【編者按】近年來,我國非金屬礦整體開發利用取得了長足發展,但深加工高附加值的產品少,深加工產品的實驗室研究已經起步而真正實現產業化的較少,技術人員少,這“三少”的現象仍然突出。就近幾年我國非金屬礦深加工方面所取得成就?以及在“十二五”期間,我國在非金屬礦深加工與綜合利用方面又將有哪些突破?國家的政策傾向等問題,中國粉體網拜訪了中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院鄭水林教授。鄭教授就廣大網友所關心的問題進行了全面的解讀。以下是專訪內容。

中國粉體網:鄭教授,您好,感謝您接受中國粉體網的采訪。請您介紹一下,近年來我國非金屬礦深加工與資源綜合利用方面的情況?
鄭水林教授:非金屬礦深加工是一種提法,其內涵是相對的和與時俱進的。總體來說,21世紀的頭十年,尤其是“十一五”期間我國非金屬礦深加工技術和產業有了顯著的進步和發展。技術方面的進步主要表現在超細、超純、表面改性及非金屬礦物材料加工技術與裝備水平快速提升,如以煤系硬質高嶺巖為原料的煅燒高嶺土成套生產技術與裝備、大型無機粉體表面改性技術與裝備、超細重質碳酸鈣生產技術與裝備、硅灰石礦物纖維制備與表面改性技術與裝備、納米碳酸鈣生產技術與裝備、硅藻土環保材料制備與應用技術、膨潤土防水材料生產技術等;申請和授權的發明專利顯著增長。
產業發展方面的顯著表現在(1)非金屬礦物粉體的生產能力和產量顯著增長,如重質碳酸鈣的生產能力有十年前的300萬噸左右發展到超過1000萬噸,納米碳酸鈣的生產能力有十年前的約1萬噸發展到30萬噸以上,超細高白度煅燒高嶺土由十年前的約2萬噸發展到超過30萬噸,其它(超細滑石粉、碎云母粉、硅灰石、石墨、硅藻土等)也有較大幅度的增長;(2)企業規模擴張迅速,平均生產能力顯著提升。如超細重質碳酸鈣行業,十年前企業平均生產能力約3000-5000噸/年;現在以達到3萬-5萬噸;已經有發展到20萬噸/年以上的大型企業;煅燒高嶺土行業十年前企業平均生產能力約3000噸,現在以達到3萬噸/年以上。
非金屬礦資源綜合利用這幾年也日益受到業界的重視。在國家產業政策的引導下,完全利用也成為這幾年非金屬礦加工技術和產業發展的重點領域之一。在尾礦資源,如高嶺土尾礦、石棉尾礦、石墨尾礦、螢石尾礦等方面的技術研發和產業發展均取得了顯著進展,產生了顯著的經濟效益和環境有效益。
中國粉體網:作為非金屬礦深加工方面的專家,請您談談“十一五”期間,您所參與的科技支撐項目“高性能非金屬礦物填料先進加工技術及裝備研究”的工作和所取得的成果?
鄭水林教授:“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“高性能非金屬礦物填料先進加工技術及裝備研究”主要取得了三個方面的成果:一是圍繞年產4萬噸超細高白度煅燒高嶺土的大型干法超細機械磨、濕法超細磨;二是年產4萬噸超細高白度煅燒高嶺土直焰式連續回轉煅燒窯;三是小時生產能力5噸以上的大型連續粉體表面改性裝備及相應的配方技術和模擬控制技術。
中國粉體網:我國的粉體加工技術特別是在粉體制備與表面處理方面,與其他發達國家相比我國的技術水平如何?
鄭水林教授:在粉體加工技術特別是在粉體制備與表面處理方面我國目前與發達國家相比雖仍有差距,但與十年前相比差距顯著縮小;部分領域,如大型精細分級機、大型連續粉體表面改性機、水泥工業的大型磨燒設備、大型壓輥磨、煅燒高嶺土生產窯爐、大型立式攪拌磨或砂磨機及其相應的工藝技術、納米碳酸鈣生產技術、針狀硅灰石生產技術、超細重質碳酸鈣生產技術等已邁入世界先進水平行列。但是在大型臥式砂磨機或攪拌磨、高純和超高純石英砂生產技術、高純超細石墨及其插層復合材料、高聚物/黏土納米復合材料、微電子用球形硅微粉、高性能無機阻燃填料、除納米碳酸鈣之外的其它納米粉體產業化等方面程度不同的存在一些差距。
中國粉體網:差距存在根本原因是什么?是理論上的欠缺還是設備上的不給力?
