中國粉體網(wǎng)訊 硅灰石是一種鏈狀偏硅酸鹽礦物,由英國礦物學(xué)家沃蘭斯頓的名字所命名。
來源:南方硅灰石
硅灰石主要成分是CaSi3O9,呈纖維狀、針狀,具有無毒、耐化學(xué)腐蝕、熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定良好、有玻璃和珍珠光澤、低吸水率和吸油值、力學(xué)性能及電性能優(yōu)良等特性,被廣泛應(yīng)用于陶瓷、橡膠、塑料、冶金、涂料、油漆及建材等行業(yè),市場價值高,已成為應(yīng)用市場需求巨大、開發(fā)前景廣闊的重要基礎(chǔ)非金屬礦。
硅灰石不同產(chǎn)品的應(yīng)用
硅灰石市場產(chǎn)品主要分為:硅灰石粉、硅灰石超細粉、硅灰石針狀粉、改性硅灰石粉。
硅灰石粉:<43μm,市場產(chǎn)品主要有硅灰石普通粉和硅灰石精粉。主要用于陶瓷原料和釉料、電焊條、冶金保護渣、油漆填料等領(lǐng)域。
硅灰石超細粉(亦稱硅灰石超細精粉):<10μm,主要用作油漆、塑料橡膠、電纜填料。
硅灰石針狀粉分為針狀粉和超細針狀粉,長徑比一般大于10:1,主要用于橡膠塑料增強劑、汽車等離合器制動器的摩擦材料的纖維狀填料等。
改性硅灰石粉分為改性硅灰石超細粉和改性硅灰石超細針狀粉,是用硅烷等表面活性劑包覆硅灰石粉得到的產(chǎn)品,主要用于電纜、橡塑等材料的復(fù)合材料,具有較強的補強功能。
硅灰石的應(yīng)用現(xiàn)狀
硅灰石的表觀消費結(jié)構(gòu)與硅灰石產(chǎn)品市場結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。中國硅灰石的表觀消費結(jié)構(gòu)為:用于陶瓷,約占47%;用于冶金保護渣及電焊條,約占30%;用于涂料塑料等,約占20%;新型復(fù)合材料、電子元件、封裝材料等新興領(lǐng)域占比較少,約占3%。
國外硅灰石表觀消費結(jié)構(gòu)以美國為例,涂料和塑料等47%,陶瓷28%,冶金10%,摩擦材料9%。
中國(a)和美國(b)硅灰石表觀消費結(jié)構(gòu)
整體而言,我國硅灰石資源在世界范圍內(nèi)占據(jù)絕對優(yōu)勢,近年來發(fā)展迅速,硅灰石生產(chǎn)和消費已經(jīng)成為世界第一。但存在一定問題:1)硅灰石開采、加工企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)參差不齊,與國際知名企業(yè)仍有一定差距,集中度低;2)產(chǎn)品與消費市場結(jié)構(gòu)較低端,附加值低,且低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩;3)產(chǎn)品技術(shù)與市場應(yīng)用結(jié)合度不高。
近年來,國內(nèi)骨干硅灰石企業(yè)在提高生產(chǎn)水平的同時,拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,加快延長產(chǎn)業(yè)鏈,逐步進入到硅灰石下游成品行業(yè)中。硅灰石與節(jié)能環(huán)保、電子信息、生物、航空航天、軍工以及新材料和新能源為主的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系日益緊密。
硅灰石應(yīng)用發(fā)展的四大方向
混凝土
纖維增強在改善混凝土抗拉性能差、延性差等方面有著主要的優(yōu)勢,該方向的研究近年來發(fā)展相當(dāng)迅速。其中以玻纖增強混凝土市場發(fā)展最為迅猛,預(yù)計2023年,市場總值將達33億美元。
硅纖維具有和玻纖短纖維相似的結(jié)構(gòu),在玻纖增強混凝土應(yīng)用上,對玻纖替代有一定的優(yōu)勢。另外,國外已廣泛將硅纖維增強混凝土應(yīng)用在大壩修復(fù)等應(yīng)用領(lǐng)域。如韓國市場用于大壩修復(fù),NYCO公司世界范圍供給混凝土用摻和劑硅灰石產(chǎn)品NyadG等。
