贛州矽微粉應（yīng）用概況

微矽粉（矽灰）是金屬矽或矽鐵等（děng）合金冶煉從煙氣中回收（shōu）的粉塵。本文對微矽粉在國內外的回收和（hé）在混凝土、耐火材料、水泥生產等領域的應用情況進行了概述並對微矽粉（fěn）市場進行了調研，在此基（jī）礎上進行了國內（nèi）外的市場預測和（hé）前景展望。
微矽粉又名（míng）矽灰、矽粉（silica fume、micro-silica），是金屬矽或矽鐵等合（hé）金冶煉從煙氣中回收（shōu）的粉塵。目前市場上銷售的（de）微（wēi）矽粉，一部分（fèn）是（shì）冶煉煙氣經過收塵器（qì）收集後直接銷售的矽灰，也有一部分是冶煉煙氣經（jīng）過收塵器收集後（hòu）經過處理再銷售的矽灰。微矽粉平均粒徑為0.15－0.20μm，比表麵積為15000－20000m2/kg。其（qí）主要成分為二氧化矽，含量一般80-92%，雜質（zhì）成分有氧化（huà）鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋁和活性炭等。礦石成分、冶煉工藝、收塵係統運行情況（kuàng）等都會造成成分波動。由於微矽粉中二氧化矽屬無定型物質（zhì），活性（xìng）高，顆粒細小，比表麵積大，具有優良的理化（huà）性能,過去被認為是（shì）一種工業（yè）廢棄物（wù），現在越來越多地被認為是一種（zhǒng）寶貴資源，一種無需經過粉碎加工、廉價的超微粉體。可以廣泛應用在工程中使用的混凝土、耐火材料、水泥等重要領域。
香蕉直播通過各種信息資源包括論文、網絡、電話調查、與企業座談（tán）等途徑，對微矽粉應用及市場（chǎng）情況進（jìn）行了調研，本（běn）文就調（diào）研結（jié）果進行綜述（shù），希望以此推進我國微矽粉深度研究和開發應用，縮小和優勢的差距，增強在上的競爭力。
1微矽粉在國外的應用情況
早在1947年挪威（wēi）埃（āi）肯公（gōng）司（Elkem ASA）就開始（shǐ）進行微矽（guī）粉的生產技術、粉塵處理、分級和應用方麵的研究，成為世界上（shàng）早開展（zhǎn）微矽粉研發的企業，並始終在微（wēi）矽粉收塵與處理技術上保持地位。隨後,、、日本也開始進行研發（fā）應用，並成為微矽粉主要生產國。目前，微矽粉（fěn）年生產量為：30萬（wàn）噸，15萬噸，挪威12萬（wàn）噸，日本 7萬噸。國外以微矽粉（fěn）為主可開發的（de）應用領域有：
1.1混凝土工業的高強摻和劑
微矽粉作（zuò）為摻和劑應用於混凝土工業是國外（wài）微矽粉綜合利用中研究早、成果多、應用廣的一個領域。由（yóu）於微（wēi）矽粉具有顆粒細（xì）小、比表麵積大、SiO2純度高、火山灰活性強（qiáng）等物理化（huà）學特點，把微矽粉作為摻和劑加入混凝土中了混凝（níng）土多（duō）方麵的性能。如（rú）顯著塑性混凝土粘附性能和凝聚性，大幅度降低回彈量，增大噴射混凝土一次成型厚度，縮短工期，節省工程造價。
