1、國內外膨潤土產業與技術現狀及進展概況主要內容膨潤土產業近期進展技術創新與知識產權環境保護和職業健康技術標準與市場規范存在問題與對策建議全球膨潤土加工應用現狀膨潤土于1888年在美懷俄明州開始開采，活性白土于1906年在美國得克薩斯州首次開發，50年代開始膨潤土大量應用于鐵礦球團。目前全球膨潤土開采量約1400萬噸，其中美國超過420 萬噸，我國已超過340萬噸。主要應用市場是鑄造業、寵物墊圈、鉆井泥漿和鐵礦球團。其他消費領域是防水和密封材料、石油化工、填料及其他。Roskill Information 公司報道 ，上年全球產量第一位的是美國Amcol Co. 生產 145萬噸，第二位是希臘Si

2、lver and Baryte Co.生產100萬噸。膨潤土用于鋼鐵球團 我國球團產能超過1億噸，球團膨潤土添加量1.54.5% ，每減少1%的膨潤土，品位增加0.6%，降低焦比1.2%，提高產量1.8% 。降低粘結劑用量提高品位為主要發展方向。膨潤土在鑄造中的應用我國鑄件總產量約3千萬 t,占全球總量的31%，砂型鑄造的鑄件大約占80%，濕型粘土砂中有效膨潤土需保持在36%。提高鑄造膨潤土的熱穩定性和復用性是提高產品質量的主要目標。 膨潤土在鉆井液中的應用世界石油2001年將油田泥漿分成9個體系，6種為水基,另為油基和合成基, 最后一種是以空氣、霧、泡沫和氣體為循環介質。鉆井液在國內絕大部分

3、為水基泥漿體系，而國外油基泥漿比例達到80%，膨潤土為鉆井泥漿的主要處理劑，萬米鉆井進尺的膨潤土平均用量約為50噸。膨潤土用于非開挖工程盾構、HDD、頂管和穿越等現代非開挖施工新技術，都需要膨潤土的潤滑、支承、懸浮作用，在地鐵、隧道、礦井等地下工程施工應用越來越廣泛。需要膨潤土有高膠凝強度 、低濾失量、低含砂量，并且配套合適的高分子聚合物。盾構工藝和設備活性白土在油脂加工中的應用 活性白土的生產格局變化膨潤土寵物墊料產品-貓砂作墊料用膨潤土要求吸附液體和臭味能力強，至少，顆粒大小均勻，受潮后不崩解。目前最主要的市場是北美地區，年需求量已達到130萬噸。 膨潤土在防水材料中的應用進展70年代試制

4、成防水板,90年代做成防水毯, 外層采用高密度聚乙烯和土工布，在防水工程中大量應用。美國、加拿大等國近20年所建的地鐵、高速公路、機場、水庫、堤壩、建筑工程都主要采用膨潤土防水。Naue Fasertechnik和CETCO是主要的制造商。膨潤土防水毯的應用在國內外的地鐵工程和建筑物地下室的防水施工中，膨潤土防水材料已經得到了廣泛的應用，使用總量已超過8,000萬平方米。我國在工程防水、垃圾填埋、水利工程、高速公路等領域年需求膨潤土防水毯在5000-7000萬平方米。近年來我國膨潤土防水毯產能發展迅速，產品質量和施工技術規范急需改善。膨潤土在造紙雙元助留體系中的應用汽巴嘉基公司（原英國聯合膠體

5、）用改性膨潤土開發了造紙雙助留助濾體系海德羅爾體系，分散的膨潤土與聚丙烯酰胺鏈段間橋聯成均一、致密的絮團網絡結構，獲得以往單一聚合物所不能達到的紙料高留著率和高濾水率并改善紙張干強度和頁勻度。膨潤土在造紙雙助留系統中的應用HYDROCOLOT 、HYDROCOLONZ與高聚物共用組成 Hydrocol, Organopol,and Hydrofix助留系統，可以在保持良好成紙勻度情況下，產生優良的助留助濾效果。 美國的膨潤土生產和市場概況美國是世界上最大的膨潤土生產國，其消費量出口量也同樣名列首位。據近年統計，美國膨潤土年產量保持在400萬噸左右，有十九家公司在十一個州的60個礦山生產膨潤土。

