中國粉體網(wǎng)訊 鈦白粉是一種非常重要的白色顏料，廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。近年來，鈦白粉價(jià)格大幅走高的態(tài)勢讓部分下游產(chǎn)業(yè)不得不尋找鈦白粉的替代品。
據(jù)了解，2021鈦白粉產(chǎn)業(yè)鏈上下游“業(yè)績”全面飄紅。上半年鈦精礦、硫酸及鈦白粉價(jià)格悉數(shù)呈現(xiàn)超20%的漲幅，同時(shí)同比2020年上半年、環(huán)比2020年下半年變動(dòng)幅度均“飄紅”。
國內(nèi)鈦白粉產(chǎn)業(yè)鏈季度行情變動(dòng)一覽表
來源：卓創(chuàng)化工
為有效緩解鈦白粉價(jià)格持續(xù)上漲給企業(yè)帶來的壓力，業(yè)內(nèi)先后考慮用濕法碳酸鈣、無水硫酸鈣、高嶺土、納米硫酸鋇、硅灰石等替代鈦白粉。其中，硅灰石具有特殊的針狀結(jié)構(gòu)、高的白度和折射率、高介電性、高電阻、無磁性、強(qiáng)耐熱、耐腐蝕、耐堿性、低溫化學(xué)惰性及低吸油性，因此備受關(guān)注。
資源優(yōu)勢
我國是世界上硅灰石資源最豐富的國家，資源儲(chǔ)量為世界第一位。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，截至2018年底，我國19個(gè)省、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)硅灰石礦產(chǎn)地86處(其中超大型8處、大型13處、中型24處、小型32處、礦點(diǎn)9處)。
在77處礦床中，查明硅灰石礦石量2.44億t，保有硅灰石礦石量2.27億t。其中，超大型查明礦石量15062.2萬t，保有礦石量14890.7萬t；大型查明礦石量6592.8萬t，保有礦石量5400.2萬t；中型查明礦石量2303.4萬t，保有礦石量2031.3萬t；小型查明礦石量460.6萬t，保有礦石量401.8萬t。8個(gè)超大型礦床的資源儲(chǔ)量占全國的60％以上。
中國硅灰石礦資源儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)(截至2018年底)
性能優(yōu)良，可部分替代鈦白粉
硅灰石是一種呈纖維狀解理的偏硅酸鹽礦物，具有針狀結(jié)構(gòu)、白度較高、熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性與阻燃性能優(yōu)良、電絕緣性高等一系列優(yōu)良的物理化學(xué)性能。其折光指數(shù)（1.63）高于許多白色礦物，表面易生成OH-等活性基團(tuán)，這些特征都有助于在制備以硅灰石為基體，通過表面包覆TiO2的復(fù)合顏料中形成協(xié)同效應(yīng)。
黃敏使用了硅灰石部分代替鈦白粉來制作的醇酸漆，得到了分散性和附著力較好的涂膜。雷福堯文章中計(jì)算了用硅灰石來替代立德粉和鈦白粉所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，能夠降低涂料的成本。
陳鶯鶯等選用3種不同的硅灰石，按一定比例與鈦白粉進(jìn)行復(fù)配，制備氮系阻燃尼龍材料。結(jié)果表明硅灰石會(huì)與鈦白粉產(chǎn)生一定協(xié)同作用，當(dāng)硅灰石與鈦白粉的復(fù)配比例小于2∶8時(shí)，可以達(dá)到一定的增白作用；當(dāng)復(fù)配比例大于2∶8時(shí)，L會(huì)隨著復(fù)配比例的的增加呈下降趨勢。此外，硅灰石與鈦白粉復(fù)配物對(duì)產(chǎn)品的其他性能影響較小。綜合考慮鈦白粉復(fù)配物對(duì)產(chǎn)品色相及性能的影響，在氮系阻燃產(chǎn)品中，最佳鈦白粉替代物為PA1210－Z，替代比例為20%。