在需要高強（qiáng）度混凝土的場合，微矽粉作為摻和料配製高（gāo）強混凝土，其強度等級可（kě）以達（dá）到100 MPa。國外許多（duō）重要的高層建築物，如南瓦克大廈和德國法蘭克福BfG大廈都是采用（yòng）了微（wēi）矽粉（fěn）做（zuò）混凝土的增（zēng）強摻和劑。在發達的一些（xiē）重要混凝土水利水（shuǐ）電（diàn）工程中如海洋石油鑽井平台、大跨（kuà）度橋梁、隧洞等工（gōng）程摻加微矽粉可以（yǐ）防滲（shèn）、抗衝磨（mó）、等性能，如挪威北海石油鑽井平台，挪威（wēi）Stolma跨海橋（301m跨徑LC60輕（qīng）骨料混凝土（tǔ）建造），丹麥大貝爾特海峽大橋，連接丹麥與瑞典的厄勒（ORESUND）海峽大橋，Kinzua大（dà）壩防滲混凝土（tǔ）麵板、進水閘、遂洞、主廠房下部結構等（děng）。微矽（guī）粉混凝土用於公路路麵和飛機跑道中，可以大大提高混（hún）凝土早期強（qiáng）度和性能，在公路路麵的維護和搶修中，可以提前通車時間，增加經濟效益，如歐（ōu）洲E-6和E－18高速公（gōng）路（瑞典），以及倫敦非金（jīn）屬處理廠高地麵處理。
在歐美，75%的（de）噴射混凝土都摻入微矽粉（fěn），而在（zài）挪威和瑞典，微矽粉是噴射混凝土的材料。
1.2用於耐火材料的添（tiān）加劑
日本每年通（tōng）過埃肯公司，從（cóng）中國大量的微矽粉用於耐火材料工業。從日本神戶製鋼耐火物（wù）研究所的研究報告來（lái）看，微矽粉主（zhǔ）要被用作高性能耐火（huǒ）澆注料、預製件、鋼包料、透氣（qì）磚、自流型耐火澆注（zhù）料及幹濕法（fǎ）噴射材料。根據大阪工業技術研究所的提（tí）交的研究報告，在高溫陶瓷領域，如：氧化物結合（hé）碳（tàn）化矽製品，高溫型矽酸鈣輕質隔熱材料，電磁窯用剛玉莫（mò）來石推板（bǎn），高（gāo）溫材料及製（zhì）品，剛玉及陶瓷（cí）製品，賽龍結合製品等，微矽（guī）粉（fěn）的使用（yòng）具有高流動性、低蓄水量、高致密度和高強度等（děng）特點。
1.3用作冶金球團助劑
曾將微矽粉以每453.6kg矽石配22．7kg微矽粉的（de）配比製成球團（tuán）作為電爐（lú）冶煉原料，球的大（dà）尺寸為19－25mm。經電爐冶煉證明，加入（rù）較大量的球團時，爐子運行三周，沒有發現（xiàn）矽回收率降低和單位電耗增加的現象（xiàng）。挪威埃肯公司也（yě）曾將2萬千瓦金屬矽爐每晝夜生產出的100m3的微矽粉用水調（diào）和（hé）製成1－125px直徑的球團後不用幹燥直接返回電爐進行冶煉試驗，在豎爐中800－1200℃溫度下進行（háng）燒結，燒結後的球團不存在爆裂和不適應的問題，具（jù）有足夠的（de）機（jī）械強度，而且，由於不另加（jiā）粘結劑，球團中雜質很少（shǎo），因此可返（fǎn）回電爐作為冶煉材料。蘇聯用紙漿廢液作粘結劑製球，球團強（qiáng）度可經倒運而不碎裂，按 30%比（bǐ）例加入電爐使用。瑞典一家鐵合金廠利用微矽粉作鉻礦球團粘結劑使用（yòng）。
全封閉電爐冶煉矽鐵一般采用濕法淨化煙氣，利用處（chù）理後的水洗爐氣回（huí）收的微矽粉塵泥作為電爐冶煉原料（liào）。挪威埃（āi）肯公司進行了試驗和研究，將其在回轉窯中加氧化劑或還原劑，繼續加熱到800－1400℃左右，經這樣處理可以除掉微矽粉塵泥中的有害物，同時（shí）將其（qí）形成球團。球團中的有害物質酚和氰化物及瀝青（qīng）之類的含碳物質（zhì）都被除掉，處理後的球團可返（fǎn）回到（dào）金屬矽、矽冶煉中作為原料。
目前，、、挪威等國均有微矽粉造球和（hé）製球設備。
1.4應（yīng）用於水（shuǐ）泥（ní）做摻和材料
作（zuò）水泥原料：挪威、冰（bīng）島、加拿大等的鐵合金廠收回的部分微矽粉都有作為水泥原（yuán）料的報導。蘇聯（lián）指出，在生產波特蘭（lán）水泥的（de）原料中配（pèi）入18-25% 的矽粉，可提高水泥窯的產量（liàng）和水泥質量，窯的生產能力提高10-20%水泥（ní）養護28天後，抗壓（yā）強度由47Pa提高到54-56MPa。
