陶瓷工业用钾长石应用技术及产业前景

宗培新

（中国非金属矿工业有限公司，北京 100142）

1 钾长石在陶瓷工业中的应用

长石是钾、钠、钙等碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。钾长石具有熔点低(1150±20℃)、熔融间隔时间长、熔融粘度高等特点，广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门。长石矿物除了作为玻璃工业原料外(约占总用量的50%～60%)，在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等行业。

钾长石在陶瓷中的应用有如下几个方面：

(1)钾长石既是熔剂原料又是瘠性原料，在坯体中降低烧成温度又可缩短坯体的干燥时间，同时减少坯体干燥时的收缩和变形。钾长石在陶瓷工业中的用量约占钾长石总量的30%。

(2)钾长石在高温下，熔化为长石玻璃，填充坯体颗粒间的空隙，粘结颗粒使坯体致密，可改善透明度，有助于提高坯体的机械强度。

(3)长石玻璃在高温下是液态介质，能促使石英和高岭矿物的熔解和相互渗透，促进莫来石结晶的生成和发育。

(4)钾长石的组成中包含有瓷坯中的主要氧化物，因此作为主要原材料可以替代其他工业原料，降低生产成本。国内几种常见钾长石的化学成分见下表。

钾长石原料的化学组成(%)

2 我国钾长石资源分布及特点

我国钾长石资源储量及其丰富，分布广泛，贮量和品质各不相同，主要分布在黑龙江、新疆、陕西、青海、云南、山西、辽宁、河北、河南、江苏、安徽、福建、广东、广西、四川、山东等省区，已有文献报道的钾长石矿源达60多个。平均K2O含量为11.63%，储量达79亿t。其中山西、黑龙江、新疆、陕西、青海的储量约占钾长石已探明储量的90%。山西钾长石储量据报道在全国名列第一，达30亿t，其钾长石中的钾含量为12%～13%，Fe2O3含量＜1%，Al2O3含量＞18%，在工业应用指标中属于优质矿石。

(1)广东。

广东钾长石资源丰富，探明储量居全国第四位，80%是伟晶岩矿床。矿床受大断裂带及侵入岩体影响。在清远、中山、云浮、五华、高州等地有小规模开采。但质量不稳定，省内高质量钾长石粉仍需从外地引入购入。

(2)山西。

山西钾长石广泛分布于北至阳高、南至运城地区，以太原附近的古交、娄烦、阳曲、静乐、原平、代县、吕梁最为集中，原矿呈肉红色、解理好，开采时间较长。原平钾长石中钾含量11%以上，钠含量2%～3%，铁含量0.2%以下，云母少，烧后白度较好。

(3)河南。

河南钾长石主要集中在西南部的伏牛山一带，东北部也有出产。河南内乡、卢氏、西峡、嵩县均有较大量的钾长石产出，其特点是钾含量10.5%，钠含量3%左右，铁含量0.3%以下，含云母，部分矿体云母多。该地钾长石适宜于陶瓷釉料的生产，烧后白度较好。河南安阳主要以产钠长石为主，钾含量7%左右，钠含量高。

(4)内蒙古。

内蒙古钾长石分布范围从东边的锡林浩特到西边的巴彦淖尔，主要产区在察哈尔右翼后旗、中旗、包头以北。内蒙古钾长石资源特点是覆盖层薄、剥采比小，便于开采。但也正是这些特点，造成了该地区钾长石的一些显著特征。

(5)陕西。

陕西钾长石主要分布于秦岭南北及商洛地区，各有特点。商洛地区钾长石，大体可分为两种：一种为白色钾长石，解理好，部分有云母，钾含量8%以上，钠含量3%以上，铁含量低，可达0.1%以下，烧后白度很好。多为小规模开采。

(6)河北。

河北钾长石矿分布很广，从其东北部的唐山一带，到西南部的邢台地区均有较大量的钾长石产出。大部分钾长石呈浅肉红色(望都)—褚红色(邯郸)，解理好，铁含量0.2%左右，铝含量16%～19%，钾含量10%～13%，钠含量2%～3%，烧后白度一般。