鄭水林教授:仍存在一些差距的原因是多方面的。包括比人家發展晚、企業(規模小)技術開發和創新能力較差、科研開發經費支持力度不足以及研究隊伍分散和重復研究等。國外一般是大型企業集團擔負起主要的技術研發責任,組成跨學科的攻關團隊,容易實現技術的實用化或產業化;我國過去都是一些專業化的科研院所獨立進行研究,缺乏國外大型企業的跨學科集成創新體制。“十一五”期間這一情況有較大改變,預計“十二五”期間將會取得更大的進步和發展。
中國粉體網:對礦產的“采富棄貧”已然成為歷史,資源的綜合利用更多的被關注,請您談談我國非金屬礦的綜合利用的前景如何?在綜合利用方面應注意的問題是什么?
鄭水林教授:礦產資源的不可再生性決定了惟有綜合利用和節約才能支撐可持續發展。因此,我國非金屬礦的綜合利用的前景無疑是燦爛光明的。
資源綜合利用重在綜合利用率,要盡可能高的綜合利用資源,最好是“完全利用”。而且是具有經濟效益的完全利用。
綜合利用過程要特別注意環境保護,要避免產生二次污染。
綜合利用要注意經濟效益和社會效益的統一。綜合利用是企業進行的經營或經濟性投資,沒有經濟效益綜合利用不可持續;沒有社會效益的綜合利用,缺乏社會或道德基礎,也是難以為繼的。
中國粉體網:請您談談我國優勢非金屬礦資源(硅灰石、高嶺土、云母、石墨)在高效利用方面的情況?
鄭水林教授:簡單來說,經過“十一五”科技支撐計劃的科技攻關,這四種優勢礦產資源在我國的高效利用方面有了顯著進展,例如,針狀硅灰石填料在造紙中(代替部分紙漿)的應用在“十一五”期間解決了關鍵的高長徑比粉體加工技術和表面改性技術后,2010年的用量較2009年增加240%,呈現出供不應求的局面。優質高嶺土一直是我國市場旺銷的產品;高性能碎云母,特別是白云母和金云母也是目前市場上銷售較好的高附加值產品;高純和超細晶質石墨是重要的新材料,應用日趨廣泛,產銷兩旺。
中國粉體網:“十二五”期間,在非金屬礦方面的重大項目有哪些?展望“十二五”,對我國的非金屬深加工及礦產的綜合利用,您有怎樣的期望?
鄭水林教授:“十二五”期間國家將在國家自然科學基金、863、科技支撐等計劃中安排一些與非金屬礦深加工、非金屬礦物材料以及資源綜合利用相關的項目。據我所了解,目前已落實了一個科學基金重點項目,一項“十二五”科技支撐計劃重點項目;仍在論證“863設備專項”、低值資源高效綜合利用以及非金屬礦物材料方面的“十二五”科技支撐計劃項目。

中國粉體網:鄭教授,您好,感謝您接受中國粉體網的采訪。請您介紹一下,近年來我國非金屬礦深加工與資源綜合利用方面的情況?
鄭水林教授:非金屬礦深加工是一種提法,其內涵是相對的和與時俱進的。總體來說,21世紀的頭十年,尤其是“十一五”期間我國非金屬礦深加工技術和產業有了顯著的進步和發展。技術方面的進步主要表現在超細、超純、表面改性及非金屬礦物材料加工技術與裝備水平快速提升,如以煤系硬質高嶺巖為原料的煅燒高嶺土成套生產技術與裝備、大型無機粉體表面改性技術與裝備、超細重質碳酸鈣生產技術與裝備、硅灰石礦物纖維制備與表面改性技術與裝備、納米碳酸鈣生產技術與裝備、硅藻土環保材料制備與應用技術、膨潤土防水材料生產技術等;申請和授權的發明專利顯著增長。
產業發展方面的顯著表現在(1)非金屬礦物粉體的生產能力和產量顯著增長,如重質碳酸鈣的生產能力有十年前的300萬噸左右發展到超過1000萬噸,納米碳酸鈣的生產能力有十年前的約1萬噸發展到30萬噸以上,超細高白度煅燒高嶺土由十年前的約2萬噸發展到超過30萬噸,其它(超細滑石粉、碎云母粉、硅灰石、石墨、硅藻土等)也有較大幅度的增長;(2)企業規模擴張迅速,平均生產能力顯著提升。如超細重質碳酸鈣行業,十年前企業平均生產能力約3000-5000噸/年;現在以達到3萬-5萬噸;已經有發展到20萬噸/年以上的大型企業;煅燒高嶺土行業十年前企業平均生產能力約3000噸,現在以達到3萬噸/年以上。
非金屬礦資源綜合利用這幾年也日益受到業界的重視。在國家產業政策的引導下,完全利用也成為這幾年非金屬礦加工技術和產業發展的重點領域之一。在尾礦資源,如高嶺土尾礦、石棉尾礦、石墨尾礦、螢石尾礦等方面的技術研發和產業發展均取得了顯著進展,產生了顯著的經濟效益和環境有效益。
中國粉體網:作為非金屬礦深加工方面的專家,請您談談“十一五”期間,您所參與的科技支撐項目“高性能非金屬礦物填料先進加工技術及裝備研究”的工作和所取得的成果?
