中國(guó)粉體網(wǎng)訊 硅灰石是一種鏈狀偏硅酸鹽礦物,由英國(guó)礦物學(xué)家沃蘭斯頓的名字所命名。
來(lái)源:南方硅灰石
硅灰石主要成分是CaSi3O9,呈纖維狀、針狀,具有無(wú)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(chǎng)價(jià)值高,已成為應(yīng)用市場(chǎng)需求巨大、開(kāi)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(chǎng)產(chǎn)品主要分為:硅灰石粉、硅灰石超細(xì)粉、硅灰石針狀粉、改性硅灰石粉。
硅灰石粉:<43μm,市場(chǎng)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(hù)渣、油漆填料等領(lǐng)域。
硅灰石超細(xì)粉(亦稱硅灰石超細(xì)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(xì)針狀粉,長(zhǎng)徑比一般大于10:1,主要用于橡膠塑料增強(qiáng)劑、汽車等離合器制動(dòng)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(xì)粉和改性硅灰石超細(xì)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(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)功能。
硅灰石的應(yīng)用現(xiàn)狀
硅灰石的表觀消費(fèi)結(jié)構(gòu)與硅灰石產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。中國(guó)硅灰石的表觀消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:用于陶瓷,約占47%;用于冶金保護(hù)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(guó)外硅灰石表觀消費(fèi)結(jié)構(gòu)以美國(guó)為例,涂料和塑料等47%,陶瓷28%,冶金10%,摩擦材料9%。
中國(guó)(a)和美國(guó)(b)硅灰石表觀消費(fèi)結(jié)構(gòu)
整體而言,我國(guó)硅灰石資源在世界范圍內(nèi)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),近年來(lái)發(fā)展迅速,硅灰石生產(chǎn)和消費(fèi)已經(jīng)成為世界第一。但存在一定問(wèn)題:1)硅灰石開(kāi)采、加工企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)參差不齊,與國(guó)際知名企業(yè)仍有一定差距,集中度低;2)產(chǎn)品與消費(fèi)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)較低端,附加值低,且低端產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩;3)產(chǎn)品技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)合度不高。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)骨干硅灰石企業(yè)在提高生產(chǎn)水平的同時(shí),拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,加快延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,逐步進(jìn)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(qiáng)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(shì),該方向的研究近年來(lái)發(fā)展相當(dāng)迅速。其中以玻纖增強(qiáng)混凝土市場(chǎng)發(fā)展最為迅猛,預(yù)計(jì)2023年,市場(chǎng)總值將達(dá)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(qiáng)混凝土應(yīng)用上,對(duì)玻纖替代有一定的優(yōu)勢(shì)。另外,國(guó)外已廣泛將硅纖維增強(qiáng)混凝土應(yīng)用在大壩修復(fù)等應(yīng)用領(lǐng)域。如韓國(guó)市場(chǎng)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(guó)水泥2021年產(chǎn)量達(dá)到25.33億噸,其中排名在10-20位范圍的葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司年產(chǎn)水泥3000萬(wàn)t。2025年以480萬(wàn)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(jì)年需硅灰石量約為24萬(wàn)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(lái)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(jī)葉片、風(fēng)機(jī)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(wàn)平方米,總計(jì)需求涂料10萬(wàn)t,預(yù)測(cè)年需硅灰石量2萬(wàn)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(chǎng)需求的升級(jí)和進(jìn)步,高端改性塑料市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速,對(duì)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(dòng)工具等,其中家電和汽車分別占37%和15%。據(jù)預(yù)測(cè),到2025年,我國(guó)就汽車領(lǐng)域改性塑料需求量將達(dá)1180.24萬(wàn)噸,其中新能源汽車改性塑料需求量達(dá)236.21萬(wàn)噸。除此之外,近年來(lái)新興的能源領(lǐng)域,包括海上風(fēng)電用風(fēng)機(jī)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(guó)新增海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)?蛇_(dá)3470萬(wàn)千瓦,平均每年在700萬(wàn)千瓦左右,每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)用工程塑料約80噸,功率在0.15萬(wàn)千瓦,年需求工程塑料在40萬(wàn)噸左右,年新增硅灰石市場(chǎng)容量2萬(wàn)t。
可降解塑料
填充改性生物降解塑料是指以無(wú)機(jī)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(shù)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(shí),顯著提高生物降解塑料的力學(xué)性能。因此在有一定強(qiáng)度要求的包裝市場(chǎng)(購(gòu)物袋、垃圾袋等)優(yōu)勢(shì)明顯。
可降解塑料中硅灰石添加量為5%?山到馑芰现饕獞(yīng)用在快遞、餐飲外送、購(gòu)物袋、地膜四個(gè)行業(yè)。其中購(gòu)物袋用可降解塑料是硅灰石使用的主要方向。2025年中國(guó)可降解塑料袋將達(dá)到106萬(wàn)t,以30%計(jì)添加硅灰石進(jìn)行增強(qiáng),年新增硅灰石市場(chǎng)容量約1.5萬(wàn)t。
此外,特種水泥、硅鈣板、陶瓷巖板等對(duì)硅灰石均有一定需求。未來(lái)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(guó)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(kāi)拓性應(yīng)用、或快速增長(zhǎng)、或進(jìn)口轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn),國(guó)內(nèi)硅灰石產(chǎn)品會(huì)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(yáng)友和.我國(guó)硅灰石礦產(chǎn)資源及勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展建議
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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