一个扩大着的市场-膨润土

张德琦 编译

膨润土(bentonite)是一种多方面适用的矿物，在它的领域内应用数量始终在增长。近年来与运费上涨搏击所进行的奋斗中，这种高数量、低成本矿产2012年呈现反弹，在许多重要行业提高着全球范围内的形象。

 

膨润土乃一种黏土矿物，它可以膨胀，在水中能够吸附几倍于其干块体积。

 

这种有时称作漂白土(fuller’searth)的矿物主要由蒙脱石(montmorillonite也称胶岭石或微晶高岭石)构成，后者属于火山起因的蒙脱石(smectite)族。蒙脱石为一种层状晶体聚合物，由电化学力量集结。

 

膨润土最受欢迎的是其吸附与触变(水吸附、胶质、不透水及粘合)性。由于这些各种各样的、尚不能模仿的特性，此矿物广泛用于许多不同行业，包括吸附剂、铸造及油田。

 

膨润土主要分两个品类，每种名称都随在其最具支配性元素之后：钙基膨润土(calcium bentonite)和更有商业重要性的钠基膨润土(sodium bentonite)。

 

钠基膨润土(属于钠富集品或钠激活品)在加水时会膨胀。在具备许多别的应用之时，这种膨胀特性使此种矿物还可用于密封剂、润滑剂、防水载体以及粘合剂。

 

钙基膨润土在溶液中是一种有用的离子以及油脂的吸附剂。该矿物是最早工业清洁剂之一的漂白土的主要活性成分。据知以离子交换方式钙基膨润土能够转化为钠基膨润土。

 

一、膨润土市场

 

与许多矿物一样，膨润土需求受到终端市场的左右。这就意味着如果终端行业因经济气候受到冲击，则膨润土市场也会受到不良影响。

 

过去几年里，膨润土市场一直受到全球经济衰退的打击，它影响到业界的许多公司，包括汽车的铸造部门、建设及建房。

 

一些矿物如钾碱、锂和溴，2010年与2008年产量相类似，尽管2009年出现急剧下降。对比之下，全球膨润土2010年与2009年减少了5%，2011年又减少了9%。

 

2010年以来膨润土形势开始复苏，主要原因是终端市场状况改善。2011年世界膨润土产量为1100万吨，据美国地质调查局估计，全球储量仍较丰富，已证实储量在100亿吨以上。

 

储量主要分布于中国、美国、独联体、德国、意大利、日本、希腊、巴西、印度与土耳其。这些膨润土大部分为钙基的变体;全球钠基膨润土储量估计略少于5亿吨。

 

油田服务领先者哈里伯顿对媒体讲，膨润土市场比较成熟，但由于人口增长，市场可望上升。该市场也具有周期性，其需求追随能源、建房或别的主要指标而变化。

 

过去几年中该矿物质始终受到全球经济形势的冲击，也受到运输成本上涨的影响。在这个领域该矿物面临困境，因为它低价和高数量往往使其长途运输不经济。所以，价格与销售情况一直在变化(参见表3)。

 

表1 美国生产者销售与使用的膨润土类型(千吨及千美元)

 

二、油田用膨润土

 

有助于膨润土反弹的终端市场之一是油田行业，这个部门在世界各国寻求替代能源的时候在2012年出现重大反弹。许多国家目前已接受液压断裂工艺(hydraulic fracturing process)，该工艺用于从地表下面开采天然气及石油。

 

断裂加工(fracking process)在许多情况下采用一种水与(二氧化)硅砂(或其他支撑材料)和钻井流体，如膨润土的混合物。膨润土为重晶石之后第二大最普通应用的用于钻探流体(drilling fluids)的非金属矿物，称作泥浆(muds)钻井流体可以分为三个主要类型：水基(water-based)、油基(oil-based)与合成(syn thetic)的。其中膨润土是最普遍的水基流体成分，占钻井级膨润土产品的70%-80%，占整个膨润土需求的20%。

 