6、以鈉基膨潤土量最大，2008年鈉基土產量360萬噸，鈣基土僅為40萬噸。美國膨潤土年消費量維持在300萬噸以上，2008年消費量達到340萬噸。年消費量超過50萬噸的消費領域是鑄造業（86.8萬噸）、寵物墊圈（77.3萬噸）、鉆井泥漿（66.4萬噸）和鐵礦球團（52.9萬噸）。其他消費領域是防水和密封材料（23.5萬噸）、石油化工（10余萬噸）、填料等（48萬噸）。1998年美國出口膨潤土約60萬噸，主要銷往歐洲、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，分別為20萬噸和16萬噸。歐洲的粘土產量及分布歐洲膨潤土生產企業約40家，膨潤土產量約400萬噸，主要企業是希臘Silv

7、er and Baryte Co. 德國SD chemical CO.LTD 意大利Soc. Sarda di Bentonite S.p.A.西班牙Bentonitas Especiales SA 北美工業礦物協會膨潤土分會American Colloid CompanyBPM Minerals LLC SOUTHERN CLAY PRODUCTSM-I SWACOS&B Industrial Minerals GmbH Wyo-Ben, Inc.歐洲膨潤土協會（EUBA)BPM MINERALS LLCCEBO HOLLANDCETCO EUROPE LTD DAMOLIN A/SLAVI

8、OSA CHIMICA MINERARIA SpA OIL DRI CORP.PELETICO LTD.ROCKWOOD ADDITIVES LTD .S&B INDUSTRIAL MINERALS S.A.STEETLEY BENTONITE & ABSORBENTS Ltd.SD-CHEMIE TOLSA日本膨潤土產業狀況國外膨潤土產業特點和趨勢全球膨潤土開采加工主要集中在美洲和歐洲，企業規模較大，許多企業跨國或跨地區開采加工銷售，資源配制合理，近年來不斷向美洲和歐洲以外地區擴展。許多企業從事關聯產品的生產，如高嶺土、硅藻土、凹凸棒土、海泡石和顏料填料等，并結合材料的特點復配使用。企業開發

9、能力較強，產品系列化，深度加工比例和產品均價逐年上升。我國膨潤土生產經營現狀2008年總產量達340萬噸，其中鑄造型砂約110萬噸，用于鉆井泥漿55萬噸，用于冶金球團115萬噸，用于油脂脫色（活性白土）20萬噸，用于其他約40萬噸。我國膨潤土行業多為小型企業，5萬噸以上年產量的企業較少，初級加工占很大比重。市場競爭激烈，產品價格和行業效益低下，如325目膨潤土粉價格只達到同加工規格滑石粉的60%。產品附加值低，價格競爭激烈；生產品種單一，應用開發薄弱；低價出口，高價進口問題尚未改觀。膨潤土中文文獻年度發表數量膨潤土中文文獻累計及行業關聯1994年-2008年共計發表膨潤土相關學術論文3470篇

10、 。 環境科學與資源利用(813) 礦業工程(397) 有機化工(375) 石油天然氣工業(329) 輕工業手工業(290) 化學(247) 地質學(247) 建筑科學與工程(181) 冶金工業(147) 無機化工(140) 材料科學(126) 金屬學及金屬工藝(112) 一般化學工業(90) 核科學技術(71) 畜牧與動物醫學(60)膨潤土技術創新成果和發展趨勢在造紙工業領域，膨潤土在造紙助留劑、廢紙脫墨劑、氧漂穩定劑、反應性填充劑等方面取得了較快的發展。在日用化工領域，作為洗滌劑添加劑在寶潔、花王和聯合利華等得到了產業化應用。在環境保護領域尤其是水處理應用方面，膨潤土產品對難處理、間斷性及

11、突發性污染處理具有較大的優勢，逐步獲得了市場的認可。納米有機膨潤土經歷了研究高潮，取得了許多成果，但市場化工作進展較為緩慢。COLOR DEVELOPERCC - PAPERINKJETPIGMENTRHEOLOGICALADDITIVEFILMPRESSPIGMENTIZINGFILMPRESSPIGMENTIZINGPEROXIDBLEACHINGSTABILIZERSTICKYFIGHTERRETENTIONDRAINAGECOPISILJETSILOPTIGELLIGHTCOATPRINTOSILPERSTABOPAZILOPAZILCOATINGKITCHENONLINECOATIN

