江西矽微（wēi）粉應用概況

微矽粉（矽灰）是金屬矽（guī）或矽鐵等合金冶煉從煙氣中回收（shōu）的粉塵。本文對微矽粉在（zài）國內外的回（huí）收和在混凝土、耐火材料、水泥生產等領（lǐng）域（yù）的應用（yòng）情況進行（háng）了概述並對微矽粉市場進行了調（diào）研，在此基礎（chǔ）上進行了國內外的市場預測和前景展望。
微矽粉又名矽灰、矽粉（silica fume、micro-silica），是金屬矽或矽鐵等合金冶煉從煙氣中回收的粉塵。目前市場上（shàng）銷售的微（wēi）矽粉，一部分是冶煉（liàn）煙氣經過收塵器（qì）收集後直接銷售的矽灰，也（yě）有一部分是冶煉煙氣經過收（shōu）塵器收集後經過（guò）處理再銷（xiāo）售（shòu）的（de）矽灰。微矽粉平均粒徑為0.15－0.20μm，比表麵積為15000－20000m2/kg。其主要成分為（wéi）二氧化矽，含量一般80-92%，雜質（zhì）成分有氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋁和（hé）活性炭等。礦石成分（fèn）、冶煉工藝、收塵係統運（yùn）行情（qíng）況等都會造成成分波動。由於微矽粉中二氧化矽屬（shǔ）無定型物質（zhì），活性（xìng）高，顆粒細小（xiǎo），比表麵（miàn）積大，具有優良（liáng）的理化性能,過去（qù）被認為是一種工業（yè）廢棄物，現在越來越多（duō）地被認為是（shì）一種寶貴資源，一種無需經過粉碎加（jiā）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（wǎng）絡、電話調查、與企業座談等途徑，對微（wēi）矽粉應用及（jí）市場情況進（jìn）行了調研，本文就調研結果進行綜述，希望以此推進我國微矽粉深度研（yán）究和開發應用，縮小和優勢（shì）的差距，增強在上（shàng）的競爭（zhēng）力（lì）。
1微矽粉在國外的應用（yòng）情況
早（zǎo）在1947年挪威埃肯（kěn）公司（sī）（Elkem ASA）就開始（shǐ）進行微矽粉的生產技術、粉塵處理（lǐ）、分級和應用方麵的研究，成為世界（jiè）上早開展微矽（guī）粉研發的企業，並始終在微矽粉收塵與處理技術上保持地位（wèi）。隨後,、、日本（běn）也開始進行研發應用，並（bìng）成（chéng）為（wéi）微矽（guī）粉主要（yào）生產國。目（mù）前，微矽粉年生產量為：30萬噸，15萬噸，挪威12萬噸，日本 7萬噸（dūn）。國外以微矽粉為（wéi）主（zhǔ）可開發的應用領域有：
1.1混凝土工業的高強摻和劑
微矽粉作為摻和劑應用於混凝土工業是國外微矽粉綜合利用中研究早、成果多、應用廣的一個領域。由於微矽粉具有顆（kē）粒細小、比表麵積（jī）大、SiO2純度（dù）高、火山灰活性強等物理化學特點，把微矽粉作為摻和（hé）劑加入混凝土（tǔ）中了混凝土多方麵的性能。如顯著塑性混凝土粘附性（xìng）能和凝聚性，大幅度降低回彈量，增大噴射混凝土一（yī）次成型厚度，縮短工期，節省工程造（zào）價。
