无机盐工业发展历程及发展趋势

无机盐工业发展历程及发展趋势

李连成1,应自卫2,李星玥3

(1.中海油天津化工研究设计院有限公司,天津300131;2.衢州南高峰化工股份有限公司;

3.中国矿业大学管理学院)

摘要:介绍了无机盐工业的产业特点,阐明了无机盐工业从基础产品向材料产品的发展趋势。回顾了国外无

机盐工业发展的不同阶段及其特点,中国无机盐工业经历发展、壮大的不同阶段。同时,指出目前中国无机盐工业发展存在的资源稀缺与消耗过快、绿色发展与污染治理、商业模式与盈利能力以及新市场拓展等突出问题,指出了中国无机盐工业存在的技术差距,并提出今后中国无机盐产业发展方向和建议。

关键词:无机盐工业;技术进展;趋势中图分类号:TQ11

文献标识码:A

文章编号:1006-4990(2019)07-0008-07

Review on inorganic chemicals industry development history and trend

Li Liancheng 1,Ying Ziwei 2,Li Xingyue 3

(1.CenerTech Tianjin Chemical Research &Design Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300131,China ;

2.Quzhou Nan Gaofeng Chemical Industry Co.,Ltd.;

3.School of Management ,China University of Mining and Technology )Abstract :The industrial characteristics of the inorganic chemicals industry were introduced ,and the development trend of

the inorganic chemicals industry from basic products to material products was expounded as well.The different stages and characteristics of the development of inorganic chemicals industry at abroad ,and the different stages of development and growth experienced by domestic inorganic chemicals industry were reviewed.At the same time ,it pointed out the prominent

problems such as the scarcity of resources and excessive consumption ,green development and pollution control ,business

model and profitability and new market expansion in domestic inorganic chemicals industry.It also pointed out the technologi ⁃cal gaps existing in inorganic chemical industry in China and the development direction and suggestion for future inorganic chemicals industry in China was proposed.

Key words :inorganic chemicals industry ;technology development ;trend

无机盐工业是无机化工的一个分支,是中国特有的产业分类,其范围涉及除三酸两碱、化肥、原盐及部分无机颜料之外的无机化工产品。无机盐工业具有以矿物加工为主、化工合成为辅的产业特点,其产品可分为矿物加工类产品和无机合成类产品。长期以来,无机盐工业产品主要是利用自然界已有的物质资源(矿物)进行加工及深加工。因此,矿物资源的储量、品质及其品种成为发展无机盐工业的重要前提条件。同时,人们也逐渐认识到,矿物加工既要考虑经济效益,也要兼顾矿物的综合利用和环境保护,以实现资源的最大化利用。无机合成产品是利用当代化学合成技术生产出来的、自然界没有的、具有

更好性能的物质。随着化学合成技术、装备及分析手段、特别是应用技术的不断进步,无机合成化学品逐渐由基础产品向预定性能化(即性能设计化)方向发展[1],成为无机精细化学品及无机材料产品。回顾产

业发展历程,无机盐工业的发展、壮大是伴随着化学工程的“三传一反”理论、工艺及装备的不断进步。可以说,无机盐工业发展历程也是无机盐工业技术进步的发展历程。

1无机盐工业产业特点

与化学工业中的其他分支相比,无机盐工业具有如下特点:

1)基础性。首先,无机化工(无机盐工业)是化学

收稿日期:2019-02-02作者简介:李连成(1967—

),男,高级工程师,从事无机盐、新材料产业信息研究;E-mail :ahf123@ 。

Doi :10.11962/1006-4990.2019-0060

第51卷第7期2019年7月无机盐工业

INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY

Vol.51No.7Jul.,2019

工业最基础的产业分支,在化学工业发展中历程最久;其次,无机盐产品是人类通过化学方法获取并利用自然界各种(矿物、部分金属)元素的第一步,

90%以上的无机盐工业产品来源于天然资源,包括固体、液体和气体形态;再其次,部分无机盐产品成为其他化学工业分支产业发展的重要原料或辅料,例如,氟化氢是有机氟化工(氟烃及氟聚合物)及无机氟衍生产品的基础原料。

