宜春矽微（wēi）粉應用概況

微矽粉（矽灰）是金屬矽或矽鐵等合金冶煉從煙氣中回收的粉塵（chén）。本文對微（wēi）矽粉（fěn）在（zài）國內外的回收和（hé）在混凝土、耐火材料、水泥（ní）生產等領域的應用情況（kuàng）進行了概述並（bìng）對微矽粉市場進行了調研，在此（cǐ）基礎上進（jìn）行了國內外的（de）市場預測和前景展望。
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（yě）煉從煙氣（qì）中回收的粉塵。目前市場（chǎng）上銷售的微矽粉，一部分是冶煉煙氣經過收塵器收集後直接（jiē）銷售（shòu）的（de）矽灰，也有一部分是冶煉煙氣經過收（shōu）塵（chén）器收集（jí）後經過處理再銷售的矽灰。微（wēi）矽粉平均（jun1）粒徑為0.15－0.20μm，比表麵積為15000－20000m2/kg。其主要成分為二（èr）氧化矽，含（hán）量一（yī）般80-92%，雜（zá）質成分有氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧（yǎng）化鐵、氧化鋁和活性炭等。礦石成分、冶煉（liàn）工藝、收塵係統運行（háng）情況等都會造成成分波動。由於微矽粉中二氧（yǎng）化矽（guī）屬無定型物（wù）質，活性高，顆（kē）粒細（xì）小，比表麵積大，具有優良的（de）理化性能,過去被認為是一種工業廢棄物，現在越來越多地被認為是一種寶貴資源（yuán），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（chéng）中使用的混凝（níng）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（lùn）文、網絡、電話調查、與企業座談等途徑，對微矽粉應用及市（shì）場情況（kuàng）進行了調研，本文就調研結果進行綜（zōng）述，希望以此推進（jìn）我國微（wēi）矽粉深度研究和開發應用，縮小和優勢的差（chà）距，增強在上的競爭力。
1微矽粉在國外的應用情況
早在1947年挪威埃肯公司（Elkem ASA）就開始進行微矽粉的生產技術、粉塵處理、分級和應用（yòng）方麵的研究，成為世界上早（zǎo）開展微矽粉研發的企業（yè），並始終在微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應用，並成為（wéi）微矽粉主要生產國。目前，微（wēi）矽粉年生產（chǎn）量為：30萬噸，15萬噸，挪（nuó）威12萬噸，日本 7萬噸。國外以微矽粉為主可（kě）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（guī）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、比表麵積大、SiO2純度高、火山灰（huī）活性強等物理化學特（tè）點，把微矽粉作為摻和劑加入混凝土中了混凝土多方麵的（de）性能。如顯著塑性混凝土粘附（fù）性能和凝聚性（xìng），大幅度降低回彈量，增大噴射混凝土一次成型厚（hòu）度，縮短工（gōng）期，節省工程造價。
