中國膨潤土產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前瞻
膨潤土也叫斑脫巖或膨土巖,中國俗名稱觀音土，主要礦物成分是蒙脫石，含量在60%-90%不等，呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀，也可為松散的土狀，用手指搓磨時有滑感，小塊體加水后體積脹大，在水中呈懸浮狀，水少時呈糊狀。膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。
膨潤土也叫斑脫巖或膨土巖，主要礦物成分是蒙脫石，含量在60%-90%不等，呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等?？梢猿芍旅軌K狀，也可為松散的土狀，用手指搓磨時有滑感，小塊體加水后體積脹大，在水中呈懸浮狀，水少時呈糊狀。膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。膨潤土名字來源是：1898年美國地質(zhì)學(xué)者Knighl在美國懷俄明州落基山河附近發(fā)現(xiàn)了一種綠黃色吸水膨脹的粘土物質(zhì)，由于產(chǎn)地為:“ Fort Beton ”，因而取名膨潤土(Betonite)。
而蒙脫石名字來源是因其最初發(fā)現(xiàn)于法國的蒙脫城而命名的，蒙脫石(montmorillonite)又名微晶高嶺石，是一種層狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)晶的硅酸鹽粘土礦，其族系物有11種。我們現(xiàn)在通常所說的蒙脫石屬于蒙皂石(Smectite)族二八面體亞族，由二層共頂聯(lián)接的硅氧四面體片夾一層共棱聯(lián)接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片構(gòu)成2:1型含結(jié)晶水結(jié)構(gòu)，是粘土類礦物中晶體結(jié)構(gòu)變異最強(qiáng)的礦物之一。
1 中國膨潤土現(xiàn)狀
1.1 資源豐富
中國膨潤土礦資源世界第一，預(yù)測資源量在70億t以上。主要是二八面體蒙脫石類，三八面體蒙皂石很少，僅新疆榆樹溝有過報道，但無產(chǎn)品。
從膨潤土類種類來看，有鈣基膨潤土，有鈉基膨潤土，此外還有氫基、鋁基、鈉鈣基等膨潤土。由于近年蒙脫石發(fā)展很快，又分有方英石礦和無方英石礦、重金屬高礦和重金屬低礦。從膨潤土礦分布來看，最多的為廣西，其次是新疆，依次有遼寧、浙江、內(nèi)蒙、河北、山東、湖北、安徽等。
目前，已形成產(chǎn)業(yè)的有：原礦、原礦粉，鐵礦球團(tuán)土、鉆探泥漿土、普通鑄造土、造紙、陶瓷、貓砂、干燥劑、活性白土、有機(jī)膨潤土、飼料蒙脫石等12大類。除有機(jī)膨潤土、飼料蒙脫石2類附加值高外，其他的都是低檔產(chǎn)品，其中活性白土因污染生產(chǎn)已受限。
膨潤土主要加工仍是鈉化改型，常用輪碾機(jī)、螺桿擠出機(jī)等混碾、擠壓設(shè)備。打粉最常用的設(shè)備是雷蒙磨，其規(guī)格有3R、4R、5R等。另外，近年，陸續(xù)有企業(yè)上了幾套膨潤土提純生產(chǎn)線，究其生產(chǎn)工藝，屬于水洗膨潤土范疇。