混凝土行業(yè)中硅灰石添加量為5%左右。中國水泥2021年產(chǎn)量達到25.33億噸,其中排名在10-20位范圍的葛洲壩集團水泥有限公司年產(chǎn)水泥3000萬t。2025年以480萬t用于地下空間、結(jié)構(gòu)工程建設(shè)和玻纖替代等結(jié)構(gòu)和特種混凝土材料,預(yù)計年需硅灰石量約為24萬t。
涂料
硅灰石在涂料中可作為體質(zhì)顏料和部分白色顏料代替品。此外,根據(jù)硅灰石本身的特性,還可以作為涂料改性添加劑,拓展材料的功能性。如硅灰石具有較好的耐腐性,可加大在防腐涂料領(lǐng)域應(yīng)用。因此依托硅灰石產(chǎn)品發(fā)展功能性涂料,是未來應(yīng)用的重要發(fā)展方向之一。
涂料用硅灰石添加量約為20%。當(dāng)前海洋工程用防腐涂料主要應(yīng)用在風(fēng)機葉片、風(fēng)機支架、光伏支架、電纜表面等行業(yè)防腐涂裝。海洋能源工程建設(shè)年需求防腐涂料面積在400萬平方米,總計需求涂料10萬t,預(yù)測年需硅灰石量2萬t。
工程塑料
硅灰石改性塑料,不僅可以降低塑料成本,也賦予了塑料更有益的服役性能,如高穩(wěn)定性、阻燃性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性等。特別隨著市場需求的升級和進步,高端改性塑料市場增長迅速,對以硅灰石為主導(dǎo)的高端粉體改性塑料需求也穩(wěn)步提升。
改性工程塑料的下游應(yīng)用領(lǐng)域包括家電、汽車、電子電氣、辦公設(shè)備和電動工具等,其中家電和汽車分別占37%和15%。據(jù)預(yù)測,到2025年,我國就汽車領(lǐng)域改性塑料需求量將達1180.24萬噸,其中新能源汽車改性塑料需求量達236.21萬噸。除此之外,近年來新興的能源領(lǐng)域,包括海上風(fēng)電用風(fēng)機葉片、電纜、光伏支架等工程塑料用量巨大。
海洋工程用工程塑料硅灰石添加量為5%。2021至2025年,我國新增海上風(fēng)電裝機規(guī)?蛇_3470萬千瓦,平均每年在700萬千瓦左右,每臺風(fēng)力發(fā)電機用工程塑料約80噸,功率在0.15萬千瓦,年需求工程塑料在40萬噸左右,年新增硅灰石市場容量2萬t。
可降解塑料
填充改性生物降解塑料是指以無機礦粉(包括但不限于碳酸鈣、滑石粉、沙粒、硅灰石等)為填充劑,加入生物降解樹脂如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族芳香族共聚脂(PBAT)、聚乙烯醇(PVA)等混合改性后的塑料。硅灰石改性可在降低生物降解塑料生產(chǎn)成本的同時,顯著提高生物降解塑料的力學(xué)性能。因此在有一定強度要求的包裝市場(購物袋、垃圾袋等)優(yōu)勢明顯。
可降解塑料中硅灰石添加量為5%。可降解塑料主要應(yīng)用在快遞、餐飲外送、購物袋、地膜四個行業(yè)。其中購物袋用可降解塑料是硅灰石使用的主要方向。2025年中國可降解塑料袋將達到106萬t,以30%計添加硅灰石進行增強,年新增硅灰石市場容量約1.5萬t。
此外,特種水泥、硅鈣板、陶瓷巖板等對硅灰石均有一定需求。未來幾年隨著海洋能源工程、工程建設(shè)等行業(yè)的快速發(fā)展及國內(nèi)硅灰石產(chǎn)品質(zhì)量的提高,硅灰石下游應(yīng)用方面部分產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)或開拓性應(yīng)用、或快速增長、或進口轉(zhuǎn)國產(chǎn),國內(nèi)硅灰石產(chǎn)品會出現(xiàn)陡增需求。
硅灰石應(yīng)用激增行業(yè)分析表
參考資料:
江西省新余硅灰石 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2022-2035)
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
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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