做水泥混（hún）合材生產（chǎn）混合水泥：冰島水泥（ní）公司將製成球狀的微矽粉與熟料一起研磨生產含微矽粉約6%的混合水泥，應用效果（guǒ）很好。1982年法國拉法（fǎ）基（Lafarge）水泥公司用微矽粉摻在波特（tè）蘭熟料中生產的混合水（shuǐ）泥就已進入市（shì）場。加拿大也製訂了混（hún）合水泥的標準，混合水泥要求微矽粉摻入量在10%以內，微矽粉中SiO2 含量大於85%，燒失量＜6%。生產超密水泥：日本電氣化工業株式會社從丹麥迪西脫（DENSIT）公司引進了以“DENSIFIED”命名的超密水泥。這種水泥主要由微矽粉、外加劑和水泥熟料等配製而成（chéng）。用它能製成致密度高的混（hún）凝土，其強度比普通混凝（níng）土增（zēng）強2-3倍，有良好的耐腐蝕性、絕緣性、性（xìng）、抗滲性、抗凍（dòng）性及對氯離子的（de）阻擋性能等。丹麥已將這種水泥用於、食品工廠和重型（xíng）機械廠的地麵及要求絕緣和阻擋（dǎng）氯離子（zǐ）的防蝕層（céng）、水工混凝（níng）土工（gōng）程等，還可（kě）以代替部分金屬製品。丹麥蝕研究中心正在研究所用這種水泥作鋼鐵的塗層（céng）原子能研究所正（zhèng）在研究用它作放射性廢棄物的保護隔離（lí）材料。
1.5用作化工產品的（de）分散隔離劑
為了防（fáng）止（zhǐ）某些化工合成粉體結（jié）塊，曾經（jīng）采用雲母進行包覆處理，造價較高。應用微矽粉（fěn）可以取代較貴的處理材料，但要準確地掌握使用的比例。挪威、法國和意大利都（dōu）是采用（yòng）這種方法，使分散隔離（lí）劑的（de）應用效果很好。這種分（fèn）散隔離劑廣泛用於微細農藥、化肥、滅火劑等產品，如Borax、蘇格蘭METHIL DOCKS化肥廠。
1.6其他方麵
國外一些廠家對冶（yě）煉矽質合金產生的大量（liàng）微矽粉不斷進行（háng）研（yán）究探索，尋找更多的用途。例如，開發了（le）利用（yòng）微矽粉作矽酸鹽磚原料的工藝方法，並試製出配加 5%微矽粉（fěn）的矽酸鹽磚，按磚（zhuān）的硬度、抗寒強度、吸水性相當於M200牌號磚（zhuān），如將微矽粉配加（jiā）量（liàng）增至7％時，磚的牌號增至（zhì）M250－300號，這批試驗（yàn）性磚的其他指標均符合標準要求利用微矽粉填充樹（shù）脂及其他高分子（zǐ）聚（jù）合物產（chǎn）品，替代白碳黑、滑石、石（shí）棉、氣溶膠等填充材料，可提高延伸縮、抗撕裂和度性能微矽（guī）粉還可以用（yòng）於農肥和改（gǎi）良（liáng）土壤品種，如將微矽粉（fěn）與氫（qīng）氧化（huà）鉀或碳酸（suān）鉀混合（hé）加熱可製成緩農肥矽酸鉀，它不（bú）易揮發流失，能保護（hù）土（tǔ）壤，作物根部發育，抑製病蟲害，以及將微矽（guī）粉和纖維素廠或木（mù）材工廠生產的廢樹皮等廢料經加（jiā）工後形成混合物（wù）質，可以增強土壤（rǎng）的（de）肥力。
2微矽粉在我國的應用
2.1微（wēi）矽粉在我國的生產和應用現狀