2)辅助性。无机盐产品主要是为其他工业配套,也可以说,无机盐工业的发展状况,在某种程度上间接地反映了其他行业的发展、变化。在传统产业中,造纸工业、洗涤剂工业、印染鞣革工业、胶片及电视机等产业发展及技术变革对相关的碳酸钙、过氧化氢、铝化学品、过硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铬盐、碳酸锶、碳酸钾等无机盐需求量产生重大影响;新兴工业和新技术的不断涌现,推动了无机盐产品在质量和性能上的进步。例如,航空航天、信息技术、汽车制造业、生物工程、新能源和环保领域的快速崛起,对无机盐产品的微观结构、形貌以及光、电、磁、热、力等性能提出了更高要求,应运而生出无机涂层及复合材料、耐火材料、电子化学品材料、人工晶体、特种玻璃、结构陶瓷、功能陶瓷、生物医用材料、能源及储能材料等。

3)多样性。因科技进步和市场需要而不断增加新的产品,应用市场对无机盐产品的性能要求已逐渐从通用性向功能化或性能化转变。随着应用领域的拓展,特定的应用市场可能对无机盐产品的要求不仅限于一般的化学性能和纯、净度等技术指标,对产品的物理构造如,晶型结构、粒径、粒径分布、粒子形状、比表面积、色泽、色相、孔容、孔结构、黏度、流变性能、触变性能等指标提出更高的要求。例如,目前碳酸钙产品就已开发出纺锤形、立方形、球形、链锁形、链状、纤维状、花瓣状等晶体结构及其改性产品几十种,应用于造纸、塑料、涂料、医药、牙膏等通用及专用领域;电子级氢氟酸产品则关注产品的纯度和净度,纯度从ppm级(10-6)升级到ppb 级(10-9),甚至达到ppt级(10-12)。常见的无机盐材料化学品包括纳米材料、高纯超净化学品、光电材料、晶须材料、无机高分子材料等被广泛使用。4)大宗商品性。基础性无机盐产品的产能、产量伴随着需求的增长而增加。到2014年,世界年产量超过百万吨以上的无机盐产品,包括碳酸钙、硅酸钠、分子筛、白炭黑、氯化钾、硫酸钾、硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸钠、硫化钠、硼砂、硼酸、黄磷、磷酸、磷酸氢钙、三聚磷酸钠、过氧化氢、氯酸钠、二氧化钛、硫酸镁、氢氧化镁、氟化氢、氟化铝、二硫化碳等。这些大宗产品是无机盐工业最重要的产品,占无机盐工业总体产能的绝大部分。同时,伴随着大批量无机盐产品的生产,必然会消耗大量矿物资源和能源,同时产生大量的副产物,成为污染环境的隐患。

2国际无机盐工业发展进程

2.1无机盐工业发展初期

18世纪中前期,发源于欧洲的工业革命有力地促进了化学工业的迅速发展。由于采矿、冶金、制盐等行业迅速兴起,工业生产技术不断改进,矿物加工技术从手工作业(作坊)向现代工业技术(工厂)转变。从19世纪开始,以硫酸、纯碱为代表的基础化学产品的工业化生产,为无机盐工业的发展奠定了坚实的基础。在无机盐工业发展初期(即19世纪中期—20世纪40年代),无机盐工业主要是为满足其他工业的发展而实现更多产品的工业化生产。例如,由于造纸工业的兴起,1909年日本开发出碳化法制备碳酸钙方法,并于1914年实现工业化生产。

随着新兴工业和新技术的不断涌现,对无机盐的品种和数量提出了更高的要求。直至20世纪40年代初,无机盐工业已基本上形成一个体系,产品多达400种以上。

2.2无机盐工业发展繁盛时期

20世纪40年代末期到70年代是世界无机盐工业发展的繁盛时期,突出体现在产品生产的技术进步、产品品种和产量的增加以及产品结构的变化。

在此期间,无机盐工业在如下几方面表现出显著的变化:1)研究开发方面,在提高传统产品性能和优化生产工艺的同时,不断推出适用于新应用领域的专用无机材料、无机精细产品及无机聚合物。2)技术手段方面,新技术不断涌现,如20世纪50年代的沸腾床技术、离子交换技术,20世纪60年代的溶剂萃取技术、等离子技术,20世纪70年代的电渗析技术、反渗透技术不断应用于无机盐工业实际生产。

3)生产工艺开发和改进方面,以提高收率、节能降耗、减少污染为目的的新工艺不断涌现,大多数无机盐产品的生产技术实现了更新换代。例如,1953年美国杜邦公司采用蒽醌法制备过氧化氢,并逐渐替代了传统的电解法生产工艺;20世纪60年代,日本就已淘汰化学法制氯酸钠和氨钠法制氰化钠,分别

2019年7月李连成等院无机盐工业发展历程及发展趋势