有很强的优势，同等的发热量，用煤的成本只相当于用石油的30%。相对煤炭丰富的储量，我国石油储量严重不足，必须利用国际石油资源弥补国内石油供应的短缺[5]。从我国的能源供应和安全考虑，既要积极开发利用国外的能源资源，又要注重开发利用国内的能源资源。国内石油和天然气资源有限，水能和核能的发展还存在许多制约因素，新能源的开发尚需时日，煤炭具有不可替代的作用。专家预测，到2010年，使用石油、天然气、的成本将会是煤炭的8倍甚至更高[6]。依靠大量使用石油、天然气来解决中国能源问题的设想，是不实际的，风险很大。煤炭相当于石油和天然气，既具有储量优势，又具有成本优势，且分布也最广泛，因此煤炭是我国战略上最安全和最可靠的能源。目前，全球煤炭消耗占世界一次能源消耗的25%[7]。随着其它一次能源的枯竭，煤在一次性能源消费结构中的比重将进一步提高。3　煤炭作为主要能源不可能被替代我国能源种类有诸多种，真正起主导作用的仍然是以煤炭、石油和天然气为主。它们都是重要的一次能源，都具有不可再生性。但相比之下，煤炭资源十分丰富、位居世界前列，石油次之，而天然气则相对匮乏，据国家权威机构报道，我国的石油资源仅能维持10 a左右。因此，尽管随着人们环保意识的增强，节能技术的提高和新能源的出现，煤炭在能源结构中的比重虽然有所下降[8]，但在我国仍将高达70%以上，到2050年也不会低于50%。另外，同石油、天然气相比，煤炭除具有储量优势之外，还具有石油、天然气不可比拟的独到优越性。一是随着煤炭开采技术的进步，煤炭开采成本将越来越低，具有十分明显的价格优势。以兰州市场为例，块煤价格约为250元/t，汽油价格为3 400元/t，天然气工业用20元/m3，按热值同比计算，天然气价格为煤价的3倍左右;汽油价格为原煤价格的5倍左右，如果按价格计算，每2 kg煤可产1立方气，2 kg煤折价5元，工业用天然气是煤价的4倍，民用气价是煤价的9倍，商业用气是煤的6倍。相比之下，可十分清晰地看出煤炭是最廉价的能源，是最有市场竞争力的能源。二是煤炭易于储存和运输，附加成本低，使用面广。三是随着节能技术的进步、节能政策和措施的增强，煤炭的利用率将大幅度提高。四是随着洁净煤技术和煤化工技术的发展，煤炭将由燃料向原料转变，煤炭不仅可以和石油、天然气一样清洁使用，而且还可以成为廉价的化工原料。五是我国石油进口量逐年递增，而有限的外汇储备不可能用于大规模进口原油，只能依靠煤炭转化和深加工来实现“以煤代油”。因此，从全国情况来看，煤炭依然是不可替代的重要能源，煤炭工业亦不是“夕阳工业”，相反，煤炭工业具有广阔的发展前景。4　煤炭资源是可持续发展的重要一环可持续发展战略旨在促进人与人之间以及人与自然(资源和环境)之间的和谐，即发展是在资源的永续利用和良好的生态环境中进行的。煤炭行业的持续发展是涉及到国计民生的大事。据估计，人类现在每年燃烧的矿物燃料相当于自然界花100万a左右才生产出来的，另据预测地球煤储量按目前的消费速度还可以维持200多a，石油和天然气储量仅能使用约33 a和60 a。这就要求煤炭资源的衰竭速度必须低于其再生速度，发展的速度和规模也不能超越生态环境的承载限度[9]。在人口、资源、环境的可持续发展链条上，人口是核心，环境是条件，资源是基础，即只有人口增长适量、资源开发适度、生态环境适宜的状态下，才能实现我国经济社会的可持续发展。无论在原始的狩猎社会，还是在农业社会、工业社会、以及知识经济社会，资源都是人类不可须臾或缺的物质基础，没有资源的支撑，任何国家和地区的经济和社会都不可能有相应的发展。资源还是构成环境和生态系统的物质基础，没有自然资源构不成自然环境，没有生物资源构不成生态系统，所以，资源(煤炭资源)理所当然是可持续发展的基础。爱护煤炭资源就是爱护人类自己，珍惜煤炭资源就是珍惜人类的发展前途。参考文献:[1]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[2]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[3]　中国统计局中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社，[4]　张绍强，张运章我国煤炭资源、生产与环境概况[J]环境保护， 2006，(13): 55-[5]　傅志华，包全永，韩凤芹我国能源发展战略及其与财税政策的关系[J]经济研究参考，2006，(14): 4-[6]　舒鹏煤炭行业可持续发展的探讨[J]宏观经济管理， 2004，(3): 25-[7]　黄淑和2005年煤炭行业分析报告[R]北京:中国经济出版社，[8]　王海山关于甘肃煤炭工业发展战略的思考[J]人大研究，2002，(2):43-[9]　王宇波我国在构建和谐社会条件下的能源危机与应对策略[J]中国建设动态(阳光能源)，2006，(5): 58-　·2·　　　　　　　　　　　　　　　煤　炭　技　术　　　　　　　　　　　　　　　　第26卷