钠基膨润土正在油田市场上获得强势占有率，原因是它的黏滞性及高效封堵与过滤性。这些特点来自膨润土主要由蒙脱石组成的胶质黏土(colloidal clay)，即在添加水时矿物的膨胀性。

 

在具有胶质结构的同时，膨润土于油田中主要作用是封闭钻井壁(裂隙)和润滑切削钻头(cutting head)。这乃一项小的，而又具备生命力的石油钻井加工应用部分，意味着膨润土直接与石油天然气开发即需求相关联。

 

三、油田膨润土供需

 

2012年末与上年同期相比钻塔数略有下降，但与前几年相比总体趋势上升。这些钻井设备合计数，诸如油田服务提供着贝克尔·胡杰斯发布的数字是钻井业和其所用供应状况的可以说明问题的晴雨表。

 

回溯全球经济下滑刚刚开始之后的2010年世界钻机平均数为2985台。对比之下，2012年首10个月平均数已达3536台，高于2008年的衰退到来前。

 

虽然世界范围膨润土资源丰富，而据业界团体如美国石油协会(API)和石油公司材料协会(OCMA)消息表明，油田钻井用的这种矿产有着严格的要求。此种要求常常排除了许多能够钻取膨润土货源的潜在矿床。

 

尽管有这些规定，但在油田用品的市场上膨润土的紧要作用不会被否定，并且其地位将进一步增强，因为实际情况是它没有接近的竞争者。

 

白银重晶石集团(S&B Group)的膨润土占其业务量的50%，该集团对媒体称，可以预计的是，未来尚没有较大量的膨润土替代物，相对之下，今后膨润土却可能代替其他矿产使用，后者在灵活性方面不如膨润土。

 

任何膨润土的明确替代品都是欠缺的，并且被世界报道的显示亮丽前景的钻塔数均表明：在这个市场上膨润土有着看好的未来。

 

四、铁矿石球团

 

膨润土广泛应用的另一个市场系铁矿石球团的制取(pelletising of iron ore)。大多数球团工厂消费此种矿物作为主要粘结料是因为它的低成本以及不会让铁矿石在冶炼过程中减损。这种矿物的吸附特性通过与黏性胶质在球团基体内充填空间而起作用。

 

2011年世界最大该矿物生产者美国所产490万吨膨润土当中有13%用于铁矿球团加工。不过，在铁矿石市场有利于膨润土需求之时，另外的部门因持续金融危机而表现困难。据《金属导报铁矿石指数》表示，作为中国、美国与欧洲经济放缓的结果，铁矿石需求下降，这也展现了2012年9月与上年同期相比巴西铁矿石出口减少8%。

 

作为放慢的结果，环球铁矿石领先者瓦尔(Vale)10月份宣称它将暂停三家巴西铁矿石球团厂、西非一家工厂的运作并提高烧结料产量。根据暂停运作计划，瓦尔取消了2012年上半年生产能力的约五分之一，这会给膨润土市场以很大冲击。

 

巴尔克雷(Barclag)采矿公司分析家莱昂纳多·科里亚、派德罗·格里马尔迪和路易斯·佛纳里在一份调研报告中称，该公司决定关闭一部分铁矿石球团工厂的作法明确显示出高质量铁矿石市场的恶化。

 

瓦尔公司声明说，这(暂停运作)反映出在经济循环中钢铁工业对原料需求构成的演变，他显示了对球团需求的减少。

 

2013年铁矿球团膨润土市场大体有所改善。2012年末来自铁矿采掘者确切数字表明干杂货发运量有所扩大，力拓(Rio Tinto)的全球铁矿石产量四季度提高5%达6700万吨。2013年这家公司估计在澳大利亚及加拿大的产量均为2.5亿吨左右。不过，生产好坏还要看天气情况。

 

利瓦尔澳大利亚(Rival Australian)铁矿生产者弗泰斯库金属(Fortescue Metals)也报道称4季度发运量比上年同期增长30%。去年4季度总产量1610万吨，而上年同期为1240万吨，前一个季度为1780万吨，弗泰斯库估计，2013上半年铁矿石产量超过3600万吨。

