【原创】非金属矿精细化加工和高值化应用的“术”与“道”——专访武汉理工大学张凌燕教授


来源:www.188betkr.com 昧光

[导读]揭开非金属矿深加工和高值化应用的秘密。

www.188betkr.com 讯10月30日,由www.188betkr.com 主办的“非金属功能粉体加工与应用技术交流会”在上海跨国采购会展中心成功举办。大会期间,我们邀请了武汉理工大学张凌燕教授做客“对话”栏目,解析非金属矿高值化应用的技术内核和未来方向。


粉体网:张教授,您认为当前的非金属矿深加工技术和装备发展水平如何?

张教授:非金属矿产业在国内发展的时间比较长了,近十几年无论是粉体材料高纯化、精细化、超细化,还是装备大型化、智能化、节能化都有较为突出的进步。

例如超细粉碎设备种类越来越多,装备功能一直在优化,出现了高效分级技术、组合式粉碎、新型研磨机制装备、研磨改性一体化装备等。另外,智能化与数字化融合方面,也出现了一些数字孪生技术、离散元仿真技术、预测性维护技术、柔性生产技术等。可以预见的是,未来非金属矿深加工技术装备的发展将更加聚焦于提升产品价值、降低综合成本和对新兴产业的适配性。

粉体网:张教授,您认为,是什么造成了研究成果和生产现状之间的差距,应该如何填补这个差距?或者说,谁来填补?

张教授:研究成果和工业化生产之间一直存在一道不易跨越的“鸿沟”,原因有很多,首当其冲就是关键参数无法等比例缩放,就是“尺度放大效应”,另外原料复杂性、关键技术装备缺失、成本与效益失衡、中试环节薄弱、知识产权保护等对研究成果转换也有各种各样的影响。

从我们的亲身实践来讲,石英砂、石墨等提纯技术就存在这方面的问题。研发领域可能有一些研究人员过分注重实验室研究,在研究过程中没有考虑到在生产中如何去实践,研究成果可能在实验室阶段被埋没了。如果我们和企业很好的结合,根据市场需求来考量技术研发,可能会更顺利的得到企业的支持,更快进入市场。本质就是走产学研结合的路,不过现在更多的应该是产学研商的结合,这四个环节实现技术、产品、市场的闭环。

粉体网:张教授,您长期从事石墨、石英、长石高岭土萤石、磷矿、碳酸盐等多种代表性非矿的研究及产业化工作,您认为非矿粉体加工行业的前景如何?今后,深加工技术装备方面,可能有哪些重要发展趋势?

张教授:非金属矿有一个很重要的利用渠道就是深加工,粉体就是其中一个重要的环节。粉体是组分的单一化,其深加工方向主要是三个方面,高纯或超纯,粒度超细或搭配精细分级,粒度控制即追求粒度形状的精准化和可控化。粉体装备方面,把非金属矿精细化加工推向大型化、高效化、节能化。逻辑关系上,市场追求高效化(包括高产出、高效益)→通过技术装备路径大型化(包括规模化、稳定化)来实现→同时必须满足节能化(包括低成本、合规、可持续)的要求,而节能化技术又促进和优化高效化的质量。其根本目的,始终是为了生产出能满足高端制造业需求的、高附加值、低成本、环境友好的非金属矿物材料。

粉体网:张教授,非金属矿高值化应用在行业中已经喊了很多年了,您认为目前哪些矿物粉体材料具备高值化发展潜力?

张教授:非金属矿高值化利用实质上是国家发展的战略需求,那与之相关的比如新能源、新材料,这些行业需求的非金属矿都可能具备很好的潜力。以石英为例,超细石英粉体、高纯石英粉体已经广泛应用于芯片材料、高端涂料等领域。在这些领域应用,高纯、超细、粒度形状这些都能把价值体现出来。因此一般都认为,经过选矿、加工、提纯、超细粉碎和研磨它就能在很多领域实现高值化。

石墨也是如此,和国家发展的新能源、新材料息息相关。在新能源领域,石墨是锂离子电池负极材料主体,还是双极板的核心填料,是高温气冷堆中不可或缺的中子慢化剂等。在新材料领域,石墨也是具备很高性价比和稳定性导电材料、散热复合材料、耐火材料、润滑材料、密封材料、海水淡化膜、防腐涂层、生物医学设备组件等。

粉体网:非矿粉体高值化是什么因素决定的?粉体性质、加工技术装备还是新的市场需求?

张教授:高值化还是围绕纯度、细度、级配、低能耗,因为我们的装备技术、研发技术都要围绕这几个方面展开。装备开发一定要结合工艺技术来实现,装备技术主要涉及一些材料,内衬材料、耐磨材料、低污染材料,可能都是未来装备发展所需要关注的关键点。

粉体网:张教授,前两年非矿粉体企业经历了一波转型升级热潮,但今年项目似乎很少。“十五五”开局之年在即,您能否给一些找项目的、上新产品的、转型的企业一些发展方向或建议?

张教授:要围绕和国家战略需求以及“十五五”规划密切相关的,还有国家安全相关的材料也是一个重要的方面。根据我们所涉及的一些领域,新能源、新材料、军工等都涉及到非金属矿粉体材料。例如船舶用防海洋生物污染涂料,非金属矿粉体材料种类多,功能丰富,储量大,这都是优势。我们在芯片、光刻胶方面非金属矿也都有介入。高端制造业常用的石墨导电材料,一些超细石墨、高纯石墨粉体和材料有非常多的成果,应用效果、成本两大核心优势非常突出。至于建议,最重要的是,我们这个行业要主动和国家的发展战略及发展方向匹配,我们要主动靠拢。我们的研发人员、技术人员要紧紧抓住国家发展带来的战略机遇,不断深入探索研究,同时积极与企业开展合作,抓住企业这个关键的发展主体,让新的研究成果落地。


(www.188betkr.com 编辑整理/昧光)

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作者:昧光

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