矽灰(hui)石市(shi)場應用

矽灰石(shi)一般呈(cheng)白色、灰(hui)白色，偶見黃、綠(lü)、棕等顔色。純的(de)矽灰(hui)石呈白色(se)或亮(liang)白色，玻璃(li)光澤(ze)。純度(du)在99%、粒(li)度達(da)到小(xiao)于325目(mu)的矽(xi)灰石(shi)，其反(fan)射率可達92-96%，具有很高(gao)的(de)白(bai)度或(huo)亮度。這些(xie)優點(dian)是在陶瓷産品(pin)和白色(se)油(you)漆與(yu)發亮(liang)塗料(liao)的生(sheng)産中有重(zhong)要價值的工(gong)藝特性(xing)。

目前世(shi)界(jie)上矽灰石(shi)消耗(hao)多的(de)是陶瓷工(gong)業（≥50%），其(qi)次是(shi)作爲填料(liao)在油漆、塗(tu)料、橡膠、塑(su)料(liao)、造紙、樹(shu)脂等領(ling)域(yu)的應(ying)用占(zhan)30%左右。其它(ta)領域應(ying)用約爲(wei)10-20%。矽灰(hui)石(shi)晶體在(zai)自然界(jie)中(zhong)多呈針狀(zhuang)纖維狀或(huo)放射狀集(ji)合體(ti)。纖維(wei)的(de)長度與(yu)直徑之比(bi)可由(you)7～8：1至20～30：1。高(gao)長徑比的(de)超細矽灰(hui)石針(zhen)狀粉，可以(yi)取代(dai)其他的短(duan)纖維(wei)礦物(wu)材(cai)料(liao)以及(ji)其他(ta)合成(cheng)晶體(ti)，用作功能(neng)性增(zeng)強材料，且(qie)由于它價格低廉，在(zai)工業中具(ju)有高的應(ying)用(yong)價值和(he)巨大(da)的潛在市場。

高(gao)長徑比矽(xi)灰石（≥10:1）：

塑料(liao)、橡膠(jiao)、石棉(mian)代用(yong)品、油(you)漆塗(tu)料等領域(yu)

1、陶瓷(ci)行(hang)業應用(yong)
矽灰石作(zuo)爲陶瓷原(yuan)料的主要(yao)作用有(you)：可(ke)以提(ti)高坯(pi)體抗壓強(qiang)度、壓型質(zhi)量，增(zeng)強坯(pi)體在快速(su)焙燒中(zhong)抗(kang)裂、抗(kang)撓曲的能力。矽(xi)灰石(shi)中不(bu)含化(hua)學結合水(shui)、不含(han)碳酸鹽(yan)，能(neng)減少焙燒中坯(pi)體的(de)收縮性、并沒有(you)氣泡(pao)排(pai)出(chu)，不産(chan)生産品中(zhong)的氣孔。矽灰石(shi)的針(zhen)狀外形提供了坯體(ti)中(zhong)水分快(kuai)速排出通道，加(jia)快幹(gan)燥速度。也(ye)可減(jian)少(shao)氣孔産(chan)生。大(da)大縮短了(le)預熱期。矽(xi)灰石(shi)粉體(ti)還具有助(zhu)熔性，在(zai)低(di)溫下(xia)易于矽(xi)、鋁氧化(hua)物相(xiang)熔。其(qi)線性(xing)熱膨(peng)脹小，能使(shi)坯體處于均勻(yun)燒結(jie)狀态，能很(hen)快達到燒制溫(wen)度。矽(xi)灰石粉體(ti)還具高白度、亮度，能(neng)夠顯著增(zeng)加陶瓷白度和(he)亮度(du)。
建築陶瓷(ci)用矽灰(hui)石(shi)一般(ban)要求矽灰石含(han)量大于或(huo)等于(yu)60%（如含(han)透輝石也(ye)視爲有(you)用(yong)組分(fen)，其含(han)量可折抵(di)矽灰(hui)石含(han)量），石(shi)英含(han)量≤20%，方解石(shi)含量(liang)≤13%，Fe2O3≤1.7%。也可(ke)按礦石化(hua)學成(cheng)分要(yao)求SiO238%-58%，CaO36%-55%，CO2≤6%，Fe2O3≤7%。