在需要高強度混（hún）凝土的場合，微矽粉作（zuò）為摻和料配製高強混凝土，其強度等級可以達到100 MPa。國外許多重要的高層建築物，如南（nán）瓦克大廈和德國法蘭克福BfG大廈都是采用了微矽（guī）粉做混凝土的增強摻和劑。在發達的一些重要混凝土（tǔ）水利（lì）水電（diàn）工程中如海洋石油（yóu）鑽井平台、大跨度橋（qiáo）梁、隧洞等工程摻加微矽粉可以防滲、抗衝磨、等性能，如挪威北海石（shí）油鑽井平台，挪威（wēi）Stolma跨海橋（301m跨徑LC60輕骨料混凝土建造），丹麥大貝爾特海峽大橋，連接（jiē）丹麥與瑞典的厄勒（ORESUND）海峽大橋，Kinzua大壩防滲混凝土麵板、進水閘、遂（suí）洞、主廠房下部結構等。微矽粉混凝土用於公路路麵（miàn）和飛機跑道中，可以大大提高（gāo）混凝土早期強度和性能，在公路（lù）路麵的維護和搶修中，可以提前通車時（shí）間，增加經濟效益，如歐洲E-6和E－18高速公路（瑞典），以及倫敦非金屬處理廠高地（dì）麵（miàn）處理。
在歐美，75%的噴射混凝土都摻入微矽粉，而在挪（nuó）威和瑞典，微矽粉是噴射混（hún）凝土（tǔ）的材料（liào）。
1.2用於耐火材料的添加劑
日本每年通（tōng）過埃肯公司，從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研究所的（de）研究報告來看，微矽粉主（zhǔ）要被用作高性能耐火澆（jiāo）注料（liào）、預（yù）製件、鋼包料、透氣磚、自流（liú）型（xíng）耐火澆注料及幹濕法噴射材料。根（gēn）據大阪工業技術研究所的提交的（de）研究（jiū）報告，在高溫陶瓷領域，如：氧（yǎng）化物（wù）結合碳化矽製品，高溫型矽酸鈣輕質（zhì）隔熱材料，電磁窯用剛玉莫來石推板，高溫材料及製品，剛玉及陶瓷（cí）製品，賽龍結合製品等，微矽（guī）粉的使用具有高流（liú）動性、低蓄水量、高致密度和高強度等（děng）特（tè）點。
1.3用作冶金（jīn）球團助劑
曾將（jiāng）微（wēi）矽粉以（yǐ）每453.6kg矽石配22．7kg微矽粉的配比製成球團（tuán）作為電爐冶煉原料（liào），球的大尺寸為19－25mm。經電爐冶煉證明，加入較大量（liàng）的球團時，爐子（zǐ）運行三周，沒有發現矽回收率降低和（hé）單位電耗增加的現象。挪威埃肯公司也曾（céng）將2萬千瓦金屬矽爐每晝夜（yè）生產（chǎn）出（chū）的100m3的微矽粉用水（shuǐ）調和（hé）製成1－125px直徑的球團後不用幹（gàn）燥直接返回電爐進行冶煉試驗（yàn），在豎爐中800－1200℃溫度下進行燒結，燒結後（hòu）的（de）球團不存在爆裂和不適應（yīng）的問題，具有足夠的機械強度，而且，由於不另加粘結劑，球團中雜質很少，因此可返（fǎn）回電爐（lú）作為冶（yě）煉材料。蘇聯用紙（zhǐ）漿廢液作粘結劑製球，球團強度可經倒運而不碎裂，按 30%比例加入（rù）電爐使用。瑞典一家鐵合金廠（chǎng）利用微矽粉作鉻礦球團粘結（jié）劑使用。
全封閉（bì）電爐冶煉矽鐵一般采用濕法（fǎ）淨化煙氣，利用處理後的水洗爐氣回收的微矽粉塵泥作為電爐冶煉原料。挪威埃肯公（gōng）司進行了試驗和研究，將（jiāng）其在回轉窯中加（jiā）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（guī）粉（fěn）塵泥中（zhōng）的有害物，同時將其形成球團。球團中的有害（hài）物質酚和氰化物及瀝青之類的含碳物質都被除掉，處理後的球團可返回到金屬矽、矽冶煉中作為原（yuán）料。
目前，、、挪威等國均有微矽粉（fěn）造球和製球設（shè）備。
1.4應（yīng）用（yòng）於水泥做摻和材料