鄧鑫等用江西廣源化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超細(xì)硅灰石在白色PVC壓延膜中部分代替鈦白粉，并系統(tǒng)研究了其在裝飾膜、木紋膜和遮蓋布等PVC壓延制品中的應(yīng)用研究。結(jié)果表明：裝飾膜配方中采用硅灰石部分替代鈦白粉，樣品的拉伸強(qiáng)度、密度和硬度未觀察到明顯的改變，但白度有所下降；木紋膜中采用硅灰石部分替代鈦白粉，產(chǎn)品的遮蓋力更好，白度也能達(dá)到要求，同時(shí)其拉伸強(qiáng)度、密度和硬度基本保持不變；遮蓋布中采用硅灰石部分替代鈦白粉，產(chǎn)品遮蓋力達(dá)到要求，白度有所降低，拉伸強(qiáng)度、密度和硬度基本保持不變。
應(yīng)用廣泛，有望“蝶變”
隨著硅灰石深加工技術(shù)研究的發(fā)展，硅灰石已逐漸成為高分子橡塑行業(yè)、油漆涂料行業(yè)、建材行業(yè)、陶瓷冶金行業(yè)、造紙行業(yè)等諸多工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)原料。
來源：新余市南方硅灰石有限公司
陶瓷領(lǐng)域
在陶瓷墻、地磚坯料中加入適量的硅灰石，可以大幅度地降低燒成溫度，縮短制品的燒成時(shí)間，實(shí)現(xiàn)低溫快速一次燒成，節(jié)約大量燃料，明顯降低產(chǎn)品成本。在陶瓷釉泥原料中引入硅灰石，可代替白色顏料，又增加釉的光澤，降低釉泥的粘度，改善施釉工藝和釉面質(zhì)量。由于硅灰石的線性熱膨脹性質(zhì)，在陶瓷制品中硅灰石的應(yīng)用可以降低產(chǎn)品撓曲度，防止瓷器的微裂、破損和瓷釉缺陷，大大提高了成品率。硅灰石制品中不含堿金屬，因而其具有良好的電絕緣性質(zhì)，且高抗沖擊強(qiáng)度和外形穩(wěn)定性兼?zhèn)洌@種特性使得硅灰石在精密陶瓷業(yè)、電力陶瓷業(yè)得到了應(yīng)用。
冶金領(lǐng)域
硅灰石的化學(xué)成分穩(wěn)定，其堿度值近于１，是冶金保護(hù)渣的理想原料，可使保護(hù)渣具有良好的熱穩(wěn)定性，達(dá)到保溫隔熱，潤滑鑄坯等效果；同時(shí)可減少冶金保護(hù)渣配渣的種類，簡化其生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)已在模鑄、連鑄（板坯、方坯）、合成渣及不銹鋼連鑄等多類型連鑄保護(hù)渣中廣泛應(yīng)用。
建筑材料領(lǐng)域
硅灰石以其無毒、無味、無放射性優(yōu)點(diǎn)，能夠取代對(duì)人體健康有害的石棉，是天然綠色環(huán)保的原料。同時(shí)長纖維硅灰石針狀粉能夠部分的替代碎短玻纖的用量，可大幅降低制品的生產(chǎn)成本。硅灰石經(jīng)過特殊加工工藝后仍能保持其獨(dú)特的針狀結(jié)構(gòu)，使添加了硅灰石針狀粉的硅鈣板、防火板、纖維水泥板、硫酸鈣板等新型環(huán)保建筑材料的抗沖擊性、抗彎折強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度、防腐蝕、隔熱防火性能均大大提高。此外，硅灰石還可用于白水泥、建筑膩?zhàn)拥确矫妗?/p>
橡塑領(lǐng)域
硅灰石超細(xì)針狀粉添加到PA、PP、PE、PVC、ABS、PS、PC等樹脂中，可明顯改善樹脂的物理性能，擴(kuò)大制品的應(yīng)用領(lǐng)域,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能賦與了樹脂更優(yōu)良的性能。與其它填料相比，硅灰石具有優(yōu)良的電學(xué)、機(jī)械和熱力學(xué)的性質(zhì)。可降低昂貴色料的用量，而不影響質(zhì)量。硅灰石水份含量低，顏色淺具有光澤，形狀穩(wěn)定，有加固性質(zhì)，常常取代部分鈦白粉、白炭黑、玻璃纖維等被應(yīng)用在尼龍模壓材料中，可明顯提高制品的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和熱變形溫度，降低模塑收縮率和塑料制品翹曲變形，大大降低生產(chǎn)成本。
涂料油漆領(lǐng)域