(7)四川。

四川汉源储量达到20亿t，但钾长石K2O含量一般在3%～7%，这类矿床一般不具有工业意义。四川宝兴地区钾长石矿床矿石的化学成分中K2O含量一般在9%～15.2%，储量达4.5亿t，在工业应用指标中属于优质矿石。

(8)辽宁。

辽宁钾长石资源丰富，主要分布在抚顺、阜新、辽阳、丹东凤城、鞍山岫岩等地区，辽宁钾长石主要用于陶瓷工业。

(9)新疆。

新疆钾长石集中分布在阿尔泰地区，主要富含在花岗伟晶岩矿脉和钾长花岗岩中，钾长石矿床矿石的化学成分中K2O的含量一般在11.71%～13.54%，Fe2O3多数＜1%，个别或局部达到0.13%～0.24%，具有K2O品位高，Fe2O3含量低的特点，在工业应用指标中属于优质矿石。

3 国内钾长石加工技术水平及质量要求

我国钾长石资源丰富，但由于铁、钛及其他有害元素超标，钾长石的选矿提纯一直是困扰此行业的主要问题之一。由于陶瓷行业对原料的苛刻要求，除极少数天然钾长石资源无需选矿外，一般都需要对钾长石资源进行必要的选矿加工，除去其中的铁、钛、锰等有害杂质。目前国内的选矿方法大体如下几种。

(1)传统加工方法。

国内部分私企加工钾长石的方法比较简单，使用破碎、轮碾、筛分的方法，这种方法原始，外来铁混入少、投资少、加工成本低，但缺点是产量小、粉尘污染大，产品指标不能保障。

(2)干法选矿。

干法选矿工艺比较简单，具体为：原矿→手选→破碎→磨矿→除铁→成品。此方法简单，加工成本低，设备投资少。设备一般选用颚破加对辊破、球磨配强磁选机。但是本方法选矿效果不明显，指标不易达到要求，目前国内已经鲜有企业选用此种选矿工艺。

(3)湿法选矿。

随着科学的进步，除铁工艺的不断完善，湿法选矿除铁工艺已经被越来越多的厂家选用。该工艺为：原矿→破碎→磨矿→除铁→脱水→烘干→成品。

设备选型主要为破碎采用颚式破碎机和对辊破碎机，磨矿采用球磨机，除铁采用永磁除铁器、高梯度磁选机，脱水采用真空脱水机，烘干一般采用辊筒干燥机。如果需要，在工艺设计时还需考虑浮选工序，以除去原矿中的其他有害杂质。目前国内钾长石加工企业中大多选用此种工艺。此工艺技术成熟、可靠，产品可满足陶瓷行业对原料的技术要求。

做抛光砖坯体的钾长石对粒度的要求＜5mm。一般现有矿山采用的加工方法是使用颚式破碎机进行粗破，然后配对辊破碎机进行细碎、筛分即可。

目前国内钾长石原料比较紧张，钾含量在11%以上的钾长石非常适合做釉料使用，钾含量9%以下的钾长石适合做抛光砖坯体使用。

4 国内钾长石需求现状及产业现状

4.1 需求现状

钾长石在陶瓷工业中做陶瓷坯体配料、陶瓷釉料的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其他行业。随着经济的发展，玻璃产品、建筑陶瓷等用量越来越大，钾长石需求量日益增加，市场前景广阔。

随着陶瓷行业的大力发展，钾长石资源的大量消耗使得钾长石矿储量不断减少，开采的成本越来越大，所以钾长石价格上涨成为必然。国内优质钾长石供不应求，目前陶瓷工业用优质钾长石资源从朝鲜、印度等国家大量进口。

从我国钾长石企业的性质来看，目前钾长石的开采经营者以民企为主，我国钾长石矿分布分散，开采条件差，起点低，相对风险较小。钾长石行业集中度低，企业数量多，规模小，资源浪费严重。