12、GMECHANICALPULPDEINKINGPULPERCHEMICALAIDSAPPROACHFLOWFINISHINGCOATINGPAPERMACHINEREELCOREACTANTCC - PAPERINKJETPIGMENTRHEOLOGICALADDITIVESIZEPRESSPIGMENTIZINGFILMPRESSPIGMENTIZINGPEROXIDBLEACHINGSTABILIZERSTICKYFIGHTERRETENTIONDRAINAGECOPISILJETSILOPTIGELLIGHTCOATPRINTOSILPERSTABPITCHBENTOPAZILCOATI

13、NGKITCHENONLINECOATINGMECHANICALPULPDEINKINGPULPERCHEMICALADDITIVEAPPROACHFLOWFINISHINGCOATINGPAPERMACHINEREEL應用于造紙工業的主要膨潤土產品膨潤土用于清潔劑美國Auto Wax Company 近年開發了粘土潤滑液Clay Lube（左圖）和粘土魔塊Clay Magic Bar（右圖）清洗車身的道路瀝青、植物膠質、剎車屑等比一般清洗劑更有效，并同時有優質的拋光效果。浙江華特集團Laundrosil膨潤土洗滌劑添加劑膨潤土洗滌劑柔軟劑織物纖維有斷面、凹凸面和空腔，容易造成相互纏繞，影響滑

14、潤和柔軟性，膨潤土的作用原理是膠體粒子填充在這些部位里，使纖維變得滑潤和柔軟。膨潤土規模化應用于洗滌劑是在本世紀初，季銨鹽陽離子柔軟劑洗滌工序復雜，并產生COD和BOD污染，影響水質，隨著環保理念的提升，使用較少污染的膨潤土柔軟劑逐步受到推崇。 膨潤土在水處理中的應用膨潤土經復合改性處理制備高效水處理劑，如BPM BARACLEAR P80、CETCO RM10是水中油污、重金屬、有機物和膠質等污物的有效清除劑，處理成本低且快速簡便。膨潤土在環境保護中的應用研究我國在固沙研究及實際應用中主要采取了機械固沙、植被固沙和化學固沙等方法，但固沙效果都不甚理想。為此，將重點發展以膨潤土為主要成分，開發

15、具有優良的吸水性、保水性、吸附性、穩定性且成本低廉的固沙保植材料。“固沙植被用新材料與低成本制備技術”已列為國家“”計劃科技攻關項目。膨潤土性能獨特。對純化后的膨潤土進行改型改性處理，能合成出吸水量大于50100倍、觸變性好、便于噴灑施工的膠狀固沙材料。此外，膨潤土在加工過程中干燥作業簡單，可大大降低生產成本，每平方米固沙材料的整體成本僅為0.500.75元，因而具有極為廣闊的應用前景。膨潤土用于核廢料控制 膨潤土的低滲透性、高吸附能力及可塑性，通過離子交換作用吸附銫、鍶、銪等入射性物質使它們成為放射性廢物移動的有效固定劑。典型的蒙脫土有機插層修飾插層材料：有機陽離子，如季胺鹽、有機磷嗡離子和

16、偶極化合物等修飾材料：硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑等聚合物/蒙脫土復合-融體剝離納米膨潤土的電鏡圖片1 micron TEM SEM塑料中應用實例顯著提高PET瓶的結晶度和耐熱性，例如分別從20%和85左右提高到39%42%和120，阻透性比PET瓶高34倍，適于灌裝后進行巴氏滅菌啤酒的包裝。膨潤土生產環境保護問題活性白土生產的環境問題較為突出。頭次脫酸回用、二次脫酸廢液制備硫酸鋁、分級逆流洗滌方式、排放水用石灰等中和、采用旋風靜電除塵等技術工藝及裝備可以改善活性白土生產的環境污染問題。但是不少企業排放污水的SS在2000-8000mg/L,PH=1-4。膨潤土生產環境保護問題雷蒙磨：研磨工藝過程