我國對微矽粉的應用研究和回收利用起步較晚，大部分矽鐵生產企業對微矽粉的回收不夠重視，一些規模較大的（de）企業盡管回收（shōu）了微（wēi）矽粉（fěn），但沒有發現其中（zhōng）的價值，而且這些回收來的微矽（guī）粉二氧化矽含量（liàng）大多數都不達標（biāo），尚屬粗放型的工業（yè）副產品。近幾年，由於對的重視，逐步加強（qiáng）了對汙染企業的管（guǎn）理，特別是國內對高強混凝土需求（qiú）的增（zēng）加，許多鐵合金生產企業配備了收塵設備，並開發、引進（jìn）了加密技術。我國微矽粉產品發展很迅速，在該領域與國外的差距正在縮小。高強度混凝土、微矽粉噴射混凝（níng）土、複合增強密度劑、矽粉砂漿、低水泥澆（jiāo）注料等科研成果都已通過了部級或省、市級（jí）技術（shù）鑒定，並已在許多工程中應（yīng）用，技術（shù）經濟效果顯著。有的應用技術已（yǐ）接近或達到了國外八十年代初的水（shuǐ）平。
目（mù）前大多工業矽廠每（měi）生產三噸工業矽可回收一噸微矽粉。每生產五噸矽鐵可回收一噸微矽（guī）粉。據不統（tǒng）計，2004年我國微矽粉產量達到12萬噸以上，其中大部分含SiO2為90％以下品級。
我國微矽粉的主要用途也是在混凝（níng）土和耐（nài）火材料領域（yù）。微矽粉混凝土已應用在重要工程（chéng）如建造高層大廈、抗（kàng）衝刷磨損、抗滲漏等工程，早在1986年我國已將矽砂漿應用於葛洲壩水閘的（de）修補和2000-3000m3蓄水池的防滲，三峽電站、二灘電站、紫坪鋪電站、黃（huáng）河小浪底電站、福建（jiàn）水口電（diàn）站、青海龍羊峽電站（zhàn）等水利水電工程和上海楊浦大橋、香港青馬跨海大橋、江蘇連雲港木（mù）材碼頭（tóu）等工程的防滲及（jí）抗衝磨部位，以（yǐ）及用於高強度抗滲工程如（rú）上海黃埔江越江隧道工程微矽粉混凝（níng）土還用於抗硫酸鹽、氯酸鹽、鋼筋防鏽和提高耐久性工程，如（rú）我國在（zài）沿海建造的水下采油（yóu）平台等微（wēi）矽粉混凝土用於鐵路公（gōng）路，如重點（diǎn）工程青藏鐵路建設項目也（yě）較多地采用微矽（guī）粉產品。
微矽粉在耐火材料中主要應用於不定形部分。我國冶金（jīn）部建築研究總院自1985年（nián）開（kāi）始進行（háng）低水泥澆注（zhù）料研究，1988年通過部級鑒（jiàn）定。它已在（zài）寶鋼、首（shǒu）鋼熱工設備上使用，有的已由國產材料代替了日本材料。低水泥澆注料和普（pǔ）通澆注（zhù）料都使用鋁酸鈣水（shuǐ）泥，配入微矽粉和（hé）減水劑後，低水泥澆注料不僅能節約昂貴（guì）的鋁（lǚ）酸鹽水泥50-70%，而且性能還得到提高。至今水泥澆注料（liào）已經用於許多工程，如（rú）用於寶鋼高爐鐵溝蓋代替原日本（běn）澆注料，節約大量外匯（huì）用於首（shǒu）鋼250 步進式加熱爐和430加熱爐燒咀磚（zhuān）上用於首鋼500開坯加熱爐汽流衝（chōng）刷磨（mó）損嚴重的（de）部位用於（yú）南京化學工業公司研究（jiū）院的煤氣（qì）發生爐爐襯，使用壽命達到68天，比原剛玉管（guǎn）的使用壽命提高10-20倍。近幾年，在一些研究機構、產品開（kāi）發機構的大力推廣下，微矽粉已逐步在工程板材、地坪、塗料（liào）、功能砂漿（jiāng）等（děng）領域獲得應用。
另外，微矽粉在其他領域的（de）應用也有進展，如上海星火化工廠已將微矽（guī）粉應用於水玻璃生產，可在簡化工藝的情況下，生產出模數大於4的水玻璃。模數4以上的水玻璃為中性，可廣泛用於高溫噴塗（tú）、鑄（zhù）鋼（gāng）等方麵。上海寶鋼已（yǐ）使用了（le）這種水玻（bō）璃。