近年來，我國雖沒改變原礦出口低檔運作高檔進(jìn)口的局面，但在高檔產(chǎn)品上的開發(fā)已初見成效，一些進(jìn)口的產(chǎn)品也逐漸有了替代品，國外用戶也積極和國內(nèi)廠家聯(lián)合，新的產(chǎn)業(yè)逐漸露出水面，如洗滌劑、多彩涂料等。關(guān)鍵是我們要利用好我們的礦產(chǎn)資源，我們的礦產(chǎn)資源是稀缺的、寶貴的，雖說近年來原礦價格不斷攀升，但都屬開采成本造成的，并不是利潤的增長，要結(jié)束在市場價值很低的領(lǐng)域徘徊的歷史，要開發(fā)或引進(jìn)多個可以做得大項目，形成若干幾億乃至幾十億元的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)。這些都是必須的，可能的，也不是困難的。
1.2 高新技術(shù)的匱乏
中國膨潤土的高新技術(shù)是匱乏的。
首先，我們的高校就沒有關(guān)于膨潤土的專業(yè)，目前從事膨潤土的專家大多是搞地質(zhì)地礦勘探的，或化學(xué)分析測試的，對膨潤土的類型判斷有余，搞精細(xì)化工開發(fā)就力不從心。沒有師承，靠工廠的自行摸索進(jìn)步總是太慢，這是技術(shù)匱乏的主要原因?，F(xiàn)在國家對新材料進(jìn)行扶持，膨潤土就在其中，這是好事，但更有效的扶持應(yīng)該是教育，或是培訓(xùn)，有一大批基礎(chǔ)專業(yè)人才才是膨潤土發(fā)展的基石。
其次，我們的科研院所對膨潤土的技術(shù)儲備液很匱乏。
再者，我們膨潤土企業(yè)的技術(shù)力量總體太薄。無法滿足市場的需要。膨潤土企業(yè)主大多還停留在本地地主、修路挖出土、挖金不成挖出土的層面，做過可行的很少，做過性能試驗的很少，做過市場分析的很少，互相低級模仿，最簡單的企業(yè)就是：挖土方、晾曬，磨粉三步。少數(shù)技術(shù)力量雄厚的企業(yè)，出于自身利益，技術(shù)保密，限制了技術(shù)交流。
1.3 高新產(chǎn)品的匱乏
中國膨潤土的高新產(chǎn)品是匱乏的。
高新產(chǎn)品不是按行業(yè)來分的，哪個行業(yè)都有高新產(chǎn)品。就目前已形成產(chǎn)業(yè)的鑄造土等產(chǎn)品，我們也都是其中低檔的。
大家都知道，鑄造業(yè)用膨潤土是很便宜的，但好的鑄造土是很貴的，主要看指標(biāo)。如目前的精密鑄造土就比普通的鑄造業(yè)用膨潤土貴好幾倍;還有進(jìn)口的鑄管用膨潤土更是天價，我們還好意思說鑄造膨潤土低檔嗎?精密鑄造土關(guān)鍵是強(qiáng)度，鑄管用膨潤土關(guān)鍵是膨潤指數(shù)，而這些指標(biāo)沒有高科技技術(shù)是達(dá)不到的。
說我們膨潤土應(yīng)用目前已達(dá)24個領(lǐng)域，也是這個行業(yè)的最低檔。
所以，造紙，我們只能生產(chǎn)助留助濾劑，無法生產(chǎn)白水處理劑等高端產(chǎn)品;
所以，涂料，我們只能生產(chǎn)涂料增稠劑，卻無法生產(chǎn)水包水助劑;
所以，我們只能生產(chǎn)活性白土，卻無法生產(chǎn)無碳復(fù)印紙材料助劑;
所以，我們只能生產(chǎn)二聚酸催化劑，卻無法生產(chǎn)K10或KSF催化劑;
所以，我們只能生產(chǎn)鈉基膨潤土，卻無法生產(chǎn)礦物凝膠;
所以，我們只能生產(chǎn)白色膨潤土凝膠，卻無法生產(chǎn)化妝品膨潤土;
因此說，開發(fā)高附加值的產(chǎn)品是當(dāng)務(wù)之急。大力開發(fā)附加值高的膨潤土產(chǎn)品可獲得高附加值的回報，并避免資源浪費。
2 膨潤土深加工的方向
無論是技術(shù)還是產(chǎn)品，我國膨潤土和世界膨潤土的差距很大，如不盡快趕上，將跟不上市場的需求。我國膨潤土未來深加工的方向?qū)⒃诩兌?、工藝、產(chǎn)品及性能上下工夫。
2.1 純度
膨潤土只有純度達(dá)到一定程度才能充分體現(xiàn)其自身的優(yōu)異性能。