 

五、膨润土价格

 

正如所预期的，膨润土价格主要受到终端市场因素的影响而波动。全球经济的降势以及运费的提升作用到膨润土的供求和价格。

 

白玉重晶石集团相关人士对媒体称，与其它矿产一样，膨润土面对着相当大的成本压力，原因是上涨的能源和运费开支。此外，该矿物的高需求又引发对(困难)开采地区实施大规模的勘探计划，这也激起这种矿物成本的较大增长。作为结果，2013年膨润土价格相当高的提升8%以上，而预计2014年将继续上扬，使生产者们得以弥补，至少是部分弥补成本浮升所形成的亏损。

 

这些压力到年底时会引起膨润土价位高达20%的增长，一则业界消息说。过去一年里已在高需求中收益，因为石油与天然气勘探活动扩展，从而导致对石油矿产需求的增加。

 

市场消息指出，2012年美国膨润土价格提高了10-20%。

 

有消息称，看上去价位较高，他们认为膨润土生产企业随着成本的上涨正在经历困难的时期。

 

美国膨润土主要产于怀俄明，这里有许多大生产者运作，供货越来越紧张。一部分新生产企业于2012/2013年在怀俄明开工，他们可望在价格上涨中获益。怀俄明膨润土公司宣布计划于9月份令其在该地区的米蒂特斯德劳矿重新启动运行，传闻“美国膨润土”已于2013年年初扩大产能。

 

希腊膨润土也可望提价，尽管是比较有节制的。来自市场的消息说，价格估计上涨6%左右。目前希腊价位在65-75欧元/吨FOB(散装干态)。

 

虽然未能披露具体价格，但意大利膨润土生产者斯派格比萨尔塔公司(Sipag Bisalta SpA)对媒体讲，每种应用的价位有所不同，原因是：

 

● 膨润土质量;

● 生产成本(微粉状、颗粒状产品等);

● 研发费用;

● 对客户的技术援助;以及

● 市场(竞争)。

 

斯派格比萨尔塔对消息界称，通常情况下，一些特制品价格(饲料、矿泉泥浆治疗、水处理、造纸、陶瓷、农业及酿酒)高于公共工程膨润土。铸造市场具有中等水平价位。

 

六、猫砂

 

曾特别影响近期钠基膨润土价格上涨的一个终端市场是猫砂(cat litter)，该项矿物的利用是因为它的吸附性。2010年有90万吨以上的膨润土售与或应用于猫砂行业。

 

不过，由于运费的上涨表现在许多膨润土终端市场，所以整个2012年猫砂价格提升。

 

关于这种走势的一个例子是石油钻井公司(Qil一Dri Corp)，该公司前不久提高了所有级别猫砂的价格。这家美国企业认为运输成本的大幅提升是产品价格上涨的主要原因，声称将利用增加的收入来弥补过去一年的部分亏损。

 

石油钻井公司首席执行官丹尼尔·亚菲称，由于运费及其他购买项目费用的连续提升，他们对控制成本上涨所做的努力收效甚微。

 

石油钻井(Oil-Dri)生产膨润土并在美国和加拿大的工厂加工成猫砂。

 

七、膨润土的未来

 

很明显，过去两年膨润土在全球衰退及运费上涨的冲击下经历了艰难的时光，但展望未来，前景似乎是光明的。许多公司正努力为主要终端市场发展膨润土生产，而其他企业则为开拓新市场寻求扩大产量。

 

白银重晶石集团告诉媒体，他们正在进一步实现膨润土应用的多样化，并以技术转移的方式延伸地区覆盖范围。

 

这家公司续称，他们对可实现环保以及再循环使用的新型产品研发给予特别的关注。在钻探市场，一种新产品已被制成，它将满足钻井条件的高度需求。

 