一、煤炭工业发展现状　　煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。在20世纪50年代和60年代，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占90％和80％以上，2004年煤炭所占的比例分别为6%和7%。　　（一）改革开放以来煤炭工业取得显著成绩　　1．煤炭产量持续增长　　全国原煤产量由改革开放初期的6亿吨左右提高到2004年产量56亿吨，增长2倍多，处于历史最高水平，为我国国民经济发展提供了能源保障。　　2．生产水平大幅度提高　　大中型煤矿机械化水平、单产、单进、原煤工效，都逐年增高。建成了一批国际领先、高产高效矿井，初步建全了技术、设计、制造、培训比较完整的技术保障体系。　　3．产业结构调整取得重大进展　　政企分开迈出重大步伐，大多数国有大中型煤炭企业开始建立现代企业制度。一些企业开始了跨地区、跨行业的产业联合，煤、电、化、路、港、航产业链开始形成，一批劣势企业退出市场。　　4．行业整体效益不断增加　　在经历三年严重的经济困难后，2001年煤炭行业开始走出低谷，呈现恢复性增长。2002年后步入快速增长周期，经济运行质量不断提高。2004年全国规模以上煤炭企业补贴后实现利润达418亿元。　　（二）行业主要特点　　1．煤炭是资源性行业　　煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储量。我国大多数煤矿远离城市和经济发达地区、社会负担重，经济基础差。地区条件不一，煤炭企业发展不平衡性在行业中十分突出。　　2．煤炭是高危行业　　因煤矿生产条件所限，从历史上看，在各国工业部门中，煤矿的事故死亡率是最高的。我国煤矿95%生产能力是井工开采。高瓦斯和双突矿井占全国煤矿矿井总量的1/3，90％矿井有煤尘爆炸危险性。随着开采深度增加，影响安全生产因素愈来愈多，条件愈来愈复杂。　　3．煤炭是投资高风险行业　　煤矿开采环节复杂，矿井建设投资大，周期长，见效慢，煤炭市场不确定因素多。因此，从建井到生产，经营风险大，多数煤炭企业产业结构上的问题影响了企业市场适应能力和抗灾能力。　　4．煤炭是为国民经济发展做贡献的行业　　煤炭属于初级产品，煤矿的效益向后续加工工业传递和辐射。单一的产品结构，企业经济效益难以提高，我国煤炭开采的价值和效益体现在后续产业和对国民经济发展的支撑作用。　　二、煤炭工业面临的主要挑战　　（一）资源保障问题　　我国煤炭品种齐全、资源比较丰富，但资源勘探程度低，经济可采储量和人均占有量较少，资源破坏和浪费严重，生态环境和水资源严重制约煤炭资源的开发。　　我国煤炭资源区域分布不均衡。秦岭、大别山以北，煤炭储量占全国总储量的7%，其中晋、陕、蒙三省（区）占全国的65%。　　资源保证程度低。截止2000年末，我国尚未利用的精查储量约为600亿吨，目前可供大中型矿井利用的精查储量仅300亿吨左右。据估算，到2020年，煤炭精查储量需增加约1250亿吨。　　当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着"采厚弃薄"、"吃肥丢瘦"等浪费资源现象，全国煤矿平均资源回收率为30%～35%左右，资源富集地区的小型矿井资源回收率只有10%～15%。我国适合建设大型煤炭基地的整装煤田，随意被分割肢解现象严重。　　（二）煤矿生产能力与技术结构问题　　1．煤矿生产技术水平低　　全国采煤机械化程度仅为42％，除部分国有大矿之外，大多数煤矿生产技术水平低，装备差，效率低。特别是乡镇煤矿，基本上是非机械化开采。　　2004年乡镇煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39％，在资源消耗和人员伤亡上，已付出了很大的代价。　　2．部分煤矿超能力生产　　据调查分析，2003年国有煤矿的2亿吨产量中，属于超能力和无能力矿井生产的煤炭约为42亿吨，占国有煤矿产量的13%。煤矿超强度超能力生产满足了国民经济发展对煤炭的需求，但其造成的负面影响，一是缩短煤矿开采年限，二是威胁煤矿安全生产。　　3．大中型煤矿煤炭供给能力不足　　据预测，我国现有生产煤矿和在建煤矿的合计生产能力到2010年和2020年分别为7亿吨和7亿吨。要实现煤炭产需平衡，需要再建设一批新井和扩大现有煤矿的生产能力，预计到2010年和2020年分别需要再增加生产能力5亿吨和1亿吨。　　（三）行业结构与企业发展问题　　1．煤炭产业集中度低　　2004年我国前8家煤炭企业市场集中度为68%，远低于世界其它主要产煤国家。　　2．煤炭企业负担过重　　煤矿企业税负比1994年税制改革前提高了6个百分点；2003年，煤炭行业支出铁路建设基金约100多亿元；国有重点煤矿企业办社会问题突出，地方政府接收困难，原国有重点煤矿办社会年净支出60亿元。　　2004年末，原国有重点煤矿在职人员257万人，由于所在地区社会承受能力弱，难以减人提效。　　部分煤矿资源枯竭，生产能力下降，生产成本上升，富余人员、工伤抚恤人员多，转产困难。　　