2、作(zuo)爲填料用(yong)于塗(tu)料(liao)、橡塑行(hang)業
矽灰石粉體(ti)在油(you)漆、塗(tu)料行(hang)業作爲填(tian)充劑，增量劑。同(tong)時由(you)于其(qi)具(ju)有(you)高白度和(he)高亮度，可(ke)以用(yong)于(yu)高(gao)質量(liang)純白(bai)油漆，純白(bai)、發亮塗料(liao)。矽灰(hui)石粉(fen)體作爲針(zhen)狀晶體，還是一(yi)種平(ping)光(guang)劑，油漆(qi)、塗料使用後變(bian)得光(guang)潔平(ping)滑。即(ji)美觀(guan)，抗風化力(li)也強(qiang)。矽灰(hui)石的(de)吸油、吸(xi)水(shui)率低可以減(jian)少用油(you)量，降(jiang)低生(sheng)産成本。
油漆塗料對(dui)矽灰(hui)石礦(kuang)的一般要(yao)求：SiO2≥49%，CaO≥45%，Fe2O3≤0.2%，325目礦粉(fen)吸油量(liang)20～25g/100g，水溶物≤0.5%，水萃(cui)取pH值爲7-9，325目(mu)礦粉白度(du)≥90%。
矽灰(hui)石粉體(ti)填充在(zai)高分子材(cai)料（橡膠、塑料等）中，能(neng)夠提(ti)高(gao)電絕緣(yuan)性、化(hua)學(xue)惰性，耐(nai)熱性。作(zuo)爲一種(zhong)加強(qiang)性的填料(liao)，能夠使得(de)橡膠、塑料(liao)鞋底、輪胎(tai)等産品具(ju)有更強的(de)性。
矽(xi)灰石(shi)具有(you)折射(she)率高(gao)、白度(du)高等特性(xing)，做造紙填(tian)料，能增加(jia)紙(zhi)張的不(bu)透明度和(he)白度。矽灰(hui)石用(yong)于造(zao)紙，所形(xing)成的矽灰石(shi)—植物纖維(wei)網絡具有(you)更多(duo)微孔(kong)型結構，使(shi)紙張的(de)吸(xi)墨性(xing)能提高(gao)，同(tong)時由(you)于平滑度(du)提高、透顯降(jiang)低，因而(er)增加了紙(zhi)張的适印性(xing)。矽灰石(shi)幹擾植(zhi)物纖維(wei)的結合(he)，使之對(dui)濕度不(bu)敏(min)感，降(jiang)低其(qi)吸(xi)濕性和(he)變形程度，增加(jia)了紙張的(de)尺寸(cun)穩定性(xing)。
3、冶(ye)金工(gong)業應(ying)用
矽(xi)灰石(shi)在冶金行(hang)業可(ke)以作爲(wei)助熔劑(ji)，主要用(yong)作(zuo)生産(chan)顆粒(li)闆(pan)坯連鑄(zhu)、模鑄保護(hu)渣和(he)無碳(tan)保護渣的(de)基料。它能在較(jiao)低溫(wen)度下(xia)（1060-1149℃）與SiO2，Al2O3等(deng)相熔(rong)，從而起到(dao)降低(di)混(hun)合物熔(rong)融溫(wen)度，并(bing)有利爐渣(zha)生成(cheng)和排(pai)渣。
冶金保(bao)護渣(zha)對矽灰(hui)石(shi)精礦(kuang)的質量要(yao)求：矽(xi)灰石(shi)≥50%，方解石≤50%，石(shi)英≤5%，S≤0.01%，P≤0.01%。
用矽灰石作(zuo)電焊條藥皮配(pei)料，能(neng)起助熔和(he)造渣(zha)添(tian)加劑作(zuo)用，抑制焊(han)接時(shi)放電(dian)，減少飛濺(jian)，提高熔渣流動性，使(shi)焊縫成型(xing)整潔(jie)美(mei)觀(guan)，增強機械(xie)強度。
電焊(han)條對矽灰石精(jing)礦質(zhi)量(liang)的(de)一般(ban)要求(qiu)：SiO2 45%～55%，CaO 35%～45%，MgO≤0.8%，S ≤0.03%，P小于(yu)0.03%。