与此同时，霍里伯顿(Halliburton)对媒体说，在油田市场持续上涨情况下，该公司正随着钻井的活跃而向前发展。

 

这家企业告诉媒体，除膨润土作钻井泥浆添加剂外，霍里伯顿将继续寻找新的业务机遇。

 

该公司对媒体称，斯派格萨尔塔认为2013年业务比较活跃，它正在扩大在公共工程行业所使用的膨润土产品系列，并集中力量于意大利以外的新业务。

 

因此，由于世界走出全球性衰退以及未来存在着增长机会，所以看上去膨润土市场也将继续壮大。

 

附录 膨润土终端应用

 

钠基膨润土是一种有着许多终端应用但极少有相应替代品的矿物。下面为仅有的一些膨润土最普通应用：

 

1、铸造

 

作为一种无机粘接材料，膨润土被用于金属铸造。这种矿物能够膨胀和引发黏性，从而使砂体在可控比率情况下流动、压实并具备热稳定性。膨润土玻璃化温度也高于其他许多黏土矿物，这就是说它们用作铸造业添加剂时可以使砂更耐久，特别是对热压有更大抵抗力。

 

2、公共工程

 

由于其黏滞性，膨润土在公共工程的深度基础建设中作支撑流体。膨润土还在水泥浆中用作胶质添加剂，以密封土壤渗透孔并排齐填筑基础(lin the base of landfill)。

 

3、饲料

 

膨润土可用作动物饲料补充物，按照欧洲规定，该矿产实际列为动物添加剂，编在“E”项下，号码是E588。由于具吸附性，膨润土在动物饲料球团生产中用作成团助剂。它还能够防止微小毒质的侵袭。

 

4、水处理

 

由于其具有离子交换、絮凝及沉淀性，膨润土用在环保方面，供水清洁及淤泥处理。

 

5、陶瓷

 

膨润土为陶瓷膏体提供必需的可塑性，以保证良好的黏度和坚韧性。根据其应用、如通常的混合物或白色膏体，膨润土被选作釉底料及珐琅料的一种成分。

 

6、农业

 

在农业，膨润土可作为支撑载体与农药及杀真菌剂混合以保证物料黏在目标上。这种矿物还能够用于有机农业，替代用于抑制真菌与寄生虫的人造化学制品。此项加工还广泛用在制酒葡萄的生物功能栽培方面，膨润土以其他物质混合后可以防止裂生子(oidium)的产生。

 

在液态和固态肥料中，膨润土用作固态载体并控制营养钾与磷的释放。该矿物还可在淤泥及废料的脱水与结块时起作用。

 

7、猫砂

 

由于具备吸附性，膨润土成为猫砂中极其重要的组分。膨润土猫砂主要有两种类型：粗品、(coarse)和可取出(scoop-able)品。

 

8、油井钻探

 

膨润土在钻井流体中是仅次于重晶石的第二大最通用的非金属矿床。一般情况下，膨润土钻井泥浆或流体处在水、内燃机或矿物油中。膨润土起到冷却钻头、输送管及设备等作用，还可以稳定钻孔，提高泥浆黏性以便有效地将切削的岩石送往地面。

 

膨润土还可以在钻井壁上形成低渗透滤层，能够防止循环泥浆通过近邻的结构漏出。当与水混合时，膨润土消散形成胶质悬浮液，它以重量的1-2%比率作为一种摇溶胶出现，从而提供了必要的黏性。钻井用泥浆膨润土规格通过两个组织推定：美国石油协会(the American Petroleum Institute-API)和石油公司材料协会(the Oil Companies Materials Association-OCMA)。

 

9、铁矿石球团

 

膨润土广泛用于铁矿石球团的原因是它的耐高温以及不与矿石起反应的能力。大部分球团工厂消费这种矿物作为主要结合剂乃由于它的成本低以及不会在冶炼过程中出现减损。这种矿物的吸附性通过一种黏滞胶在球团混合体中充填空隙起作用。

 

(资料来源：斯派格比萨尔塔公司)