許多高檔膨潤土產(chǎn)品都是很純很純的蒙脫石。前不久，我在網(wǎng)上看到一句廣告：好膨潤土來自好蒙脫石。廣告的產(chǎn)品竟是：懸浮性好、分散性強(qiáng)造漿用膨潤土。這說明純度對好的產(chǎn)品很重要。
研制膨潤土高檔產(chǎn)品首先必須去掉雜質(zhì)，提高蒙脫石含量，蒙脫石純度通常是研制高檔產(chǎn)品的關(guān)鍵，提純方法難易程度直接關(guān)系到生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)的可行性，無論是還是干法。
目前能被認(rèn)可的濕法提純方法是能夠在保持蒙脫石結(jié)構(gòu)不破壞的前提下來去除雜質(zhì)礦物，一般以水為介質(zhì)的物理提純法，這樣提純得到的產(chǎn)品不僅蒙脫石純度得到提高、顏色趨于純正，而且結(jié)構(gòu)式、層電荷密度也不會失真。被去除的雜質(zhì)礦物一般是伊利石、長石、沸石、方解石、石英以及膠態(tài)二氧化硅、三氧化二鋁等。如果純度有特殊要求，還要去除方英石、高嶺土，重金屬等。方英石在醫(yī)藥蒙脫石和飼料蒙脫石是受限的。
提純技術(shù)雖然是剛剛起步，但單從純度上來講，所屬技術(shù)已達(dá)一定水準(zhǔn)，產(chǎn)品可達(dá)出口標(biāo)準(zhǔn)。但產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)還有差別，需要慢慢跟上。
近年，新疆、河北、遼寧、內(nèi)蒙、浙江、四川、湖北陸續(xù)上了膨潤土提純生產(chǎn)線，將對改變膨潤土的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)起到推進(jìn)作用。
2.2 工藝
鈣基膨潤土人工鈉化的流程一般為：鈣基土原礦→破碎→加入碳酸鈉(濕法還需加水)→混合擠壓→回轉(zhuǎn)爐干燥→碾磨→空氣分級→鈉基土產(chǎn)品。
活性(酸性)白土的加工流程一般為：膨潤土→破碎→加入鹽酸或硫酸(濕法需加水和分散劑)→充分?jǐn)嚢?amp;rarr;混合擠壓→回轉(zhuǎn)爐干燥→加熱空氣粉磨→空氣分級→儲存。
有機(jī)膨潤土加工的一般流程為：原礦→粉碎→分散→改型(鈉化)→提純→加銨鹽覆蓋→漂洗→脫水→烘干→粉碎→包裝。
濕法提純加工主要工藝過程為：破碎----鈉化改型----制漿----沉降分離(離心、水旋)----脫水干燥。
無論鈉基膨潤土鈉化加工工藝，還是活性白土、有機(jī)膨潤土等的加工工藝，都要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。復(fù)雜的工藝要簡單化，簡單的工藝要復(fù)雜化，這是工藝的要義。
鈉基膨潤土不僅要質(zhì)量好，還有穩(wěn)定，均質(zhì)技術(shù)是核心。
活性白土要向低污染和綜合利用發(fā)展。
有機(jī)膨潤土要向功能化發(fā)展。李強(qiáng)發(fā)明的用于聚氨酯蒙脫土納米復(fù)合材料制備的一種全新的聚氨酯專用納米交聯(lián)劑：MM T215Q，就是一種有機(jī)蒙脫土，但其合成工藝和通常的有機(jī)膨潤土的工藝是相異的，但納米交聯(lián)作用十分明顯，這就是工藝的貢獻(xiàn)。
蒙脫石要向純凈化綠色化發(fā)展。不要是因為沒有技術(shù)或為了提高純度而將本來是純天然的礦物質(zhì)加工成化學(xué)品。
2.3 產(chǎn)品及性能
蒙脫石、有機(jī)膨潤土、無機(jī)凝膠、催化劑等應(yīng)該是大力開發(fā)的產(chǎn)品，不僅要增加品種，還有提高性能。
蒙脫石要向醫(yī)藥混懸液、介孔蒙脫石、接枝蒙脫石、柱撐蒙脫石、載離子蒙脫石等功能性蒙脫石方向發(fā)展。