3．煤矿企业效益差、职工收入低　　2004年原中央财政煤炭企业补贴前亏损面仍高达48%，补贴后仍有6%的企业亏损。2004年原国有重点煤矿在岗职工平均收入16812元，低于全国平均水平。　　（四）煤矿安全与矿区环境治理问题　　1．煤炭安全形势严峻　　2004年煤矿共死亡6027人，百万吨死亡率为08，显著高于世界其它主要国家。如美国为03，波兰09；　　大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、特大事故频繁发生。2004年共发生死亡10人以上特大和特别重大事故42起，死亡1008人。　　2．矿区环境治理问题　　矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的8～10%，现已累计堆存煤矸石30多亿吨，占地超过15万亩。　　矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境构成严重影响。　　煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米，我国西北部主要煤炭产区，煤炭开采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。　　井下煤层气年抽出量约100亿立方米，90％直接排放到大气中。　　（五）煤炭运输与燃煤污染问题　　1．煤炭运输制约　　我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部，形成了"北煤南运、西煤东调"的格局，运输距离长，运输费用高，影响煤炭供应能力和市场竞争力：铁路运力不足的问题将长期存在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离运输成本过高。　　2．煤炭消费与环境保护问题　　煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。随着煤炭消费量的增加，环境保护压力将越来越大。　　我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的30%，SO2排放的75%以上来源于燃煤。2003年SO2排放总量增加至2158万吨，酸雨污染加重。　　2003年燃煤总量增加，烟尘排放总量增加至1047万吨。　　我国CO2排放量目前居世界第二位，CO2的排放约80%来自煤炭燃烧。　　三、煤炭工业发展的战略对策　　通过优化结构、合理开发利用，保障煤炭长期稳定供给，促进煤炭行业健康、协调、可持续发展。　　煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，是不可再生的矿产资源。煤炭生产是高危险性和高风风险的行业，要把节约资源、保障安全和保护环境放在重要的位置，合理开发利用，以保障煤炭长期稳定供给。煤炭行业必须淘汰技术落后的粗放型生产方式，走新型工业化道路，国家应制定长远战略对煤炭资源实行保护性开采和利用。　　优化行业结构。我国煤炭产业集中度仍然很低，具备安全生产条件的煤矿生产能力不足，必须抓好大型煤炭基地建设，培育和发展大型煤炭企业集团。煤炭是艰苦和危险的行业，必须改善行业的发展环境，以吸引投资和人才。　　优化生产技术结构，进一步用先进适用技术改造和提升煤炭工业。要搞好新井建设和现有矿井技术改造，建设高产高效矿井，促进产业升级，实现煤矿生产技术装备的现代化；要全面提高煤矿开采技术水平，支持大型煤炭企业通过收购、兼并、联合、重组方式改造中小煤矿；要逐步淘汰资源回收率低、安全条件差的落后生产技术，支持依法生产的小煤矿，通过技术改造，实现有序健康发展。　　优化产品结构，提高煤炭及煤炭行业的竞争力。发展和推广应用洁净煤技术，通过煤炭高效洁净利用技术，减少煤炭利用过程中的污染物和温室气体排放，提高煤炭的竞争力；通过煤炭加工和转化延长煤炭产品的产业链，拓展煤炭市场。　　（一）培育和发展大型企业和企业集团　　通过市场引导和政府推动，积极培育和发展跨地区、跨行业、跨所有制、跨国经营、亿吨级以上的大型企业集团。这些企业集团国内市场占有率将达到60%以上，成为商品煤供应基地、出口煤基地、煤炭深加工基地和市场投资主体。　　鼓励煤炭企业发展相关产业。支持煤电联营，鼓励煤炭与电力企业联合建立坑口电厂；支持煤炭企业与冶金、化工和建材行业实现上下游产业的联营。　　（二）建设大型煤炭基地　　根据国务院"重点支持大型煤炭基地建设，促进煤电联营，形成若干个亿吨级煤炭骨干企业"的决策，结合煤炭开发布局，选择煤炭资源条件好，具有发展潜力的矿区作为大型煤炭基地。抓好基地内主要矿区的新井建设和现有矿井技术改造，提高大型煤炭基地产能比重。　　建设大型煤炭基地，提高大中型煤矿的技术水平和生产能力，保障煤炭长期稳定供给。13个大型煤炭基地，现有煤矿生产能力8亿吨，预计2010年达到15亿吨，2020年达到18亿吨。　　