17、產生粉塵，粉塵濃度及排放速率許多企業未能達到大氣污染物綜合排放標準（GB162971996）表2中二級標準 。烘干窯廢氣：部分企業烘干窯廢氣中排放煙（粉）塵濃度、SO2濃度達到工業爐窯大氣污染物排放標準（GB90781996）表2、4中二級標準。 美國礦業安全與衛生署2003年發布的各礦種職業病發病率 美國礦業安全與衛生署發布的2001-2003年各礦種職業病發病率膨潤土生產環境職業技術標準GB 18535-2001車間空氣中膨潤土粉塵職業接觸限值 。車間空氣中含有10%以下游離二氧化硅的膨潤土粉塵最高容許濃度為10 mg/m3，時間加權平均容許濃度為6 mg/m3.OSHA PEL and

18、MSHA Exposure Limit for Crystalline Silica Quartz: 10mg/m3 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局2001一12-04批準，2002一05一01實施，復審確認日期2004-10-14。吉林省勞動衛生職業病防治研究所測得某企業粉碎車間粉塵濃度最高達 258.5mg/ m3。粉塵分散度小于 5m 的占 52 % , 510m 者占 35 % , 10m 以上者 13 % ;粉塵中游離 SiO2 含量為 8.20 %。ADDING THE POLYMERTYPICAL BENTONITE GROUTING RIGADDING THE GRAN

19、ULAR BENTONITE 膨潤土造粒工藝技術膨潤土造粒產品DROP DIRECTION堵井用膨潤土制品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: approx: 2 kg - 3.5” ( ” dia. axial hole) - 4.00 ” dia. - 4.00

20、” ( 1” dia. axial hole); Weight: approx: 3.6 kg. Other options at request石油鉆井膨潤土標準美國石油協會（油田鉆進泥漿級膨潤土制訂標準的美國組織， American Petroleum Institute API ）、石油公司材料協會（ Oil Companies Materials Association -OCMA ）和國際標準化組織 ISO 的簽章認可。自 2004 年 7 月起， API 和 ISO 標準合并成 API Specification 13A/ISO 13500:1998 。石油鉆井膨潤土標準API 莫

21、諾格拉姆計劃（ Monogram Program ） , 自 1924 年以來一直是石油天然氣工業在油田設備、產品服務、安全和質量方面的標準水準。如果一家公司有了這一計劃，它就被許可在它的產品上冠以“ API Monogram ”標記。JG/T193與GRI防水毯標準的比較GCLs用膨潤土試驗方法土工布試驗方法防水毯儲存、抽樣、控制、安裝和驗收規則防水毯配套標準德國防水毯用膨潤土標準GBR-C Bentofix NSP 4900-1天然膨潤土與人工鈉化膨潤土對比試驗 時間天然鈉基膨潤土人工鈉化膨潤土17個月后775%/35ml248%/8ml19個月后790%/34ml215%/7ml24個月

22、后725%/32ml210%2ml28個月后690%/30ml無數據數據來源 K.P. von Maubeuge天然鈉基膨潤土與人工鈉化膨潤土防水性能對比 數據來源 Heerten天然鈉基膨潤土與人工鈉化膨潤土防水性能對比膨潤土防水應用主要問題及建議在不同地質水文條件下膨潤土防水毯的使用穩定性。天然鈉基膨潤土和人工鈉化膨潤土的質量差異和檢測方法。膨潤土防水毯的加速試驗方法。探索符合要求的人工鈉化膨潤土的生產工藝。制訂防水工程、防水毯用膨潤土產品及施工規范的強制性標準。國際葡萄酒組織（OIV）葡萄酒用膨潤土標準 我國膨潤土行業發展建議完善礦業政策和法規。控制原礦和初級加工產品的出口。進行膨潤土企業優化整合，提升企業規模，提高行業集中度。加強膨潤土的深加工水平，開拓新的消費領域和市場，生產高附加值的產品。 轉變生產經營觀念，從賣產品逐步轉化為賣產品系統。重視膨潤土開發的共性技術研究，對重大技術問題進行專項研究。開采、加工過程中實行清潔生產，完善閉礦制度，確保礦山