蒙脫石在醫(yī)藥上的應(yīng)用要加強(qiáng)。除止瀉藥外，其他的也可做大，治療感冒、鼻炎、痛風(fēng)等都是有效的。另外，作為農(nóng)藥伴侶(1噸農(nóng)藥要2-3公斤蒙脫石以防誤食搶救)可以提到日程上來。
有機(jī)膨潤土已是一個大產(chǎn)業(yè)。今后要花大力氣開發(fā)水溶性有機(jī)膨潤土、有機(jī)蒙脫土、橡塑納米阻燃劑等。插層只是一個階段的技術(shù)，非插層、非季胺鹽性有機(jī)膨潤土也應(yīng)研發(fā)，特別是有一定數(shù)量的“錨定點”的有機(jī)化，納米化的效果更優(yōu)。另季胺鹽性有機(jī)膨潤土不可以用于飼料養(yǎng)殖，有毒有害。
蒙脫石或膨潤土催化劑在脫硝上很成功，應(yīng)向K10或KSF催化劑方向發(fā)展。蒙脫石的層間結(jié)構(gòu)是優(yōu)良的催化劑本體或載體。
無機(jī)凝膠是最有商業(yè)用途的無機(jī)高分子類增稠劑，目前應(yīng)用極廣，用量也大。國際上的一些經(jīng)銷商也在國內(nèi)積極尋找生產(chǎn)廠家合作，無論是類似維格姆(Veegum)凝膠，還是類似洛克伍德的產(chǎn)品，都很有市場和競爭力，因為中國產(chǎn)品離原礦最近。當(dāng)然。這種無機(jī)凝膠不應(yīng)該是蒙脫石和CMC等有機(jī)物的混合物。
還有定時沉降的酒類澄清劑、高強(qiáng)度精密鑄造土、高膨脹低燒蝕鑄管用膨潤土等等，都應(yīng)該是大力開發(fā)的產(chǎn)品。
未來的產(chǎn)品更強(qiáng)調(diào)性能，強(qiáng)調(diào)品質(zhì)。
3 蒙脫石在膨潤土產(chǎn)業(yè)中的地位
蒙脫石是組成膨潤土的主要成分，但膨潤土不是蒙脫石。近年，隨著蒙脫石研發(fā)的快速發(fā)展，工業(yè)化產(chǎn)品蒙脫石純度已突破95%大關(guān)，蒙脫石已超出膨潤土范疇作為獨立的品種應(yīng)用在精細(xì)化工、醫(yī)藥、日用化妝品等高科技領(lǐng)域。
蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)
蒙脫石是天然的層狀硅酸鹽納米材料，每層厚度僅1 nm，顆粒細(xì)小，比表面積巨大，每立方毫米(半個米粒)能容納三千億個顆粒，每克粉劑就能覆蓋110平米的籃球場大小。這是蒙脫石特點之一，層與層之間可以滑動打開、延展，層與層之間并不散亂分離，從而形成連續(xù)保護(hù)膜，無死角，無漏洞。
蒙脫石層間帶負(fù)電，使得蒙脫石具有強(qiáng)大的靜電吸附能力，可吸附固定抑制多種有害雜質(zhì)。脫霉止瀉就是利用這個原理。
蒙脫石將是膨潤土的支柱產(chǎn)業(yè)。
蒙脫石已廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、飼料、獸藥、養(yǎng)殖、催化劑、化妝品、核廢料處理等領(lǐng)域，如止瀉、脫霉脫菌、凈化水質(zhì)、止血消炎、抵抗應(yīng)激、催化脫色脫硝、美容美膚、納米插層、柱撐介孔等。產(chǎn)品是按蒙脫石的作用和性能開發(fā)的：
治療腹瀉，保護(hù)胃腸粘膜的作用——止瀉藥;
吸附和脫除霉菌毒素的作用——脫霉劑;
凝血止血的作用——止血劑;
抗應(yīng)激性的作用——抗應(yīng)激添加劑;
干燥體表的作用——爽身粉;
吸附氨氣，凈化環(huán)境的作用——飼養(yǎng)環(huán)境改善劑;
凈化水質(zhì)，降低有毒物質(zhì)危害——水質(zhì)改善劑;
核廢料處理劑——核工業(yè)的保護(hù)神;
高級催化劑——K10、KSF、脫硝催化劑;
高懸浮高觸變——高級無機(jī)凝膠、流變劑、增稠劑;