（三）建设高产高效矿井、全面提高煤矿开采技术水平　　大力发展综合机械化采掘技术，推进高产高效煤矿建设，实现煤矿高效、安全、洁净开采。建设一批大中型现代化矿井；对现有大中型矿井进行技术改造；联合改造小煤矿，全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率。我国煤矿采煤机械化程度仅为42％，小型煤矿采煤方法和采煤工艺必须进行改革，要逐步淘汰和禁止非正规采煤方法和落后的采煤工艺，大力推广机械化采煤技术。　　（四）建立煤矿安全长效机制　　提高安全生产准入门槛。目前乡镇小煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39%，乡镇小煤矿生产保障了我国煤炭需求的供给，但在资源消耗和人员伤亡上，付出了很大的代价。必须建立严格的煤炭开采准入制度，逐步淘汰安全条件差的落后煤矿。　　加大煤矿安全投入。国家继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支持，重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维简费管理的基础上，严格安全费用提取和使用，加大煤矿安全生产设施投入。　　加大监察执法力度。加强对各类煤矿的安全监察，依法惩处违法违规现象，做到有法必依，执法必严，违法必究。　　在2010年前，全国煤矿百万吨死亡率力争从2004年的08降到5以下，其中大型煤矿为4以下。　　（五）加强煤炭开发的资源保障　　增加煤炭资源勘查投入。要建设大型煤矿和煤炭基地，应为煤炭资源勘探的投入创造良好的环境。　　加强资源管理。资源勘探开发登记、矿业权设置必须符合煤炭开发规划和矿区总体规划。国家要控制大型矿区勘查开发规划的审批。　　提高煤炭资源利用率。制定可行的管理措施和经济政策，激励企业珍惜煤炭资源，不断提高资源回收率。　　（六）大力开发和推广洁净煤技术　　洁净煤技术可使煤炭成为高效和比较洁净利用的燃料，是中国能源可持续发展的现实选择，包括四个部分，即煤炭加工技术、燃烧技术、煤炭转化技术和开发利用中的污染控制技术。　　中国已成为世界煤炭焦化生产、消费及贸易大国。通过气化、液化等转化技术，生产替代石油的发动机燃料和化工产品，如乙烯、丙烯等。大力发展现代化高效燃煤发电技术，改变我国终端能源的消费结构，减少煤炭直接燃烧造成的污染和温室气体排放，保障能源供给和安全。　　（七）资源综合开发与环境保护　　开发煤层气资源。依托资源和政策优势，当前以地面开发与煤矿井下瓦斯抽放相结合，实现煤层气开发产业化，变废为宝、变害为利。　　做好水资源保护与矿井水利用，矿区土地复垦与环境保护，控制煤矸石的产出量，提高煤矸石的综合利用率。　　（八）关注煤炭行业发展的深层次问题　　1．提高煤炭运输能力　　加快铁路运煤通道建设，提高煤炭运输能力；放开铁路运输价格，取消计划内外双重价格；尽快取消铁路建设基金。　　2．切实减轻煤炭企业税收负担　　借鉴国外主要采煤国家经验，制定符合煤炭工业发展规律的税收政策体系，公平税负。按照国务院1994年确定的"既要建立新的增值税机制，又要照顾煤炭行业的实际困难，不增加国有重点煤炭企业的税负水平，保持1993年35%的税负的原则"，调整煤炭税收政策。　　3．加快分离企业办社会职能　　加快企业主辅分离，分离企业办社会的职能，努力拓宽就业渠道，做好煤矿及矿区人员的再就业工作。　　4．建立和完善煤矿准入和退出机制　　规范煤矿准入标准，建立和完善勘探开发资质认证制度，提高资源开发、土地利用、环境保护准入门槛，减少煤矿数量，提高产业集中度。　　坚决关闭开采方式落后和不符合基本安全生产条件的小煤矿，严厉打击非法开采现象，保障安全生产。　　解决煤矿衰老报废的转产、人员安置等问题，鼓励和引导企业调整产业结构，发展替代产业，为其生存和发展创造良好的外部条件。　　5．科学界定煤炭产业地位　　参照国际的有关做法，可将煤炭行业划入第一产业范围，制定相关法律、法规和与其产业地位相适应的财政、税收、金融、投资政策。　　6．建立煤炭价格形成机制　　政府应考虑煤炭资源、环境治理、煤矿安全、煤矿衰老报废等成本因素，制定合理的煤炭指导价格；鼓励煤炭企业积极与发电企业协商确定电煤价格，签订中长期合作协议。　　7．稳定煤炭进出口政策　　要从有利于煤炭工业长远发展出发，按照世界贸易组织规则，依据资源和市场需求，调整煤炭产品的进出口结构，加强出口煤基地建设，稳定出口份额。