在（zài）需要高（gāo）強度混凝土的場合，微矽粉（fěn）作（zuò）為（wéi）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（de）高層建築物，如南瓦克大廈和德國（guó）法蘭克福BfG大廈都是采（cǎi）用了微矽粉做混凝土的增強摻和劑。在發達的一些（xiē）重要混凝（níng）土水利（lì）水電工程中如海（hǎi）洋（yáng）石油鑽井平（píng）台、大跨（kuà）度橋（qiáo）梁（liáng）、隧洞等工程摻加（jiā）微矽粉可以防滲、抗衝（chōng）磨、等性能，如挪威北海石油鑽（zuàn）井平台（tái），挪威Stolma跨海橋（301m跨徑LC60輕骨料混凝（níng）土建造），丹麥大貝爾特海峽大橋，連接丹麥與（yǔ）瑞典的厄勒（lè）（ORESUND）海峽大橋（qiáo），Kinzua大（dà）壩防滲混凝土麵板、進水閘、遂洞、主（zhǔ）廠房下部結構等。微矽粉（fěn）混凝土用於公路路麵和飛機跑道（dào）中，可以大大（dà）提高混凝（níng）土早期強度和性能，在（zài）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，如歐洲E-6和E－18高速公路（瑞典），以及倫敦非金屬處理廠高地麵處理。
在歐美，75%的噴射混凝土都摻（chān）入微矽粉，而在挪威和瑞典，微（wēi）矽粉是噴（pēn）射混凝土的材料。
1.2用於耐火材料的添加（jiā）劑
日本每年通過埃肯公司，從中國大量的微矽粉用於耐火材料工業。從日本神戶製（zhì）鋼耐火物研究所的研究報告來看，微矽粉主要被用作高性能耐火澆注料、預製件、鋼包（bāo）料、透氣磚、自流型耐火澆（jiāo）注料及幹濕法噴（pēn）射（shè）材（cái）料。根據大阪工業技（jì）術研究所的提交（jiāo）的研究報告，在（zài）高溫陶瓷領域，如：氧化物結合碳化矽製品，高溫（wēn）型矽酸鈣輕質隔熱材料，電磁窯用剛玉莫來石推板，高溫材料及製品，剛玉及陶瓷製品，賽龍結合製品等（děng），微矽粉的使用具有高流（liú）動性、低蓄水量、高致密度和高強度等特（tè）點。
1.3用作冶金（jīn）球團助劑
曾將微矽粉以每453.6kg矽（guī）石配22．7kg微矽（guī）粉的配（pèi）比製成球團作為電爐冶（yě）煉原料，球的大尺寸為19－25mm。經電爐冶煉（liàn）證明，加入較大量的球團時，爐子運行三周，沒（méi）有發現（xiàn）矽回（huí）收率降低和單位電耗增加的（de）現象。挪威埃肯公（gōng）司也曾（céng）將2萬千瓦金屬矽爐每晝夜生產出的100m3的微矽粉用水調和製成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（jìn）行燒結，燒結後的球團不存在爆裂和不適應的問題，具有足夠的機（jī）械強度，而且，由於不另加粘（zhān）結劑，球團中雜質很少，因此可返回電爐作為冶煉材料。蘇聯用紙漿廢（fèi）液（yè）作粘結劑製球，球團強度可（kě）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（jīn）廠利用微（wēi）矽粉（fěn）作鉻礦球團粘結劑使用。
全封（fēng）閉電爐冶煉矽鐵一般采用（yòng）濕法淨化煙氣，利用處理後（hòu）的水洗爐（lú）氣回收的微矽（guī）粉塵泥作為電爐冶（yě）煉原料。挪威埃肯公司進行了試驗和研究，將其在回轉窯中加氧化劑（jì）或還（hái）原劑，繼續加熱到800－1400℃左（zuǒ）右，經這樣處理可以除掉（diào）微矽粉塵泥中的有害物，同時將其形成（chéng）球團。球團中的有害物質（zhì）酚和氰（qíng）化物及瀝青之類的含（hán）碳物質都被（bèi）除掉，處理後的球團可返回到金屬矽、矽冶煉（liàn）中作為原料。
目前，、、挪威等國均有（yǒu）微矽粉造球和製球設（shè）備。
1.4應用於水泥做摻和（hé）材料