作（zuò）水泥原料（liào）：挪威、冰島、加拿大等的鐵合金廠收回的（de）部分微矽粉都有作為水泥原料的報導。蘇聯指出，在生產波特（tè）蘭水泥的原料中配入18-25% 的矽粉，可提（tí）高水泥（ní）窯的產量和水泥質量，窯的生產能力提高10-20%水泥養護28天後，抗壓強度由（yóu）47Pa提高到54-56MPa。
做（zuò）水（shuǐ）泥混合材生產混合水（shuǐ）泥：冰島水泥公司將製成球狀的微矽粉（fěn）與熟料一起研（yán）磨生（shēng）產含微矽粉約6%的混合（hé）水泥，應用效果很好。1982年法國拉法基（jī）（Lafarge）水泥公司用微矽（guī）粉（fěn）摻在波特蘭熟料中生產的混（hún）合水泥就已進入市（shì）場。加拿大也製訂了混合水泥的標準，混合水泥要求微矽粉摻入量（liàng）在10%以（yǐ）內，微矽粉中SiO2 含量大於（yú）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（shuǐ）泥。這種水泥主（zhǔ）要由微（wēi）矽粉、外加劑和水泥熟料等配製而成。用它能製成致密度高的（de）混凝土，其強度比普通混凝土增強2-3倍，有（yǒu）良好的耐腐蝕（shí）性、絕緣性、性、抗滲性、抗凍性及對氯離子的阻擋性能等（děng）。丹麥已將這種水泥用於、食品工廠和重型機械廠的地麵（miàn）及要求絕緣和阻擋氯（lǜ）離子的防蝕層、水工混凝土工（gōng）程等，還可以代替部分金屬製品。丹麥蝕研究中心正在研（yán）究所用這種水泥作鋼鐵的塗層原子能研究所正（zhèng）在（zài）研究用它作放射性廢棄物的保（bǎo）護隔離材料。
1.5用作化工產（chǎn）品的分散隔離劑
為（wéi）了防止某些化工合成粉體結塊，曾經采用雲母進（jìn）行包（bāo）覆處理，造價較高（gāo）。應用微矽粉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（lì）都是采用這種方法，使分散隔（gé）離劑的應用效果很好。這種分散隔離劑廣泛用於微細農（nóng）藥、化肥、滅（miè）火劑等產品，如Borax、蘇格（gé）蘭（lán）METHIL DOCKS化肥廠。
1.6其他方麵
國（guó）外一些廠家對冶煉矽質合金產生的大量微矽粉（fěn）不斷（duàn）進行研究探索，尋找更多的用途。例如，開發了利（lì）用微（wēi）矽粉作矽酸鹽磚（zhuān）原料的工藝（yì）方法，並試（shì）製出配加 5%微矽粉的矽（guī）酸鹽磚，按磚的硬度、抗寒（hán）強度、吸水性相當於M200牌號磚（zhuān），如將微矽粉配（pèi）加量增至7％時，磚的牌號增至M250－300號，這批試（shì）驗性磚的（de）其他（tā）指標均符合標準要求利用微矽粉填充樹脂及其他高分子聚合物產品，替（tì）代白碳黑、滑（huá）石、石棉、氣溶膠等填充材料，可提高延伸縮（suō）、抗撕裂和（hé）度（dù）性能微矽粉還可以用於農肥和改良土壤品種（zhǒng），如將微矽粉與氫氧化鉀或碳（tàn）酸（suān）鉀混合（hé）加熱可製成緩農（nóng）肥矽酸鉀，它不易揮（huī）發流失，能保護土壤，作物根（gēn）部發育，抑製病蟲害，以及將微矽粉和纖維（wéi）素廠或木（mù）材工廠生產的廢（fèi）樹皮等廢料經加工後（hòu）形成（chéng）混合物（wù）質，可以增強土（tǔ）壤的肥力。
2微矽粉在我（wǒ）國的應用
2.1微矽粉在我國的生產和應用（yòng）現狀