唐靖炎 张韬（苏州中材非金属矿工业设计研究院，国家非金属矿深加工工程技术研究中心，江苏苏州 215004）摘要 中国以独特而丰富的与煤共伴生的高岭土资源（煤系高岭土） 著称于世。 估计储量为110×108t，探明储量17×108t。分布在中国东北、西北等主要产煤区。煤系高岭土的开发利用，不仅可以解决中国优质高岭土资源的匮乏，使得中国成为世界第一大高岭土资源国，而且使以往作为煤矸石而排放的煤系高岭土资源获得了开发利用。因此，中国煤系高岭土的规模化加工利用具有重大的社会与经济意义。煤系高岭土的加工利用在中国经过近15年的技术攻关、装备开发，解决了“加工工艺流程”、“综合除杂提纯”、“高浓度湿法超细粉碎”、“强力粉碎干燥”、“强化气氛动态煅烧”等关键工艺技术难题，研制出“系列湿法超细磨机”、“高压压滤机”、“强力干燥机”、“直接或间接加热高温回转煅烧窑”等关键装备，填补了国际、国内煤系高岭土工艺技术与装备的空白，使得中国的煤系高岭土加工已达到30×104t/a的产业规模，并快速发展。煤系高岭土产品广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料等多个领域。据预测，2010年中国煤系高岭土产品的国内需求量将达92×104t，国际市场需求量更大。关键词 煤系高岭土；煅烧高岭土；加工利用现状；发展前景。第一作者简介：唐靖炎，教授级高工，国家注册咨询工程师，苏州中材非金属矿工业设计研究院院长，国家非金属矿深加工工程技术研究中心主任。一、引言煤系高岭土原料经过煅烧纯化等深加工工艺处理，产品以其散射力强、油墨吸附性能好、活性和白度高、电绝缘性能和热稳定性能好、孔隙率和遮盖率高、容重小等优点而在造纸、涂料、橡塑行业广泛应用。近年随着国民经济的快速发展，煅烧高岭土各类产品的需求量越来越大，我国煤系高岭土的开发利用技术和生产应用的规模也随之迅速发展起来。二、资源现状煤系高岭土是中国独具特色、有广阔利用前景的重要的非金属矿产资源。我国煤系高岭土在地质时代上从晚古生代到新生代各主要聚煤期的煤系中均有分布，而以晚古生代石炭-二叠系煤系中分布最广、厚度大、质量好、储量可观、开发应用价值大。目前，在我国东北、西北、西南地区的较大的煤矿区，企业已经在对本地区的煤系高岭土资源进行开发利用，如内蒙古呼和浩特、山西大同、吉林白山、安徽淮北、陕西浦白等地，部分地区已形成较大的开发规模和经济效益。中国的高岭土资源分为硬质高岭土、软质高岭土、砂质高岭土三种原料类型和热液蚀变型、风化残积型、风化淋积型、河湖海湾沉积型、含煤建造沉积型等成因类型。软质和砂质水洗高岭土资源储量6×108t，占世界储量的9%，居世界第9位。煤系高岭土估计储量在112×108t左右，其中探明储量为7×108t，包括煤炭开采和加工过程中的作为煤矸石排弃的煤系高岭土。据统计，目前煤炭开采加工排弃的煤矸石累计约30×108t，占地2×108t hm2，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物。煤矸石中约30%为高岭土含量在80%以上的煤系高岭土。因此，如果将煤系高岭土计算在内，中国各类高岭土资源探明储量约30×108t，位居世界第一位。三、加工技术与装备现状苏州中材非金属矿工业设计研究院（以下简称苏非院）暨国家非金属矿深加工工程技术研究中心（以下简称非矿工程中心），通过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关项目以及科技部专项研究开发项目的支持，研发了超细剥片分级技术、不同类型煤系高岭土煅烧技术与工艺流程、增白煅烧新工艺、综合除杂技术、强化气氛动态煅烧技术、高浓度超细粉碎技术、高浓度湿法超细粉碎设备、间接加热、直接加热动态煅烧纯化设备等，形成了国际领先的规模化煤系高岭土成套加工技术和设备；同时在国内进行了大量的工程转化与应用，取得了较好的效果与显著的经济和社会效益，已达到约20×104t的生产规模，开发出不同行业应用的系列煅烧高岭土产品。（一）主要工艺与技术工艺流程中国非金属矿业与传统工艺流程相比，新工艺流程具有以下一些特点：1）普通工艺流程对原料质量的要求较高，一般要求原料中w（Fe2O3）≤5%；w（TiO2）≤8%，限制了铁钛含量高［w（Fe2O3）≥5%；w（TiO2）≥8%］的煤系高岭土原料的利用。该新工艺流程对原料的适应性非常强，可处理目前国内已发现的大部分的煤系高岭土原矿，并可生产白度大于90%、-2μm含量大于90%的高档产品，大大提高了煤系高岭土的利用率（约70%）。2）该工艺流程为“先磨后烧”工艺，可以解决普通工艺流程存在的烧不透或过烧、产品白度低、超细磨矿效率低、能耗大等问题，可降低生产成本15%以上。3）该工艺采用了综合除杂提纯技术、高浓度湿法超细粉碎技术、强化气氛动态煅烧技术，确保了产品的质量指标。4）该工艺采用了一系列的煤系高岭土加工专用设备，如BP系列磨剥机、强力粉碎干燥机、高压压滤机、打散机等，从而保证了整个工艺流程的技术可靠性和稳定性。关键技术1）综合除杂提纯技术。分别采用磁选、重选、化学等方法除去煤系高岭土原矿中的含铁含钛杂质矿物，研究开发出煤系高岭土除杂提纯新加工技术。采用磁选法可以除掉部分含铁含钛杂质矿物；煤系高岭土的密度约6g/cm3，含铁含钛杂质矿物的密度为4～8g/cm3，利用两者间的密度差，在一定浓度和充分分散的条件下，实现重选分离，除去部分含铁含钛杂质矿物；化学除杂法则是采用氧化-还原漂白方法除去部分铁杂质。经过综合除杂提纯，可使产品的铁、钛含量分别降至5%和8%以下。2）高浓度湿法超细粉碎技术。