4、替代石棉(mian)在建材行(hang)業應用
矽(xi)灰石粉體作爲礦物(wu)棉加工後(hou)能成松散(san)絮(xu)棉狀态(tai)，是理(li)想(xiang)的(de)石棉的代(dai)用(yong)品具備(bei)保溫(wen)、絕(jue)熱性、絕(jue)緣性(xing)。矽(xi)灰(hui)石粉(fen)體可以用于微(wei)晶玻(bo)璃原料，利(li)用其針狀、纖維(wei)狀晶(jing)體特點，在(zai)微晶玻(bo)璃(li)中形(xing)成針(zhen)狀、網狀微(wei)晶結構，增(zeng)加微(wei)晶玻(bo)璃(li)制(zhi)品的(de)強度(du)。矽(xi)灰石還(hai)是建(jian)築行(hang)業常(chang)用的白水(shui)泥的(de)原料(liao)之一。

玻璃(li)纖維(wei)對(dui)矽(xi)灰石(shi)的要(yao)求：SiO2 50.5%～51.5%，CaO 44.5%～45.5%，MgO≤1.8%，Fe2O3≤0.35%，Al2O3≤0.8%，粒度325目(mu)≤5%，燒失(shi)量≤3.0%

5、其它領(ling)域的應用(yong)
用矽(xi)灰石作電(dian)焊條(tiao)藥皮配(pei)料(liao)，能起(qi)助熔和造(zao)渣添加劑(ji)作用(yong)，抑制(zhi)焊接時放(fang)電，減少飛(fei)濺(jian)，提(ti)高熔(rong)渣流動性(xing)，使焊(han)縫成型整潔美(mei)觀，增強機(ji)械強(qiang)度。生産各種磨(mo)削用砂輪時，利(li)用矽(xi)灰石粉體(ti)的針狀(zhuang)和助熔(rong)性質(zhi)，在(zai)砂(sha)輪坯(pi)料中(zhong)加入(ru)矽灰(hui)石可(ke)起(qi)到(dao)降低(di)熔燒溫(wen)度(du)，增高坯料粘(zhan)結強度(du)，提高産品(pin)堅固(gu)性、性(xing)的作用。在(zai)造紙行業(ye)中矽灰石(shi)在紙(zhi)張中(zhong)呈針狀、網狀結(jie)構，從(cong)而增加了(le)紙張(zhang)的抗(kang)拉強(qiang)度，是紙的填料(liao)和塗層(ceng)。矽(xi)灰石粉體(ti)在(zai)汽車工(gong)業可作爲(wei)離合(he)器、制(zhi)動器的填(tian)料，主要是(shi)利用其性(xing)和(he)抗拉性(xing)。
小結(jie)：矽灰石粉(fen)體在(zai)冶金澆鑄(zhu)、建築陶瓷(ci)、塗料(liao)、塑料等領(ling)域中(zhong)得到廣泛應用(yong)。随着(zhe)低溫快速(su)燒成(cheng)技術的推廣，矽灰(hui)石在陶(tao)瓷生産中的用量将(jiang)不斷增加(jia)，由于矽灰(hui)石的(de)增強(qiang)性能(neng)、低吸(xi)水性、熱穩(wen)定性(xing)和傳(chuan)導(dao)性(xing)，以及(ji)化學純淨性等特點(dian)，因此使其(qi)作爲(wei)填(tian)料(liao)在塑(su)料、橡膠行業中(zhong)的使(shi)用量(liang)在迅(xun)速增(zeng)長(zhang)。