我（wǒ）國對微矽粉的應用研究和回（huí）收利用起步較晚，大部分矽鐵生（shēng）產企業對微矽粉的回收不夠重視，一些規模較大的企業（yè）盡管回收了微矽粉，但沒有發現其中的價值，而且這些回收來的微矽粉（fěn）二氧化矽含量大多數都不達標，尚屬粗放型的工業副產品。近幾年，由於對的重視，逐步加（jiā）強了對汙染企業的管理，特別是國（guó）內（nèi）對高強混凝土需求的增加，許多鐵合金生（shēng）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（fā）展（zhǎn）很迅（xùn）速，在該領域與國外的差（chà）距正在縮小。高強度混凝土、微矽粉噴射混（hún）凝土、複合增強密度劑、矽粉（fěn）砂漿、低（dī）水泥澆注料等科（kē）研成果都已通過了部級或省、市（shì）級（jí）技術鑒定，並已在許多工程（chéng）中應用，技術經濟效果顯著。有的應用技術已接近或達到了國外八十年代初的水平。
目前大多（duō）工（gōng）業矽廠每生產三噸工業（yè）矽可回收一噸微矽粉。每生產五噸矽鐵可回收（shōu）一（yī）噸微矽粉。據不統計，2004年我國微矽（guī）粉產量達到12萬噸（dūn）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土和耐（nài）火材料領域。微矽粉混凝土已應用在重要工程如建造高（gāo）層大廈、抗衝刷磨損、抗滲漏等工程，早在1986年（nián）我國已將矽砂漿應用（yòng）於葛洲壩水（shuǐ）閘的修補和2000-3000m3蓄（xù）水池的防滲，三峽（xiá）電站、二灘電站（zhàn）、紫坪鋪電站、黃河小浪底電站、福建水口電站、青海龍（lóng）羊峽電站等水利水電工程和上海（hǎi）楊浦大橋、香港青馬跨海大橋、江（jiāng）蘇連雲港木（mù）材碼頭等工程的防滲及抗（kàng）衝磨部位，以及用於高（gāo）強度抗滲工程如上海黃埔江越江隧道工程微（wēi）矽粉混凝土還用（yòng）於抗硫（liú）酸（suān）鹽、氯酸鹽、鋼筋防鏽和提（tí）高耐久性工程，如我國在沿海建造的水下采油平台（tái）等微矽粉（fěn）混凝土用於鐵路公路，如重點工（gōng）程青藏（cáng）鐵路建設項（xiàng）目也較多地采用微矽粉產品（pǐn）。
微矽粉（fěn）在耐火材料中主要應用於不定形部分。我國冶金部建築研究總院自1985年開始（shǐ）進行低水泥澆注料研究，1988年通過部級（jí）鑒定（dìng）。它已在寶鋼、首鋼熱工設備上使用，有的已由國產材料代替了日本材料。低水泥澆注料和普通澆（jiāo）注料都使用鋁（lǚ）酸鈣水泥，配入（rù）微（wēi）矽粉和減（jiǎn）水劑後（hòu），低水泥澆注料（liào）不僅能節約（yuē）昂貴的鋁酸鹽水泥50-70%，而且性能（néng）還得到提高。至今水泥澆注（zhù）料已經用於許（xǔ）多（duō）工（gōng）程，如用於寶鋼高（gāo）爐鐵溝（gōu）蓋代替原日（rì）本（běn）澆注料，節約大量外（wài）匯用於首鋼250 步進式加熱爐和430加熱爐燒咀磚上（shàng）用於首鋼（gāng）500開坯加熱爐汽流衝刷磨損嚴重的部位用（yòng）於南京化學（xué）工業公司研究院的煤氣發生爐爐襯，使用壽命（mìng）達（dá）到68天，比原剛玉管的使用壽命提高10-20倍。近幾年，在一些研究機（jī）構（gòu）、產品開發機構的大力推廣下，微矽粉已（yǐ）逐（zhú）步在工程板材、地坪（píng）、塗料、功能砂漿等領域獲得應用。