作水泥原料（liào）：挪威、冰島、加拿大等的鐵合金廠收回的部分微矽粉都有作為水泥原料的報導。蘇聯指出，在（zài）生產波特（tè）蘭水泥的原料中配入18-25% 的矽粉，可提高水泥窯的產量和水泥（ní）質量，窯（yáo）的生產能力提高10-20%水泥養護28天後，抗壓強度由47Pa提高（gāo）到54-56MPa。
做水泥（ní）混合材生產混合水泥：冰島水泥（ní）公司將製成球（qiú）狀的（de）微矽粉與熟料一起研磨生產含微矽粉約6%的混（hún）合水泥，應用效果很好。1982年法國拉法基（Lafarge）水泥公司用微矽粉摻在波特蘭（lán）熟料中生（shēng）產的混合水泥就已（yǐ）進入市場。加拿大（dà）也製訂了（le）混（hún）合水泥的標準，混合水（shuǐ）泥要求微矽粉摻入量在10%以內，微（wēi）矽粉中SiO2 含量大於85%，燒失（shī）量＜6%。生產超密水泥：日（rì）本（běn）電氣化（huà）工業株式會（huì）社從丹麥迪西脫（DENSIT）公司引進了以“DENSIFIED”命名的超密水泥（ní）。這種水泥主要由微（wēi）矽粉、外（wài）加劑和水泥熟料等配製而成。用它能製成致密度高的混凝土，其強（qiáng）度比普通（tōng）混凝土增（zēng）強2-3倍，有良好的耐腐蝕性、絕緣性、性、抗滲性、抗凍性及對氯離子的阻擋性（xìng）能（néng）等。丹麥已將這種（zhǒng）水泥用於、食品工（gōng）廠和重型機械廠的地麵及要求（qiú）絕緣和阻（zǔ）擋氯（lǜ）離子的防蝕層、水工（gōng）混凝（níng）土工程等，還可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（ní）作鋼鐵的塗層原子能研究所正在（zài）研（yán）究用它作放射性（xìng）廢棄物的保護隔離材料（liào）。
1.5用（yòng）作化工產品的分散隔離劑
為了防（fáng）止某些化工合成粉體結塊（kuài），曾經采用雲母（mǔ）進行包覆處理，造價較高。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（yòng）的比例。挪威、法國和意大利都是采用這種方法，使分（fèn）散隔離劑的應用效果很好。這種分散隔離劑廣泛用於微細農藥、化肥、滅火劑等產品，如（rú）Borax、蘇格蘭METHIL DOCKS化肥廠。
1.6其他方麵
國外一些廠（chǎng）家對冶（yě）煉矽質合金（jīn）產生的大量（liàng）微矽粉不斷進行研究探索，尋找更多的用途。例如，開發了利用（yòng）微矽粉作矽酸鹽磚原料的工藝方法，並試製出配加 5%微矽粉的矽酸鹽磚，按磚的硬度、抗寒強度、吸水性（xìng）相當於M200牌號磚，如將微矽粉配加量增至7％時，磚的牌號（hào）增至M250－300號，這批試驗性磚的其他指標均符（fú）合標準要（yào）求利用微矽粉填充樹脂及其他（tā）高分子聚合物產（chǎn）品，替代白碳黑、滑石、石棉、氣溶膠等填充（chōng）材（cái）料（liào），可提高延伸縮（suō）、抗（kàng）撕裂（liè）和度性（xìng）能微矽粉還可以用於（yú）農（nóng）肥和改良土壤品（pǐn）種，如將微矽粉與氫氧（yǎng）化鉀或（huò）碳（tàn）酸鉀混合加熱可製成緩（huǎn）農肥矽酸鉀，它不易揮發流失，能保護土（tǔ）壤，作物根部發育，抑製病蟲害，以及將微矽粉和纖（xiān）維素廠（chǎng）或木材工廠生產的廢樹（shù）皮等廢料經加工後形成混合物質，可以增強土壤的肥力。
2微矽粉在我國的（de）應用
2.1微矽粉在我國的生（shēng）產和應用現狀