通过高强度机械剪切和添加无机、有机混合分散剂，进行高浓度制浆、高浓度超细粉碎，浓度可达50%；比普通技术（制浆浓度约35%）提高15%，大大提高了磨剥设备的工作效率，降低了吨产品生产成本（约5%）。3）强力粉碎干燥技术。该技术突破传统干燥方式（单一的加热干燥方式），集粉碎与干燥两大功能为一体，在产品干燥过程中不断将干块料粉碎，一次作业即可获得水分含量低于5%的粉体，热效率可达65%，比其他干燥技术的热效率提高10%左右。4）强化气氛动态煅烧技术。煅烧是获取高白度、高质量煅烧煤系高岭土产品的关键作业之一，原料质量、煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛是影响煅烧产品白度的主要因素，其中尤以煅烧气氛控制最为重要。传统工艺技术一般采用氧化或还原气氛静态煅烧，对原料的铁钛含量要求严格［w（Fe2O3）≤5%，w（TiO2）≤8%］，难以加工处理铁钛含量较高的原料，且产品在堆放一段时间后会返黄。氧化气氛煅烧技术原理是：在煅烧过程中与煤系高岭土伴生的碳质和有机质经氧化反应生成CO和CO2逸出，煅烧产品白度一般可提高至80%以上，但同时铁钛物质在一般情况下也发生氧化反应生成FeO、Fe2O3、TiO2（分别呈黑色、砖红色和黄色），影响产品白度；还原气氛煅烧则是通过添加煅烧助剂（如氯化物），控制三价铁的含量来提高产品白度指标，但该类煅烧助剂对设备会产生腐蚀作用，影响煅烧设备的使用寿命。针对以上问题，该技术对煤系高岭土煅烧技术进行了系统研究，研究开发出先进的强化气氛动态煅烧技术，可确保煅烧产品白度大于90%，甚至高达94%。强化气氛动态煅烧技术即采用回转煅烧窑，通过添加一种或几种煅烧助剂（该助剂对煅烧设备无任何腐蚀作用），来控制煅烧气氛如氧浓度，一氧化碳浓度、二氧化碳浓度以及其他一些物质组分的浓度，调节上述各组分在煅烧气氛中的比例，在一定的温度和压力条件下，使物料中的活性铁与气氛中的某些组分如一氧化碳生成稳定的羰基络合物——五羰基铁。在五羰基铁中，铁的氧化态为零，所以不显色。这种特殊络合物很稳定，在200～800℃、氧化气氛条件下对用强化气氛动态煅烧法获得的高白度煅烧高岭土产品煅烧4～5 h，产品仍为白色，并不变红。所以，采用该技术生产出的煅烧高岭土产品，在常温下使用或即使在腐蚀性较强的涂料中使用仍能保持稳定而不显色。表1 采用不同煅烧技术生产的煤系煅烧高岭土产品质量对比注：除煅烧气氛外，其他条件均相同。（二）主要加工设备苏州中材非金属矿工业设计研究院和非矿工程中心研制开发了BP-D、BP-S系列磨剥机、高压压滤机、QGS强力粉碎干燥机、打散机、直接加热、间接加热回转煅烧窑等。BP型磨剥机采用单槽与双槽两种串联加工，不仅在容积上扩大，还对搅拌叶轮和筒体进行了改进，叶轮改为偏心轮，可以产生不等速紊流，增强剪切作用，提高磨剥效率，降低能耗10%左右。BP-80型磨剥机与BP-500型磨剥机主要性能指标参见表2。表2 BP 型磨剥机的主要性能指标高压压滤机进浆压力可达3～4MPa，滤饼水分低达28%～32%，大大提高了压滤工作效率，也减轻了干燥作业的负荷。QGS系列多功能强力粉碎干燥机这是一种高效节能干燥设备，集干燥和粉碎于一体，热效率可达65%，比其他干燥设备的热效率提高10%左右。打散机煤系高岭土经高温煅烧后会产生烧结团聚现象，解聚的作用是将煅烧过程中形成的部分大颗粒打散，使煅烧产品恢复超细粉状。在对国外软质高岭土煅烧产品加工用打散机进行了消化吸收的基础上，针对我国煤系高岭土煅烧产品的特点，对打散机的转子、传动装置等进行了改进，开发出煤系高岭土煅烧产品解聚设备。目前，该设备除了应用于煤系高岭土加工，还应用于软质高岭土、碳酸钙、农药化肥等产品的打散和解聚。回转窑为实施煤系高岭土动态煅烧及强化煅烧气氛的调节，苏非院暨非矿工程中心通过引进英国煅烧垃圾用回转窑炉，并对其进行改进（如传动装置，煅烧喷嘴等），使其成为煤系高岭土煅烧用最佳专用设备。该设备具有以下特点：①动态煅烧，可保证产品质量；②可以控制煅烧气氛，满足工艺要求；③连续生产，处理量大；④热效率高、能耗低；⑤操作简单，易于控制等。四、生产现状我国工业规模的以煤系高岭岩为原料的煅烧高岭土的生产起步于20 世纪90年代，而白度大于90%、-2μm含量大于90%的双90产品的规模化生产在1998年前后才开始，2001年我国煅烧高岭土产量达到13×104t。经过十几年的努力，我国煅烧高岭土工业已经初具规模。目前，中国生产煅烧高岭土的厂家约45家，总生产能力达30×104t。设计能力在1×104t以上的企业有15家，在建和扩建万吨级以上的企业有十多家，主要分布在河北山西、内蒙古、湖北、陕西、河南、山东、安徽等省区。五、消费市场（一）消费市场煅烧高岭土目前的主要消费市场是涂料、造纸、橡胶、塑料和陶瓷等，其中油漆涂料和造纸涂料是我国优质煅烧高岭土最主要的应用领域，分别占国内超细高白度优质高岭土消费量的60%和30%左右。2006年国内煅烧高岭土在油漆、造纸、橡胶、塑料中的消费量共达25×104t，其中油漆、涂料消费量是10×104t，涂布纸等消费量是6×104t，橡胶、电瓷、塑料4×104t。