國(guó)內(nèi)外微硅粉的應(yīng)用及市場(chǎng)分析

    礦熱爐煙氣凈化除塵設(shè)備所回收的微硅塵粉，以前均作為垃圾，往往無法處理。隨著科技的發(fā)展，微硅粉得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)已經(jīng)把煙氣凈化回收微硅粉做為企業(yè)增加產(chǎn)值的項(xiàng)目來做。

一、硅粉主要應(yīng)用領(lǐng)域
    1、應(yīng)用于混凝土工業(yè)
    把硅粉作為摻和劑用于混凝土工業(yè)是國(guó)外硅粉綜合利用中研究最早、成果最多、應(yīng)用最廣的一個(gè)領(lǐng)域。由于硅粉顆粒細(xì)小、比面積大、具有Sio2純度高與強(qiáng)火山灰活性等物理化學(xué)特點(diǎn)，把硅粉作為摻和劑加人混凝土中改善了混凝土多方面性能。
    （1）提高混凝土早期強(qiáng)度和最終強(qiáng)度
    國(guó)外研究證明，當(dāng)硅粉對(duì)水泥的取代率為30％以內(nèi)時(shí)，蒸養(yǎng)溫度為80℃，砂漿一天的抗壓強(qiáng)度為不摻硅粉的2倍（100MPa），若采用蒸壓養(yǎng)護(hù)，則幾乎達(dá)3倍(150MPa）；采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，砂漿的抗壓強(qiáng)度也明顯提高。加拿大H .H. Bache提出，當(dāng)硅粉與高效堿水劑復(fù)合使用時(shí)，可使混凝土的水膠化（W／C＋Si）降至 0.13－0.18，水泥顆粒之間被硅粉填充密實(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度為不摻硅粉的3－5倍。目前，美國(guó)、丹麥、挪威等國(guó)己用硅粉作摻和劑配制出了強(qiáng)度高達(dá)1100kg/cm2的混凝土，而且工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益好，故被大量采用。
    （2）增加密實(shí)度
    混凝土中摻入硅粉增加了起反應(yīng)的硅含量，在電子顯微鏡下觀察，摻硅粉混凝土的水泥石空隙中有晶體生長(zhǎng)。另外，硅粉顆粒很細(xì)小，均勻地填充了混凝土微孔。國(guó)外用水泥注人法測(cè)定，無論哪種養(yǎng)護(hù)條件，摻硅粉的混凝土水泥石微孔容積均明顯減少。
    （3）改善混凝土離析和沙水性能
    澆灌混凝土之后，往往產(chǎn)生水從混凝土中分離出來的現(xiàn)象，即在表層形成水膜，也稱之為浮漿，使上層混凝土分布不均勻，影響建筑質(zhì)量。國(guó)外研究證明，硅粉摻入量即取代率Si/（Si+C）愈多，混凝土材料愈難以離析和泌水。當(dāng)取代率達(dá)15％時(shí)，混凝土坍落度即使達(dá)15－20cm也幾乎不產(chǎn)生離析和泌水。當(dāng)取代率達(dá)20－30％時(shí)，將該混凝土直接放人自來水中也不易產(chǎn)生離析。由于硅粉對(duì)混凝土離析和沙水性能的改善，使摻硅粉混凝土可以用放港口、隧道等水下工程。
    （4）提高混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性和比電阻
    由于硅粉的摻入提高了混凝土的密實(shí)性，大大減少了水泥空隙，所以提高了硅粉混凝土的抗?jié)B性能。國(guó)外研究診斷，當(dāng)混凝土中硅粉取代率為10－20％時(shí)，顯著改善了混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性，而且對(duì)鋼筋的耐腐蝕性也有改善。這是因?yàn)槊軐?shí)性的提高和SiO2含量增加，有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用。另外，由于硅粉比電阻很高（可達(dá) 1．2X10¹¹Ω．Cm，90－150℃），所以混凝土比電阻可提高1．9－1．6倍。
    由于摻硅粉混凝土具有上述優(yōu)點(diǎn)，所以，在國(guó)外硅粉已作為一種新材料而被廣泛應(yīng)用，并進(jìn)行了廣泛深入的研究，為制定硅粉使用的國(guó)家或國(guó)際規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。美國(guó)、加拿大、挪威等國(guó)對(duì)硅粉使用制定了規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)），見表。
 