優(yōu)等硅灰石粉作為填充劑用于油漆涂料產(chǎn)品中，替代部分立德粉及部分鈦白粉、進(jìn)口P820，能改善涂層的流平性。硅灰石的粒子形狀是涂料的很好懸浮劑，其沉淀物柔軟分散，可做清潔型涂料的增強(qiáng)劑。由于它吸油量低，有很高的充填量，減少粘結(jié)物質(zhì)的消耗，因而大幅度降低涂料的成本。硅灰石偏堿性，噴涂性能良好,表面有均勻分布的性能，它可以把適用酸性介質(zhì)的顏料連接起來，非常適用于聚乙酸乙烯涂料。它做填充料，能改進(jìn)鋼涂層耐腐蝕能力。硅灰石除用于水性涂料、聚乙烯醇縮甲醛外，還可用于底漆、中間涂層、油性涂料、路標(biāo)涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在瀝清涂料中可以取代石棉，在自凈漆中，可用硅灰石作為一種加固劑。
玻璃纖維和陶瓷纖維
硅灰石中主要成分是SiO2和CaO，其含量達(dá)到92%以上，在玻璃纖維生產(chǎn)中可部分替代原料中的石英砂、葉蠟石、石灰石，同時(shí)引入部分氧化硅、氧化鈣，具有更好的助熔效果，降低了窯爐熔成溫度，既減少碳的排放又達(dá)到節(jié)能效果；同時(shí)增加了纖維成型的硬化速度，改善了的玻璃熔成率，提高了玻璃纖維質(zhì)量。硅灰石在玻璃纖維、陶瓷纖維中的應(yīng)用，解決了石英砂等材料難熔的問題，窯爐熔化率也相應(yīng)提高，大大降低了生產(chǎn)成本。
造紙領(lǐng)域
硅灰石不同于傳統(tǒng)的填料，它加填于紙張中并不是簡單的填充，而是憑借其高長徑比與植物纖維交織在一起，構(gòu)成“植物纖維-礦物纖維”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而部分替代植物短纖維。硅灰石用于造紙，同時(shí)具有提高紙張不透明度、降低生產(chǎn)成本、改善勻度、提高印刷適性等優(yōu)勢。
生物活性材料
人工骨通常是在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成。這種人工骨強(qiáng)度高、韌性好，但其成分與人骨組織的成分相差較大，很難達(dá)到真正意義上的愈合，且易被腐蝕。研究結(jié)果表明，以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷，生物活性高、強(qiáng)度高、穩(wěn)定好、與人骨組織的相容性好，可望在人工骨領(lǐng)域得到應(yīng)用。
其他應(yīng)用
硅灰石用于焊條涂層，可加速融熔速度，具有節(jié)能、抗氣孔等優(yōu)點(diǎn),增加焊縫強(qiáng)度、促進(jìn)焊縫表面光滑、改善熔滴過度、加速涂層融化速度。
在摩擦材料中應(yīng)用，可以改進(jìn)摩擦材料的穩(wěn)定性，減少或消除開裂，大大增強(qiáng)成品的耐摩擦性及耐熱性，提高其物理力學(xué)性能。并可以替代或部分替代摩擦材料中的其它纖維原料，降低其產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的附加值。可應(yīng)用于剎車片、襯片、離合器、閥塞、滑輪等方面。
電子工業(yè)：電子絕緣材料、熒光燈、電視機(jī)顯像管、x一射線管、電子工業(yè)光屏涂料、電路自動(dòng)斷路器的電弧分離版、集成電路、多層次化基底材料。
小結(jié)
硅灰石是一種節(jié)能礦物原料，在我國資源豐富，除能滿足國內(nèi)需求外，還可大量出口，具有重要的資源優(yōu)勢。隨著表面改性、超細(xì)粉碎及材料復(fù)合等方面深加工水平的提升，硅灰石可替代鈦白粉、石棉、立德粉等粉體，廣泛應(yīng)用于陶瓷、塑料、橡膠、油漆、涂料、顏料、樹脂、耐火材料、建材、造紙、機(jī)械加工等領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。
參考資料:
鄧鑫等.超細(xì)硅灰石部分替代鈦白粉在PVC壓延制品中的應(yīng)用研究
陳鶯鶯等.硅灰石和鈦白粉的復(fù)配物在尼龍產(chǎn)品中的應(yīng)用研究
歐陽友和.我國硅灰石礦產(chǎn)資源及勘查開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展建議
新余市南方硅灰石有限公司官網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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