2.2微（wēi）矽（guī）粉的價格現狀
目前（qián）微矽粉的市場價格每噸為1800～3800元， 根據微矽粉（fěn）中（zhōng）SiO2含量、用途的不同，市場上微矽粉的（de）價格也不同，一般地，如果不考慮粒度、燒失量等因（yīn）素，SiO2的含量越高、雜質含量越低，售價就越（yuè）高。隨著市（shì）場對（duì）微矽粉需求量的增大，價（jià）格有走高的趨勢。
3微矽粉的（de）市場需求預測
3.1國外微矽粉市場需（xū）求
目前市場微矽粉（fěn）需求量（liàng）逐年增加， 國外微矽粉的主要生（shēng）產國如、、日本、挪威等微矽粉總產量大（dà）於64萬噸/年，仍然不能（néng）滿足（zú）市場的需求。由（yóu）於中國矽鐵和（hé）金屬矽在上的產量處於突出的地位（2006年（nián）約占世界產量的2/3），所伴生的微矽粉受到國外終端客戶的重視，國外客商紛（fēn）紛到（dào）中國采購微矽粉，如（rú）挪威的（de）埃肯公司，不僅逐漸投資壟斷資源，而且（qiě）已將研發中心遷到中國，每年都會將中國（guó）西北鐵合金等國內大部分鐵合金廠家的微矽粉以低價大量收購，在國內進（jìn）行加工後再高價賣（mài）到中國和（hé）市場上用於建（jiàn）築、水泥、化肥（féi）等領域，年銷售微矽粉達25萬噸（dūn），利（lì）潤不菲。從有關資（zī）料的了解（jiě），國外微矽粉市場龐大，高質量微矽粉應用領域廣泛，但是高品質的微矽粉產量很少。根據與埃肯公司（中（zhōng）國）研究中心主任的座談了解，該公（gōng）司在挪威已經利用廉價水電在高溫電弧（hú）爐中用矽石專門直接生產高純（chún）微矽粉（實際（jì）上是氣相（xiàng）白碳黑），這種微矽粉的價格高達5000美元/噸。
3.2國內微矽粉市場需求
目前（qián）高層建築（zhù）、鐵路、橋梁、水工建築等對微矽粉的需求與日俱增，市場潛力巨大。混凝土是建築業的（de）基本材料，微矽粉的加入使高強（qiáng）度、高性能（néng）混凝土成為（wéi）可能（néng），雖然高性能混凝土並不是單指摻（chān）加微矽粉，其他填料如粉煤灰、高爐渣等（děng）都能（néng）提高混凝土的性能，但是微矽（guī）粉的摻加在混凝土綜（zōng）合性能方麵更勝一籌，添加微矽（guī）粉後水泥的摻加量會明（míng）顯降低。
我國是世界耐火材料大消費國，微矽粉在耐火材料（liào）中（zhōng）的應用（yòng）技術相（xiàng）對成熟，而且從我（wǒ）國耐火材（cái）料的發（fā）展趨勢（shì）看，由於“十一五”期間，冶金、建材等（děng）行（háng）業（yè）將保持（chí）穩步發展，耐火材料需求總量仍然很大，並將（jiāng）繼續保（bǎo）持快速增長的趨勢。可以用於高低水泥耐火澆注料及預製件、大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、塗抹修補料、自流型耐火澆注材料及幹濕法噴（pēn）射施工（gōng）應用、氧化物（wù）結合碳化矽製品（陶瓷窯窯具、隔焰板等）、高溫型矽酸鈣輕質隔熱材料、電瓷窯用剛玉莫來石（shí）推板、高溫材料及製品、剛（gāng）玉及陶瓷製品、賽隆結合製（zhì）品等，微矽（guī）粉在耐火（huǒ）材料中的應用具（jù）有廣闊的市場空間。另（lìng）外，微矽（guī）粉還可以代替氣相二（èr）氧化矽在（zài）橡膠、塑料、油漆（qī）、農藥、高性能陶瓷、複合化肥等領域使用。