随(sui)着粉(fen)體技術的發展(zhan)，其應(ying)用領(ling)域還(hai)将越(yue)來越(yue)廣。矽灰石(shi)可(ke)在許多(duo)方面作(zuo)滑(hua)石、石(shi)棉、粘土(tu)、矽藻土(tu)、長石等礦物材(cai)料的(de)替(ti)代(dai)品，應(ying)用前景廣闊。
矽(xi)灰石(shi)粉(fen)的(de)粉碎(sui)加工
矽灰(hui)石粉的粉碎加工，是(shi)要将其加工到(dao)粒度(du)，同時還要(yao)盡量保(bao)持(chi)晶體(ti)的長(zhang)徑比(bi)。矽灰(hui)石的長徑(jing)比一(yi)般爲(wei)7-8:1，有的(de)可達(da)15-20:1，高爲(wei)30:1。由于粉碎(sui)方法(fa)的差(cha)異，所(suo)得矽灰石的長(zhang)徑比(bi)有(you)所不同(tong)。
目前來講(jiang)，國内所用到的矽灰(hui)石粉碎設(she)備可(ke)分爲以(yi)下(xia)幾類(lei)，工作原理(li)和粉碎效(xiao)果均有所(suo)不同。
影響(xiang)矽灰(hui)石針(zhen)狀粉(fen)性能(neng)指标的主(zhu)要因(yin)素有(you)分散(san)介質(zhi)、機械(xie)粉碎(sui)作用力特(te)性等，适量(liang)的助磨劑(ji)也有(you)利于(yu)提(ti)高(gao)産品(pin)的長徑(jing)比。
矽灰(hui)石粉是(shi)一種短(duan)纖維狀的無機粉體(ti)。在(zai)某(mou)些應(ying)用領域，如(ru)陶瓷(ci)、微晶玻璃、冶金(jin)保護渣(zha)等(deng)隻對(dui)其粒(li)度有要求(qiu)，對顆粒(li)的(de)長徑(jing)比沒(mei)有明(ming)确或(huo)具體的要求。但(dan)對于石棉(mian)代用(yong)品、造紙紙(zhi)漿代(dai)用品(pin)、塑(su)料(liao)和橡(xiang)膠的增強(qiang)填料(liao)以及部(bu)分塗料(liao)填料(liao)等，則不僅(jin)對其(qi)粒(li)度大小(xiao)和粒度(du)分(fen)布有要求，而(er)且(qie)還對(dui)其纖維(wei)狀(zhuang)顆粒的長(zhang)徑比有要(yao)求。
高(gao)長徑(jing)比（>10）矽灰石(shi)粉體(ti)可以(yi)代替(ti)石(shi)棉(mian)纖維、造紙(zhi)纖維(wei)以及(ji)塑料(liao)和橡(xiang)膠等(deng)高聚(ju)物(wu)基複合(he)材料的增(zeng)強填(tian)料等等，有較大(da)的應(ying)用價(jia)值和(he)經濟(ji)價(jia)值(zhi)。因此(ci)，高長徑(jing)比矽灰(hui)石針狀粉的加(jia)工技(ji)術是矽灰石的主要(yao)深加(jia)工技術之(zhi)一。