鄭水林教授:“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“高性能非金屬礦物填料先進加工技術及裝備研究”主要取得了三個方面的成果:一是圍繞年產4萬噸超細高白度煅燒高嶺土的大型干法超細機械磨、濕法超細磨;二是年產4萬噸超細高白度煅燒高嶺土直焰式連續回轉煅燒窯;三是小時生產能力5噸以上的大型連續粉體表面改性裝備及相應的配方技術和模擬控制技術。
中國粉體網:我國的粉體加工技術特別是在粉體制備與表面處理方面,與其他發達國家相比我國的技術水平如何?
鄭水林教授:在粉體加工技術特別是在粉體制備與表面處理方面我國目前與發達國家相比雖仍有差距,但與十年前相比差距顯著縮小;部分領域,如大型精細分級機、大型連續粉體表面改性機、水泥工業的大型磨燒設備、大型壓輥磨、煅燒高嶺土生產窯爐、大型立式攪拌磨或砂磨機及其相應的工藝技術、納米碳酸鈣生產技術、針狀硅灰石生產技術、超細重質碳酸鈣生產技術等已邁入世界先進水平行列。但是在大型臥式砂磨機或攪拌磨、高純和超高純石英砂生產技術、高純超細石墨及其插層復合材料、高聚物/黏土納米復合材料、微電子用球形硅微粉、高性能無機阻燃填料、除納米碳酸鈣之外的其它納米粉體產業化等方面程度不同的存在一些差距。
中國粉體網:差距存在根本原因是什么?是理論上的欠缺還是設備上的不給力?
鄭水林教授:仍存在一些差距的原因是多方面的。包括比人家發展晚、企業(規模小)技術開發和創新能力較差、科研開發經費支持力度不足以及研究隊伍分散和重復研究等。國外一般是大型企業集團擔負起主要的技術研發責任,組成跨學科的攻關團隊,容易實現技術的實用化或產業化;我國過去都是一些專業化的科研院所獨立進行研究,缺乏國外大型企業的跨學科集成創新體制。“十一五”期間這一情況有較大改變,預計“十二五”期間將會取得更大的進步和發展。
中國粉體網:對礦產的“采富棄貧”已然成為歷史,資源的綜合利用更多的被關注,請您談談我國非金屬礦的綜合利用的前景如何?在綜合利用方面應注意的問題是什么?
鄭水林教授:礦產資源的不可再生性決定了惟有綜合利用和節約才能支撐可持續發展。因此,我國非金屬礦的綜合利用的前景無疑是燦爛光明的。
資源綜合利用重在綜合利用率,要盡可能高的綜合利用資源,最好是“完全利用”。而且是具有經濟效益的完全利用。
綜合利用過程要特別注意環境保護,要避免產生二次污染。
綜合利用要注意經濟效益和社會效益的統一。綜合利用是企業進行的經營或經濟性投資,沒有經濟效益綜合利用不可持續;沒有社會效益的綜合利用,缺乏社會或道德基礎,也是難以為繼的。
中國粉體網:請您談談我國優勢非金屬礦資源(硅灰石、高嶺土、云母、石墨)在高效利用方面的情況?
鄭水林教授:簡單來說,經過“十一五”科技支撐計劃的科技攻關,這四種優勢礦產資源在我國的高效利用方面有了顯著進展,例如,針狀硅灰石填料在造紙中(代替部分紙漿)的應用在“十一五”期間解決了關鍵的高長徑比粉體加工技術和表面改性技術后,2010年的用量較2009年增加240%,呈現出供不應求的局面。優質高嶺土一直是我國市場旺銷的產品;高性能碎云母,特別是白云母和金云母也是目前市場上銷售較好的高附加值產品;高純和超細晶質石墨是重要的新材料,應用日趨廣泛,產銷兩旺。
中國粉體網:“十二五”期間,在非金屬礦方面的重大項目有哪些?展望“十二五”,對我國的非金屬深加工及礦產的綜合利用,您有怎樣的期望?
鄭水林教授:“十二五”期間國家將在國家自然科學基金、863、科技支撐等計劃中安排一些與非金屬礦深加工、非金屬礦物材料以及資源綜合利用相關的項目。據我所了解,目前已落實了一個科學基金重點項目,一項“十二五”科技支撐計劃重點項目;仍在論證“863設備專項”、低值資源高效綜合利用以及非金屬礦物材料方面的“十二五”科技支撐計劃項目。