2、作返回爐料
    美國(guó)曾提出以球團(tuán)形式作為電爐冶煉原料，球團(tuán)的料比為每 453.6kg硅石配22．7kg硅粉，制成球團(tuán)。球的最大尺寸為19－25mm．球太大不易干透，加人電爐中易破碎，影響冶煉；球太小，則料層透氣性不好，也影響爐況．球團(tuán)中含水量可達(dá)20％，密度0．83－0．92，干球?yàn)椋?．72－0．75）X10³kg/m3，在空氣中經(jīng)一晝夜干燥，球團(tuán)即可獲得足夠的機(jī)械強(qiáng)度。經(jīng)電爐冶煉證明，加入較大量的球團(tuán)時(shí)，爐子運(yùn)行三周，沒有發(fā)現(xiàn)硅回收率降低和單位電耗增加。挪威?？瞎疽苍鴮?萬kw金屬硅爐每晝夜生產(chǎn)出率的100m³的硅粉制成球團(tuán)后返回電爐進(jìn)行冶煉試驗(yàn)。不摻粘結(jié)劑，用水調(diào)和制成1－5cm直徑的球團(tuán)，在豎爐中800－1200℃溫度下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后的球團(tuán)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。球加入豎爐之前不用干燥，燒結(jié)后的球團(tuán)不存在爆裂和不適應(yīng)的問題。而且，由于不另加粘結(jié)劑，球團(tuán)中雜質(zhì)很少，因此可返回電爐作為冶煉材料。
    全封閉電爐冶煉硅鐵一般采用濕法凈化煙氣，利用處理后的水洗爐氣回收的二氧化硅塵泥作為電爐冶煉原料，挪威?？瞎具M(jìn)行了試驗(yàn)和研究，將塵泥在回轉(zhuǎn)窯中加氧化劑或還原劑，繼續(xù)加熱到800－1400℃左右，經(jīng)這樣處理可以除掉二氧化硅塵泥中的有害物，同時(shí)將其形成球團(tuán)。球團(tuán)中的有害物質(zhì)酚和氰化物及瀝青之類的含碳物質(zhì)都被除掉，處理后的球團(tuán)可返回到金屬硅、硅冶煉中作為原料。
    目前，美國(guó)、俄羅斯、挪威等國(guó)均有硅粉造球?qū)＠椭魄蛟O(shè)備。

    3、應(yīng)用于水泥工業(yè)
    這種類似于混凝土添加材料，目前一些國(guó)家在不斷發(fā)展這方面的應(yīng)用，研制各種混合水泥，質(zhì)量?jī)?yōu)于普通水泥。

    4、作防結(jié)塊劑
    為了防止肥料結(jié)塊，一般采用云母或硅藻土進(jìn)行特殊處理，造價(jià)較高。應(yīng)用硅粉可以取代較貴的處理材料，但要準(zhǔn)確地掌握住使用的比例。挪威、法國(guó)和意大利都是采用這種方法，使防結(jié)塊劑的應(yīng)用效果很好。

    5、作硅酸鹽磚的原料
    俄羅斯開發(fā)了利用硅粉作硅酸鹽磚原料的工藝方法，并試制出配加 5%硅粉的硅酸鹽磚。這批試驗(yàn)性磚的各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。按磚的硬度、抗寒強(qiáng)度、吸水性相當(dāng)于M200牌號(hào)磚。如將硅粉配加量增至7％時(shí)，磚的牌號(hào)增至M250－300號(hào)。用硅粉制造硅酸鹽磚也減少了石灰消耗量并降低了磚的成本。

    6、其他用途
    國(guó)外一些廠家對(duì)冶煉硅質(zhì)合金產(chǎn)生的大量二氧化硅粉塵不斷進(jìn)行研究探索，尋找可靠銷路，除了發(fā)現(xiàn)上述各種有價(jià)值的用途之外，還發(fā)現(xiàn)這種粉塵可以用于耐火材料生產(chǎn)，用于絕緣材料、防燒結(jié)劑等。例如，俄羅斯利用二氧化硅粉塵制取樹脂及其他高分子有機(jī)化合物為主的聚合物產(chǎn)品，并用作黑、白碳黑、滑石、石棉、氣溶劑等物的代用品，作為添加材料。此外，硅粉還可以用于改良土壤。例如，將硅粉和纖維素廠或木材工廠生產(chǎn)的廢樹皮等廢料，經(jīng)加工后形成的混合物質(zhì)，可以增強(qiáng)土壤的肥力。

二、國(guó)內(nèi)微硅粉市場(chǎng)需求
    目前國(guó)內(nèi)微硅粉的市場(chǎng)需求量在10萬噸／年左右，但國(guó)產(chǎn)微硅粉僅有少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)，微硅粉產(chǎn)量總計(jì)為4．5萬噸／年左右。目前國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)工程，如電站大壩導(dǎo)流洞、高級(jí)陶瓷耐火材料、高速公路、耐久性建筑工程等都大量需求微硅粉產(chǎn)品，微硅粉還應(yīng)用到耐火材料行業(yè)及特種水泥行業(yè)．隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，全國(guó)各地水電、水利及公路交通基礎(chǔ)設(shè)施大量開工，加之微硅粉的應(yīng)研究進(jìn)一步深入，微硅粉的市場(chǎng)前景十分可觀。

三、國(guó)外微硅粉市場(chǎng)需求
    從有關(guān)資料了解到，國(guó)外微硅粉市場(chǎng)龐大，高質(zhì)量微硅粉應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。國(guó)外微硅粉的主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、俄羅斯、日本、挪威。美國(guó)年產(chǎn)微硅粉30萬噸；俄羅斯年產(chǎn)微硅粉15萬噸：日本年產(chǎn)微硅粉7萬噸；挪威年產(chǎn)微硅粉12萬噸。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求。

    國(guó)外高純度微硅粉主要應(yīng)用領(lǐng)域：

l、海上防腐建筑特構(gòu)   30%

2、高級(jí)耐火材料行業(yè)   30%

3、公路、橋梁及特種水泥  30%

4、化工、電子       5%

5、其它             5%