高長徑(jing)比矽(xi)灰石(shi)和超細矽(xi)灰石(shi)的主(zhu)要生産設(she)備有：機(ji)械(xie)沖擊磨機(ji)、離心自磨(mo)機（如旋風(feng)或飓(ju)風超(chao)細自磨機(ji)、LFS離心(xin)式(shi)粉(fen)碎機(ji)）、流态(tai)化(hua)床式氣(qi)流粉(fen)碎機等。
其(qi)中，機(ji)械沖擊磨(mo)、離心(xin)自(zi)磨(mo)機等一般(ban)适(shi)用生産(chan)400～1000目左(zuo)右(you)的(de)高長徑比(bi)矽(xi)灰(hui)石針(zhen)狀粉；流(liu)态化床式氣(qi)流粉碎機(ji)适用于(yu)生(sheng)産1250目(mu)（d97≤10μm）超細(xi)針狀(zhuang)矽灰(hui)石粉。
上述(shu)二類(lei)設備(bei)都是(shi)幹法(fa)生産。如果矽灰(hui)石在濕(shi)法提純(chun)（浮選(xuan)或濕(shi)式強(qiang)磁選(xuan)）後再進行(hang)超細(xi)粉碎加工(gong)，可采(cai)用(yong)濕法工(gong)藝，濕法粉(fen)碎到要求(qiu)的(de)産(chan)品細(xi)度後，再進(jin)行脫(tuo)水（過(guo)濾(lü)和幹燥(zao)）。
矽灰(hui)石的(de)表面(mian)改性(xing)方法一般(ban)有偶聯(lian)劑表面改性(xing)、機械力表(biao)面化學改(gai)性和(he)表面(mian)無機(ji)包覆(fu)法。
目前，矽灰石常用的表(biao)面改(gai)性劑主要(yao)有矽(xi)烷偶聯劑(ji)、钛酸(suan)酯和鋁酸(suan)酯偶聯劑(ji)、表(biao)面(mian)活性(xing)劑及甲基(ji)丙烯(xi)酸甲(jia)脂(zhi)等(deng)。
1、矽烷(wan)偶聯改性
矽烷(wan)偶聯改性是矽(xi)灰石粉體(ti)常用(yong)的表(biao)面(mian)改(gai)性方(fang)法之一。一(yi)般采用幹(gan)法(fa)改(gai)性工(gong)藝，偶(ou)聯劑(ji)的用(yong)量與要求的覆(fu)蓋率及粉(fen)體的(de)比表(biao)面(mian)積(ji)有關(guan)。用氨基矽烷處(chu)理矽灰石時，用(yong)量爲(wei)矽灰石重量的(de)0.5%左右(you)；甲基(ji)丙烯(xi)含氧矽烷(wan)的用量(liang)爲矽灰(hui)石重量的(de)0.75%，這二(er)種改(gai)性産(chan)品分(fen)别填(tian)充(chong)尼(ni)龍6和聚酯(zhi)代替(ti)30%的玻(bo)璃纖維(wei)可(ke)顯著(zhe)提高(gao)制(zhi)品的力(li)學性能
2、表面活(huo)性劑改性
用矽(xi)烷偶聯(lian)劑(ji)處理矽灰(hui)石(shi)，可(ke)大大(da)其與(yu)聚(ju)合(he)物的(de)相容性(xing)，增強填(tian)充效果(guo)，但(dan)矽烷偶聯(lian)劑(ji)改性生(sheng)産成本較(jiao)高。因(yin)此，在(zai)某(mou)些應用(yong)條件下，可(ke)用較(jiao)便宜(yi)的表面活(huo)性劑，如硬脂酸(suan)（鹽）、季(ji)胺鹽、聚乙(yi)二醇、脂肪醇聚(ju)氧乙(yi)烯(xi)醚（非離(li)子型表(biao)面(mian)活性劑）等(deng)對矽灰石(shi)粉進(jin)行表面改性處(chu)理。這(zhe)些表(biao)面活性(xing)劑(ji)通過(guo)性基(ji)團與(yu)顆粒(li)表面的(de)作用，覆(fu)蓋于顆(ke)粒表面(mian)，可大(da)大增(zeng)強矽(xi)灰石(shi)填(tian)料的親(qin)油性(xing)。
3、有機單體(ti)聚合(he)反應(ying)改性(xing)
有機單體(ti)在矽(xi)灰石粉體(ti)/水懸(xuan)浮液中的聚合(he)反應(ying)試驗結果(guo)表明(ming)，其聚(ju)合體(ti)可以(yi)吸附于顆(ke)粒表(biao)面，這(zhe)樣既(ji)改變了矽(xi)灰石(shi)粉體的表面性質，有(you)不影響其(qi)粒徑和白度。将此矽(xi)灰石粉體(ti)作塗(tu)料的(de)填料，可降(jiang)低塗(tu)料的(de)沉降性和(he)增強(qiang)分散(san)性。目(mu)前選(xuan)擇在矽灰(hui)石粉(fen)體/水懸(xuan)浮液中(zhong)進行聚(ju)合(he)反應(ying)的單(dan)體是甲基(ji)丙烯酸甲(jia)酯。