我國對微矽（guī）粉的應用研究和回（huí）收（shōu）利用起步較晚，大部分（fèn）矽鐵生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（fěn），但沒有發現其中的價值，而且這些回收來（lái）的（de）微矽粉二（èr）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（nián），由於對的（de）重視，逐步加強（qiáng）了對汙染企業的管理，特別是國內對（duì）高強混凝土需求的增加，許多鐵合金生產企業配備（bèi）了收塵設備，並開發、引進了加密技（jì）術。我國（guó）微矽粉產（chǎn）品發展很迅速，在該領域（yù）與國外的差距正在縮小。高強（qiáng）度混凝土（tǔ）、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（děng）科研成果都已通過了部級或省、市級（jí）技（jì）術鑒定，並已在許多工程中應用（yòng），技（jì）術經濟效果顯著。有的應用技術已（yǐ）接近或達到了國（guó）外八十年代初（chū）的（de）水平。
目前大多（duō）工業矽廠每生產三（sān）噸（dūn）工業矽可回收一噸（dūn）微矽粉。每生產（chǎn）五噸矽鐵可回收（shōu）一噸微矽粉。據不統計，2004年我國微矽粉（fěn）產量達到12萬噸以（yǐ）上，其中大部（bù）分含SiO2為90％以下品級。
我國（guó）微矽粉的主要用途也是在混凝土和耐火材料領（lǐng）域。微矽粉混凝土已應用在重要（yào）工程如建造高層大廈、抗（kàng）衝刷磨損、抗滲漏等（děng）工程，早（zǎo）在1986年我（wǒ）國已將矽砂漿應用於葛洲壩水閘的修補和2000-3000m3蓄水池的防滲，三峽電站、二灘電站、紫（zǐ）坪鋪電站、黃河小浪底電站（zhàn）、福建水口電站、青海龍羊（yáng）峽電站等水利水電工程和（hé）上海楊浦大橋、香（xiāng）港（gǎng）青馬跨海大橋、江蘇連雲港木材碼頭（tóu）等工程的防滲及抗（kàng）衝磨部位，以及用於高強度抗（kàng）滲工（gōng）程如上海黃埔江越江（jiāng）隧道工程微矽粉混凝土還用於抗硫酸鹽、氯酸鹽、鋼筋防鏽和提高耐久性工程，如我國在沿海建造的（de）水下采油平台等微矽粉混凝土用於鐵路公路（lù），如重點工（gōng）程（chéng）青（qīng）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（huǒ）材料中主要（yào）應用於不定形（xíng）部分。我國冶金部建（jiàn）築研究總院自1985年（nián）開始進行低水泥澆注料研究，1988年通過（guò）部級鑒定。它已（yǐ）在寶鋼、首鋼熱工設備上（shàng）使用，有的已由國產（chǎn）材料代替了（le）日本材料。低水（shuǐ）泥澆注料和普通澆注料都使用鋁（lǚ）酸鈣水泥，配入微矽粉和減水劑後（hòu），低水泥澆注料不僅能節約昂貴的鋁酸鹽水泥50-70%，而且性能還得（dé）到提高。至（zhì）今（jīn）水泥澆注料（liào）已經（jīng）用於許（xǔ）多工程，如用於寶鋼高爐鐵溝蓋代（dài）替原日（rì）本澆（jiāo）注料，節約大量外匯用（yòng）於首鋼250 步（bù）進式加（jiā）熱爐和430加熱（rè）爐燒（shāo）咀磚上用於首鋼500開坯加熱爐汽流衝刷磨損嚴重的部位用於南京化學工業公（gōng）司研究院的煤氣發生爐爐襯，使用壽命達到68天，比原剛玉管的使（shǐ）用壽命提高10-20倍。近幾年，在一些研究機構、產品開發機構的大力（lì）推（tuī）廣下，微（wēi）矽粉已逐步在工程板材、地坪、塗料、功能砂漿等領域獲得應用。