礦物飲料——白土奶;
化妝品——面膜，霜膏;化妝品加入蒙脫石可去污、解毒、止癢、美容、保濕，還可減少相應(yīng)有機(jī)膠的用量，減輕了有機(jī)膠對人體皮膚的刺激和環(huán)境污染。
納米阻燃劑——蒙脫土，最新的阻燃劑;
此外，蒙脫石在治療痛風(fēng)、感冒、鼻炎、中耳炎上的臨床也很成功。
蒙脫石在藥用、養(yǎng)殖飼料、精細(xì)化工(涂料催化劑無機(jī)凝膠等)已初具規(guī)模，競爭也激烈。因此中國蒙脫石的市場很亂，用膨潤土代替蒙脫石太多了，價格相差幾十倍的都有。
中國蒙脫石市場消費規(guī)模及需求潛力有多大?這是個沒人能說得清抑或不肯說的，但市場大卻是心知肚明的，畜牧業(yè)的腹瀉問題和飼料的霉菌毒素問題，光這二項就需要大量的蒙脫石，這還不包括奶牛用的剛需，牛奶的質(zhì)量是硬指標(biāo)。
蒙脫石進(jìn)入飼料目錄，歸屬“天然礦物質(zhì)”。特征描述為“由顆粒極細(xì)的水合鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物，一般為塊狀或土狀。蒙脫石是膨潤土的功能成分，需要從膨潤土中提純獲得。”強(qiáng)制性標(biāo)識要求“吸藍(lán)量、吸氨值、水分”。
先說強(qiáng)制性標(biāo)識，吸藍(lán)量本是膨潤土的主要指標(biāo);吸氨值本是沸石的主要指標(biāo);水分本是通用的主要指標(biāo)。其實，沒一個是真正的蒙脫石指標(biāo)。
倒是特征描述要求“需要從膨潤土中提純獲得”，但怎么提純卻沒詳細(xì)解釋，是濕法提純?還是干法提純?提純的程度如何?一片空白。
所以，目前蒙脫石市場現(xiàn)狀混亂不堪，質(zhì)量良莠不齊，價格混亂。膨潤土冒充蒙脫石的現(xiàn)象還很多，含方英石的產(chǎn)品還在大量使用，重金屬超標(biāo)的產(chǎn)品還在大量使用，沒有礦山的說有礦山，沒有生產(chǎn)線的說有生產(chǎn)線，沒有改性的說已改性。
目前，國內(nèi)有50多家號稱自己能生產(chǎn)銷售蒙脫石，急需整頓。這種混亂，主要表現(xiàn)在用于飼料脫霉劑的蒙脫石，因為目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。用XRD和用吸藍(lán)量解釋自己產(chǎn)品含量的都存在，必定造成產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一。
行業(yè)呼喚有用的飼料蒙脫石的標(biāo)準(zhǔn)出臺，約束蒙脫石產(chǎn)品，提高蒙脫石質(zhì)量。
建議蒙脫石含量用X-衍射儀法，或采用吸藍(lán)量，但要提供XRD-吸藍(lán)量對著曲線。吸蘭量法是一種相對的半定量判斷法，不能判定礦中其它共生礦的種類與含量，也不能判定礦是高層電類型，還是其它類型。其最大的問題是測試含方英石高的礦誤差很大，因方英石也具有吸附功能，測定值偏高。
建議對蒙脫石中的方英石含量進(jìn)行限制，方英石是一種有害物。
建議對蒙脫石的顏色進(jìn)行一定的限制。不強(qiáng)調(diào)白色，但也不要大紅大綠大黑，太邊緣的顏色會影響飼料的外觀。
5 結(jié)論
(1)中國膨潤土現(xiàn)狀是資源豐富，但加工能力差，高新技術(shù)和高新產(chǎn)品是匱乏的。
(2)我國膨潤土未來深加工的方向?qū)⒃诩兌取⒐に?、產(chǎn)品及性能上下工夫。
(3)蒙脫石將是膨潤土的支柱產(chǎn)業(yè)。優(yōu)質(zhì)的蒙脫石生產(chǎn)前提是：要有合適的、穩(wěn)定的礦源;要有先進(jìn)的生產(chǎn)工藝;要有自己的濕法生產(chǎn)線。