（二）消费价格国内市场价格，高岭土原矿每吨销售价60～120元；产品中，电陶产品300～900元/t；造纸产品450～2000元/t，涂料800～2600元/t，一般煅烧土1000～2500元/t，1250目煅烧土2000～3000元/t，双90煅烧土3000～5000元/t。（三）目标市场煅烧高岭土因其独特的物理性能在造纸、橡胶、电缆、塑料、医药中的应用效果非常好，现在这部分市场主要由进口煅烧高岭土占据，国产煅烧土也有部分在电缆行业得到了应用。煅烧高岭土的主要应用方向为造纸、电缆、油漆、涂料、橡胶、塑料、医药等方面。表3 2010年中国优质煅烧高岭土需求预测（104t）随着科技的发展，煤系高岭土正被开发出越来越多的作用。当今世界年产约40×104t催化裂化催化剂，几乎全是加入以高岭土为主要组分的“半合成”催化剂。用废碱和劣质高岭土合成4Å分子筛，既节省了原料成本，又减少了污染，在环保和经济效益方面都有十分重要的意义。有机改性的高岭土，其比表面积增大，对污染物的吸附、迁移和降解有良好效果。目前国内有机改性土的开发利用还处于起步阶段，有机改性高岭土作为选择性吸附剂具有相当大的工业应用前景。（四）国内主要应用领域对优质煅烧高岭土的需求预测随着我国经济和工业的迅速发展，对优质煅烧高岭土的市场需求也将迅速增长。预计到2010年，我国煅烧高岭土产品需求量将达到92×104t。六、展望我国非金属矿“十一五”发展规划指出：以先进的技术装备和生产工艺，提高资源利用率，通过矿物材料的深加工，使资源的价值得到更大发挥，要重点做好煅烧高岭土等产品的开发。我国能源节约与资源综合利用“十一五”规划指出，实施可持续发展战略，要求节约资源，保护环境，建立共伴生矿资源综合利用示范工程；围绕攻克高岭土超细、增白、改性复合等技术难点，组织一批综合利用深加工项目，对煤系共伴生资源进行深加工和利用。国家经贸委《煤矸石综合利用技术政策要点》指出煤矸石综合利用技术以巩固、推广为主，完善、开发并举。巩固已有的技术成果，推广技术成熟、经济合理、有市场前景的技术，逐步完善比较成熟的技术，研究开发新技术，积极引进国外先进技术和装备，在消化吸收的基础上努力创新，不断提高煤矸石综合利用的技术装备水平，促进煤矸石的扩大利用。国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知中再次强调推进废物综合利用，要以煤矿瓦斯利用为重点，推进共伴生矿产资源的综合开发利用。以粉煤灰、煤矸石、尾矿和冶金、化工废渣及有机废水综合利用为重点，推进工业废物综合利用，把煤矸石的扩大利用作为资源综合利用的重点工作，并将煤矸石综合利用作为一项长期的技术政策加以鼓励。我国独特的煤系高岭土资源将会有更好的发展前景。（一）市场展望造纸行业造纸工业是煅烧高岭土的重要用户，发达国家人均年用纸90 kg左右，1993年我国人均用纸9 kg左右，1996年已达26 kg/人。近年来我国造纸工业正以每年15%的速度递增。煅烧高岭土油墨吸收性好，遮盖率高，可部分代替昂贵的钛白粉，尤其适合高速刮刀涂布机使用。随着我国造纸业的发展，产量的扩大以及高速刮刀涂布机的引进，煅烧高岭土的用量将逐步扩大。中高档涂料随着国民经济水平的提高，油漆涂料的需求量在不断增大。世界著名的立邦、ICI涂料公司对煅烧高岭土的需求正在逐步扩大。由于大公司的样板和市场竞争的作用，国内的各涂料厂家已越来越多地使用煅烧高岭土了。煅烧高岭土用于涂料行业可减少TiO2的用量，使涂膜具有更好的特性，可改善涂料的加工、储存和应用性能。煅烧高岭土在涂料中的用量为10%～30%，使用的煅烧高岭土以-2μm含量为70%～90%为主，目前该行业的年用量5×104t·a-1。据权威人士估计，近几年乳胶漆年产量将达（80～100）×104t，这是煅烧高岭土的一个潜在的更大的市场。塑料、橡胶工业在工程塑料、通用塑料中，煅烧高岭土的充填量为20%～40%，用作填料和补强剂。煅烧高岭土用于聚氯乙烯电缆，能改善塑料的电性能。多功能塑料棚膜也是一个很大的市场。我国的橡胶行业用高岭土量较大，在橡胶中充填的高岭土比例从15%至20%不等，煅烧后的高岭土（包括表面改性）可替代炭黑、白炭黑，生产浅色橡胶制品、轮胎等，具有很好的市场前景，有（5～10）×104t的市场潜力。总的来说，未来的煅烧高岭土市场，虽然有碳酸钙、滑石等矿物的竞争，有可能失去一些低档产品市场，但高档煅烧土因其独特的物理性能在国际和国内市场上仍具有相当大的竞争力。（二）技术展望伴随煤系煅烧高岭土产品应用领域的迅速拓展，产业规模不断扩大，加工工艺的短流程优化，改性改型复合技术与药剂的完善，生产设备的大型化、系列化，节能降耗，生产线自控与在线检测与产品标准化的开展，这些将促进煤系煅烧高岭土产业健康发展，为我国共伴生非金属矿资源的高效开发利用走出一条创新之路。