中(zhong)國矽灰(hui)石(shi)行業(ye)有着巨大的資(zi)源優勢，主(zhu)要分(fen)布在(zai)吉林(lin)大頂(ding)山、四(si)平、磐石，江(jiang)西上(shang)高、月光山(shan)，遼甯(ning)法(fa)庫，黑龍(long)江密(mi)山(shan)、龍(long)江，河(he)北武(wu)安、遷西，江(jiang)蘇江甯、溧(li)陽，浙(zhe)江長(zhang)興(xing)，福建漳(zhang)州、南平，安(an)徽銅陵，湖南長(zhang)甯，雲(yun)南騰(teng)沖，青(qing)海都(dou)蘭，内(nei)蒙(meng)古巴林(lin)左旗(qi)，新疆(jiang)哈密等地區(qu)。我國已(yi)在上(shang)述地區建(jian)廠投(tou)産(chan)

目(mu)前，我(wo)國矽灰石年産量達(da)到30萬t，約占(zhan)世界總産(chan)量的(de)54.7%，超過、印度(du)，成爲(wei)矽灰石(shi)資(zi)源和生産(chan)大國。我國(guo)生産(chan)的矽灰石(shi)大約(yue)50%用于國内(nei)，主要用于(yu)陶瓷、耐火(huo)材(cai)料(liao)塗料(liao)、塑料(liao)和(he)橡膠。我(wo)國矽(xi)灰(hui)石主要(yao)出口日(ri)本(ben)、韓國(guo)以及(ji)狗(gou)周各國(guo)，占世界矽(xi)灰石(shi)貿易量的(de)50%以上(shang)。我國矽灰石加(jia)工和(he)應用的總(zong)體水平(ping)不(bu)高，出(chu)口産品(pin)以塊礦(kuang)和粗加工(gong)産品爲主(zhu)，創彙效益(yi)不高；加工(gong)設備(bei)和加(jia)工(gong)工(gong)藝研(yan)發不(bu)深入(ru)，深加(jia)工能力薄弱，成(cheng)爲國(guo)内生(sheng)産的(de)矽灰(hui)石(shi)在(zai)工程(cheng)塑料(liao)、精(jing)細(xi)陶瓷、顔料(liao)等(deng)行(hang)業廣(guang)泛利(li)用的(de)首要(yao)制約因素，造成(cheng)矽灰石産品大(da)量依(yi)賴。
由(you)此可(ke)見，矽(xi)灰石(shi)作爲(wei)非金屬礦行業(ye)的一(yi)個縮(suo)影，深(shen)加工(gong)技術仍然(ran)亟待(dai)突破(po)，謹以(yi)此文(wen)送(song)給想了(le)解矽灰石(shi)行業(ye)的朋(peng)友(you)們，希望(wang)能讓大(da)家對矽(xi)灰石有更(geng)全面(mian)系統(tong)的(de)認識。