另外，微（wēi）矽粉在（zài）其他領（lǐng）域的應用也有進展，如上海星火化工廠已將微矽（guī）粉應用於（yú）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（mó）數4以上的水玻璃為中性，可廣泛用於高溫噴塗、鑄（zhù）鋼等方麵。上海寶鋼已使用了這種水玻璃。
2.2微矽粉的價格現狀
目前微矽粉的市場價格每噸為1800～3800元（yuán）， 根據微矽粉中SiO2含量、用途的不（bú）同，市場上微矽粉的價格也不同，一（yī）般地（dì），如果不考慮（lǜ）粒度、燒失量等因素，SiO2的（de）含量越高、雜質含量越低，售價就越高。隨著市場對微矽粉需求量的增大，價格有（yǒu）走高的趨（qū）勢。
3微矽粉的（de）市場需（xū）求預測
3.1國外微矽粉（fěn）市場需求
目前（qián）市場微矽粉需求量逐年增加， 國（guó）外微矽粉的主要生產國如、、日本、挪威等微矽粉總產量大於64萬噸/年，仍然不能滿足（zú）市場的需求。由於中國矽鐵和金屬矽在上的產量處於突（tū）出的地位（2006年約占世界（jiè）產量的2/3），所伴生（shēng）的微矽粉受到國外終端客戶（hù）的重視，國外客商紛紛到中國采購微矽粉（fěn），如挪威的埃肯公司，不僅（jǐn）逐（zhú）漸投資壟斷資源，而且已將研發（fā）中心遷到中國，每年都會將中國西北鐵合金等國內大（dà）部分鐵合金廠（chǎng）家的微矽粉以低價大量收（shōu）購，在國內（nèi）進行加工後再（zài）高價賣到中國（guó）和市場上用於建築、水泥、化肥等領域，年銷售微矽粉達25萬噸（dūn），利潤不菲。從有關資料的了（le）解，國外（wài）微矽粉市場龐大，高質量微矽（guī）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（中國）研究（jiū）中心主任的座談了解，該公司在挪威已經利用廉價水電在高溫電弧爐中用矽石專門直接生產高純微矽粉（fěn）（實際上是氣相白碳黑），這種微矽粉的價格高（gāo）達5000美元（yuán）/噸。
3.2國內微矽粉市場需求
目前高層建築、鐵路、橋梁、水工（gōng）建築等對微矽粉的需求（qiú）與日俱（jù）增（zēng），市場（chǎng）潛力巨（jù）大。混凝土是建築業的基本材料，微矽粉的加入使高強度、高性能混凝土成為可能（néng），雖然高性能混凝土並（bìng）不是（shì）單指摻加微矽粉，其他填料如（rú）粉煤灰、高爐（lú）渣等都能提高混凝土（tǔ）的性能，但是（shì）微矽粉的（de）摻加在混凝土綜合性能方麵更勝一籌（chóu），添加微矽粉後（hòu）水泥的摻加量會明顯降低。
我國是世界耐火（huǒ）材料大消費國，微矽（guī）粉在耐火材料中的應用技術相對成熟，而且從我國耐火材料的發展趨勢看，由於“十一五”期間，冶金、建材（cái）等行業將保持穩（wěn）步發展，耐火材料需求總（zǒng）量仍然很大，並將繼續保持快速增長的趨勢。可以（yǐ）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（liào）、自流型耐火澆注（zhù）材料及幹濕法噴射施工應用、氧化物結合碳化矽製品（陶瓷窯窯具、隔（gé）焰板等）、高溫型矽酸鈣輕質隔熱材料、電瓷窯用剛玉莫來（lái）石推板、高溫材料及製品、剛玉及陶瓷製品、賽隆結（jié）合（hé）製（zhì）品等，微矽粉在（zài）耐火材料中的應用具有廣（guǎng）闊的市場空間。另外，微矽粉還（hái）可以代替氣相二氧化矽在橡膠、塑料、油漆、農藥、高性能陶瓷、複合化（huà）肥等（děng）領域使用。