从全球钾长石市场来看，随着国际厂商不断进入中国市场，国内钾长石行业整合势必加剧，行业竞争愈发激烈。另外，我国钾长石产品大多是低端产品，其附加值较低，竞争手段单一，使得我国企业在与国际企业竞争中处于不利地位。

钾长石企业只有通过增大钾长石企业规模，提高钾长石行业集中度，才能改善我国钾长石产业秩序混乱、资源浪费严重、自然环境破坏严重、环境保护能力不足的局面。

4.2 产业现状

山东省陶瓷产区主要有淄博和临沂两个地区。山东淄博陶瓷生产历史悠久，经过二十多年的快速发展，淄博建陶业已发展成为基础雄厚、体系完备、市场涵盖面广、社会就业者众、极具区域特色的优势产业，是该市支柱产业的主要组成部分，在国内同行业中占据重要位置。通过引进、消化、吸收意大利、德国和西班牙等国的先进生产设备，该市建陶企业生产技术和装备水平迅速提高。目前该市建陶企业主要产品有微粉、聚晶微粉抛光砖、普通渗花砖、内墙砖、外墙砖等。临沂以生产中低档内墙砖为主，低档墙地砖很少使用钾长石，而大多使用瓷石。

淄博陶瓷企业使用的钾长石大都来自当地的鸡窝矿。国内目前陶瓷釉料主要产地为佛山和淄博两地。淄博的熔块产能为100多万t/年，已经达到国内的一半。目前所有的熔快加工企业均为民营企业，该领域技术要求高，市场竞争激烈。

山东对钾长石的需求量很大，主要来自山东、江西、河南、湖南、朝鲜等地。砖坯用量为150万t/年。

从去年底开始，山东陶瓷行业产能逐步恢复，目前市场行情看涨，产品供不应求。比2011年的产业形式乐观。就市场而言，由于陶瓷产业结构的变化，整体原料用量在减少，但是钾长石的用量在提高。品位高的原材料市场很好。

河南作为陶瓷行业的传统产区，近年来随着国内陶瓷行业产业调整，正逐步成为新型陶瓷产区，主要集中在内黄、鹤壁、汝阳、郑州等地。内黄瓷区主要产品有高档抛光砖、仿古砖、内外墙砖等产品。鹤壁市石林陶瓷产业集聚区，是河南省新兴的建陶产区，汝阳瓷区目前有四家陶瓷企业，三家均生产内墙砖，一家生产抛光砖。

目前，河南省坯体用钾长石主要来源于河南林州、卢氏县、洛阳宜川县、登封市。釉料用钾长石90%以上来自湖南平江，少量来自河南嵩县。钾长石主要用于陶瓷的坯体和釉料中，目前河南省钾长石的使用量超过300万t/年。

陕西省陶瓷企业目前有30余家，鉴于当前陶瓷企业的窑炉日趋大型化，产品以生产墙地砖为主，工厂主要集中在咸阳、三原、宝鸡、富平、千阳等地，产品主要是中低档产品，市场主要供应西部地区。由于东部及沿海地区产业转移，目前在陕西不断有新的陶瓷企业投资建厂。

很多低档砖厂由于价格问题，不使用钾长石，在陶瓷坯体中用的钾长石也属于低档，未来市场上高档砖是主流方向，低档砖将逐步退出市场。所以，钾长石在陕西的市场需求量将逐步扩大。

钾含量大于11%的高品质钾长石在全国各地都有很大的市场空间，低品位的钾长石一般就地销售。

5 结语

随着我国经济建设的快速发展及城镇化速度的不断提高，为陶瓷行业的加速发展提供了很大的空间，去年底至今，国内陶瓷市场出现回暖，多数企业产品供不应求。与以往不同的是，内陆地区的低端产品和广东的高端产品齐头并进，均受到市场的欢迎。据预测，未来十年我国陶瓷行业将出现平稳发展的局面，产品朝着高档、超薄的方向发展，其对原料的需求量可能有所减少，但是对钾长石的需求量将出现较大的增长趋势。