另（lìng）外，微矽粉在其他領域的應用也有進展，如上海星火化工（gōng）廠已將微（wēi）矽粉應用於（yú）水玻（bō）璃生產，可在（zài）簡化工藝的情況下，生產出模數大（dà）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、鑄鋼等方麵。上海寶鋼已使（shǐ）用（yòng）了這種水玻璃。
2.2微矽粉的價格現狀（zhuàng）
目前微矽粉的（de）市場價格每噸為1800～3800元， 根（gēn）據（jù）微矽粉中SiO2含量、用途的不同，市場上微矽粉的價格也不同，一般地，如果不考慮粒度、燒失量等因（yīn）素，SiO2的（de）含量越高、雜質含量越低，售價（jià）就越高。隨著市場對微矽粉需求量的（de）增大，價格有走高的趨勢。
3微矽粉的市場（chǎng）需求預測
3.1國外微矽粉市場需求
目（mù）前（qián）市場微矽粉需求（qiú）量逐年（nián）增加， 國外微矽粉的主要生產國如、、日本、挪威等微（wēi）矽（guī）粉總產量大於64萬噸（dūn）/年，仍然不能滿足市場的（de）需（xū）求。由於中（zhōng）國矽鐵和金屬矽在上的產量處於突出的地位（2006年約占世界產量的2/3），所伴生的（de）微矽粉（fěn）受（shòu）到國外終端客戶的重視（shì），國外客商紛紛到中國采購微矽粉（fěn），如（rú）挪威的埃肯公司，不僅逐漸投資壟斷資源，而且已將研發中心遷到（dào）中國，每年都（dōu）會將中國西北鐵合金等國內大部分鐵合金廠家的微（wēi）矽粉以低價大量收購，在國內進行加工後再高價賣到中（zhōng）國和市場上用於建築、水泥、化肥等（děng）領域，年銷（xiāo）售微矽粉達25萬噸，利潤不菲。從有（yǒu）關（guān）資料的了解，國外（wài）微矽粉市場龐大，高質量微矽粉應（yīng）用領域廣（guǎng）泛，但是高品質的微矽粉產量（liàng）很少。根據與埃肯公司（中國（guó））研究中心主任的座（zuò）談了解，該公司（sī）在挪威已經利用廉價水電在（zài）高溫電弧爐中用矽石專門直（zhí）接生產高純微矽粉（實際上是氣相（xiàng）白碳黑（hēi）），這種微矽粉的價格高達5000美元/噸。
3.2國內微矽粉（fěn）市場需求
目前高層建（jiàn）築、鐵路、橋梁（liáng）、水工建築等對微矽粉的需求與日俱增，市場潛力巨大。混凝土是建築業的基本材料，微矽粉的加入使高強度、高性能（néng）混凝（níng）土（tǔ）成為（wéi）可能，雖然高性（xìng）能混凝土並不是單（dān）指摻加微矽粉，其他填料如粉煤灰、高爐渣等都能提高混凝土的性（xìng）能，但是微矽粉的摻加（jiā）在混（hún）凝土綜合性能方麵更（gèng）勝一（yī）籌，添加微矽（guī）粉後水泥的摻加量會明顯降（jiàng）低。
我國是（shì）世界耐火材料大消費國，微矽粉在耐火材料（liào）中的應用（yòng）技術相對成熟，而且從我國耐火材料的發展（zhǎn）趨勢（shì）看，由於“十（shí）一五”期（qī）間，冶金、建材等行業將保持穩步發展，耐火材料需求總量（liàng）仍然很大（dà），並（bìng）將繼續保持快速增長的趨勢。可以用於高低水泥耐火澆注料及（jí）預製件、大型鐵（tiě）溝及鋼包料、透氣磚、塗抹（mò）修補料、自流型耐火澆注材料及幹濕法噴射施工應用、氧化物（wù）結合碳化矽製品（pǐn）（陶瓷窯窯（yáo）具、隔焰（yàn）板等）、高（gāo）溫型矽酸鈣（gài）輕質隔熱材料、電瓷窯用剛玉莫來石（shí）推板（bǎn）、高溫材料及製品、剛玉及陶瓷製品、賽隆結合製品等，微矽（guī）粉在耐火材料中的應用具有廣闊（kuò）的市場空間。另外，微矽粉還（hái）可以代替氣相二（èr）氧（yǎng）化矽在（zài）橡（xiàng）膠、塑料、油漆、農（nóng）藥、高（gāo）性能陶瓷、複合化肥等領域（yù）使用。