舒 鋒

（中國(guó)非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100035）

0 前言

葉蠟石屬結(jié)晶結(jié)構(gòu)為2∶1型的層狀含水鋁硅酸鹽黏土礦物?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式為Al2［Si4O10］（OH）2，理論化學(xué)組成為Al2O328.3%，SiO266.7%，H2O5.0%。

葉蠟石由酸性火山玻璃水解改造或區(qū)域變質(zhì)或低溫?zé)嵋何g變而成。質(zhì)地細(xì)膩，常呈淡黃、乳灰白、灰綠等顏色，蠟狀光澤，有滑感，硬度低（1～2），密度2.65～2.90 g/cm3，耐火度大于1 700℃，在水中無膨脹性和可塑性，吸水性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有化學(xué)惰性、絕緣性和絕熱性［1］。常與石英、高嶺石、蒙脫石、地開石、絹云母以及藍(lán)晶石、紅柱石、剛玉等礦物共生，主要用于建筑陶瓷、耐火材料、玻璃纖維、造紙、塑料等十幾個(gè)領(lǐng)域。

1 我國(guó)葉蠟石資源概況

我國(guó)是世界上葉蠟石礦儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家之一，其已探明儲(chǔ)量?jī)H次于日本和韓國(guó)。截至2020年，我國(guó)葉蠟石礦區(qū)數(shù)量達(dá)到78個(gè)，基礎(chǔ)儲(chǔ)量2 952.17萬t，儲(chǔ)量332.75萬t，資源量達(dá)到7 048.93萬t，查明資源儲(chǔ)量1 0001.10萬t（表1）。從儲(chǔ)量上看，浙江省的葉蠟石礦產(chǎn)儲(chǔ)量占全國(guó)第一，浙、閩兩省是我國(guó)葉蠟石礦產(chǎn)最多的省份，分別占探明儲(chǔ)量的48.85%和28.68%；其次是江西、北京、內(nèi)蒙古、新疆等?。▍^(qū)）；在黑龍江、廣東、廣西等省（區(qū)）也有分布。

表1 我國(guó)葉蠟石儲(chǔ)量［2］

2 我國(guó)玻纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)近年來處于高速發(fā)展的階段。2011~2020年，我國(guó)玻纖產(chǎn)量年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到6.85%。特別是近兩年隨著玻璃纖維產(chǎn)品供求關(guān)系好轉(zhuǎn)，下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，市場(chǎng)景氣度快速回升。2020年我國(guó)玻纖產(chǎn)量541萬t，約占全球總產(chǎn)量的65%，中國(guó)已成為世界規(guī)模最大的玻纖生產(chǎn)國(guó)［3］。

我國(guó)玻纖生產(chǎn)企業(yè)分布相對(duì)集中，主要集中在浙江、山東、四川、江西、重慶等地，具有較強(qiáng)的集群效應(yīng)。在此競(jìng)爭(zhēng)格局下，大型玻纖企業(yè)具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，新興企業(yè)進(jìn)入該市場(chǎng)非常困難。隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格以及較高的技術(shù)、資金等要求，我國(guó)從政策上也提高了準(zhǔn)入門檻，大型玻纖企業(yè)的優(yōu)勢(shì)將更加明顯。不僅新興企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)更困難，競(jìng)爭(zhēng)力較弱的企業(yè)也很可能被逐漸擠出市場(chǎng)。預(yù)期行業(yè)集中度將進(jìn)一步提高，寡頭壟斷格局會(huì)長(zhǎng)期維持［4］。

圖1 2011~2020年玻纖總量及增速變化情況

近年來，隨著玻纖行業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)也培育了一批大型優(yōu)質(zhì)玻纖生產(chǎn)企業(yè)，如中國(guó)巨石、泰山玻纖和重慶國(guó)際等玻纖企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)、資金、品牌及成本控制等多方面均具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)巨石、泰山玻纖和重慶國(guó)際是國(guó)內(nèi)玻纖行業(yè)的三大巨頭，約占到國(guó)內(nèi)玻纖產(chǎn)能的70%左右。以中國(guó)巨石、泰山玻纖為代表的中國(guó)玻纖企業(yè)的迅速崛起，正不斷改變著世界玻纖格局［5］。

3 葉蠟石在玻纖行業(yè)中的應(yīng)用

葉蠟石并不是唯一能用來生產(chǎn)玻璃纖維的含Al2O3礦物原料，歐美國(guó)家的玻璃纖維企業(yè)，采用精選或質(zhì)地好的高嶺土而不是葉蠟石作玻纖原料。