The Current Situation and Development of Coal-series Kaolin's Processing and utilization in ChinaTang Jingyan，Zhang Tao（Suzhou Zhongcai Design And Research Institute for Non-metallic Minerals Industry，National Research Centre for Further Processing of Non-metallic Minerals，Suzhou Jiangsu 215004，China）Abstract：China is famous for unique and abundant coal-paragenetic kaolin（coal-series kaolin）The estimated reserves of it amount to 11 billion ton and demonstrated reserves—7 billion The coal-series kaolin deposits distribute over the main coalfields in Northeast and Northwest CThe development and utilization of coal-series kaolin can not only solve the problem of deficiency of high quality kaolin resources in China，but also make China the largest country in terms of kaolin Furthermore，the coal-series kaolin，which was cast away in the past as the coal gangue，is now developed and utilized as an optimized resource The scaled processing and utilization of China’s coal-series kaolin have a significant social and economical After 15 years of arduous efforts，a set of key engineering and technological problems，such as process flowsheet，comprehensive decontamination and purification，high-concentration wet process ultra-fine grinding，intensive grinding and drying，dynamic calcining under intensified atmosphere ，have been A series of key equipment，such as wet process ultrafine grinding mills series，high-pressure filter，intensified dryer，high temperature rotary calcining kiln with direct or indirect firing and so on，was developed and manufactured，filling in a gap in coal-series kaolin processing Now the coal-series kaolin production scale has reached 300 thousand ton a year and is still developing The coal-series kaolin products are widely used in paper making，plastic，rubber and coating It is forecast，that the domestic demand for coal-series kaolin products will reach 920 thousand ton by And there will be an even greater demand all over the With the increase of market demand and higher technical requirement，the coal-series kaolin industry will be developed with each passing Key words：coal-series kaolin，calcined kaolin，current situation of processing and utilization，development