玻璃纖維主要成分為SiO2、Al2O3、CaO和MgO等，約占玻纖組分的90%，這些組分主要由石英砂、葉蠟石、高嶺土、白云石、硼鈣石等天然礦物原料引入。玻纖中使用葉蠟石的主要目的是引入Al2O3，代替鋁粉降低成本，提高玻纖機(jī)械強(qiáng)度，其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)以16%～22%的中鋁葉蠟石為佳，Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或過低都對(duì)生產(chǎn)工藝有很大影響。由于葉蠟石產(chǎn)地和成因不同，葉蠟石中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有偏差，均要求產(chǎn)品批次內(nèi)均勻度≥97%，批次間均勻度≥95%。Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)是玻纖用葉蠟石質(zhì)量控制的一個(gè)重要指標(biāo)，它不僅影響玻纖的著色問題，對(duì)池窯中玻璃液的傳熱性能也有重要影響。另外含K2O、Na2O高的伊利石型葉蠟石也不適合無堿玻璃纖維的生產(chǎn)；含有的石英型水鋁石，在窯爐中不易熔化，拉絲時(shí)易產(chǎn)生斷頭。

玻纖用葉蠟石技術(shù)指標(biāo)為：葉蠟石原礦中Al2O3≥16%，且Fe2O3≤0.5%（表2）。

表2 玻纖用葉蠟石技術(shù)指標(biāo)

按玻纖的成分和原料配方，葉蠟石原料占玻纖產(chǎn)品重量的60%，2020年我國(guó)玻纖行業(yè)大約需要325萬t葉蠟石。目前葉蠟石開采礦山有67個(gè)，其中大型礦山約占9%（年產(chǎn)10萬t以上），小型礦山約占64%，可直接用于玻纖原料的礦山約占總數(shù)的1/5，大部分礦山葉蠟石資源品質(zhì)稍差，部分指標(biāo)（多為Fe2O3）不能滿足玻纖要求，并且選礦難度大，主要用于陶瓷、耐火材料等其他行業(yè)。

我國(guó)玻纖葉蠟石供應(yīng)主要分為兩種類型，一種為玻纖企業(yè)建有粉料加工生產(chǎn)線，通過市場(chǎng)外購(gòu)葉蠟石塊礦，自行生產(chǎn)葉蠟石微粉。如中國(guó)建材集團(tuán)旗下的大型玻纖公司中國(guó)巨石和泰山玻纖均有自己的原料粉磨生產(chǎn)線。另一種是獨(dú)立的玻纖原料供應(yīng)商，根據(jù)玻纖企業(yè)需要，提供葉蠟石、高嶺土及其不同搭配的多種粉料產(chǎn)品。如福建遠(yuǎn)嘉、浙江磊納是國(guó)內(nèi)葉蠟石微粉的大型加工企業(yè)［6］。

4 葉蠟石在玻纖行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）多礦點(diǎn)配礦才能滿足玻纖企業(yè)質(zhì)量要求。隨著葉蠟石資源的不斷開發(fā)，資源品質(zhì)逐漸下降，單一礦點(diǎn)的礦石難以單獨(dú)進(jìn)行玻纖生產(chǎn)，需要多礦點(diǎn)進(jìn)行配礦才能滿足質(zhì)量需求。根據(jù)配礦原則，一般選擇2種葉蠟石按照一定的比例進(jìn)行搭配使用。有必要時(shí)，由3種或4種葉蠟石進(jìn)行搭配。配礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是均化，要確保原料的質(zhì)量穩(wěn)定性、化學(xué)成分的均勻性。

（2）葉蠟石選礦除鐵工藝研究亟需加強(qiáng)。我國(guó)葉蠟石中Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高，而且與Al2O3相比，F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)高才是限制我國(guó)玻纖用葉蠟石資源的主要問題。我國(guó)葉蠟石Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布在0.25%～1.5%區(qū)間的占82%以上。統(tǒng)計(jì)推算，經(jīng)過選礦除鐵后，假如Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低0.1%，那么玻纖葉蠟石的可供給量可增加8%。在現(xiàn)有葉蠟石資源基礎(chǔ)上，單純利用選礦除鐵技術(shù)就能提高我國(guó)玻纖葉蠟石資源可供量，除鐵是提高資源保障的可行方法之一。

（3）建立專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化玻纖原料生產(chǎn)基地是趨勢(shì)。從發(fā)達(dá)國(guó)家玻纖工業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，玻纖原料生產(chǎn)越來越趨向?qū)I(yè)化。通過專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的玻纖原料基地，為玻纖企業(yè)提供質(zhì)量穩(wěn)定、滿足加工要求的標(biāo)準(zhǔn)化原料，不僅可以避免因原料不穩(wěn)定，造成拉絲作業(yè)嚴(yán)重?cái)囝^飛絲現(xiàn)象，而且可以大大提升玻纖產(chǎn)品的質(zhì)量；建立完善的標(biāo)準(zhǔn)化原料檢驗(yàn)檢測(cè)、均化及物流系統(tǒng)，保障玻纖企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)，推動(dòng)我國(guó)玻纖行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，建立專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化玻纖原料基地是保障玻纖質(zhì)量穩(wěn)定的重要手段。