微硅粉的應(yīng)用及市場分析

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)值的項目來做。

一、微硅粉主要應(yīng)用領(lǐng)域
    1、應(yīng)用于混凝土工業(yè)
    把微硅粉作為摻和劑用于混凝土工業(yè)是國外微硅粉綜合利用中研究最早、成果最多、應(yīng)用最廣的一個領(lǐng)域。由于微硅粉顆粒細(xì)小、比面積大、具有Sio2純度高與強火山灰活性等物理化學(xué)特點，把微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）提高混凝土早期強度和最終強度
    國外研究證明，當(dāng)微硅粉對水泥的取代率為30％以內(nèi)時，蒸養(yǎng)溫度為80℃，砂漿一天的抗壓強度為不摻微硅粉的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)，砂漿的抗壓強度也明顯提高。加拿大H .H. Bache提出，當(dāng)微硅粉與高效堿水劑復(fù)合使用時，可使混凝土的水膠化（W／C＋Si）降至 0.13－0.18，水泥顆粒之間被微硅粉填充密實，混凝土的抗壓強度為不摻硅粉的3－5倍。目前，美國、丹麥、挪威等國己用微硅粉作摻和劑配制出了強度高達(dá)1100kg/cm2的混凝土，而且工藝簡單，經(jīng)濟效益好，故被大量采用。
    （2）增加密實度
    混凝土中摻入微硅粉增加了起反應(yīng)的硅含量，在電子顯微鏡下觀察，摻微硅粉混凝土的水泥石空隙中有晶體生長。另外，微硅粉顆粒很細(xì)小，均勻地填充了混凝土微孔。國外用水泥注人法測定，無論哪種養(yǎng)護(hù)條件，摻微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。國外研究證明，微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，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，將該混凝土直接放人自來水中也不易產(chǎn)生離析。由于微硅粉對混凝土離析和沙水性能的改善，使摻微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
    由于微硅粉的摻入提高了混凝土的密實性，大大減少了水泥空隙，所以提高了微硅粉混凝土的抗?jié)B性能。國外研究診斷，當(dāng)混凝土中微硅粉取代率為10－20％時，顯著改善了混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性，而且對鋼筋的耐腐蝕性也有改善。這是因為密實性的提高和SiO2含量增加，有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用。另外，由于微硅粉比電阻很高（可達(dá) 1．2X1011Ω．Cm，90－150℃），所以混凝土比電阻可提高1．9－1．6倍。
    由于摻微硅粉混凝土具有上述優(yōu)點，所以，在國外微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，為制定微硅粉使用的國家或國際規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。美國、加拿大、挪威等國對微硅粉使用制定了規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)），見表。
 

2、作返回爐料
    美國曾提出以球團形式作為電爐冶煉原料，球團的料比為每 453.6kg硅石配22．7kg微硅粉，制成球團。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．球團中含水量可達(dá)20％，密度0．83－0．92，干球為（0．72－0．75）X103kg/m3，在空氣中經(jīng)一晝夜干燥，球團即可獲得足夠的機械強度。經(jīng)電爐冶煉證明，加入較大量的球團時，爐子運行三周，沒有發(fā)現(xiàn)硅回收率降低和單位電耗增加。挪威埃肯公司也曾將2萬kw金屬硅爐每晝夜生產(chǎn)出率的100m3的微硅粉制成球團后返回電爐進(jìn)行冶煉試驗。不摻粘結(jié)劑，用水調(diào)和制成1－5cm直徑的球團，在豎爐中800－1200℃溫度下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后的球團具有足夠的機械強度。球加入豎爐之前不用干燥，燒結(jié)后的球團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，挪威埃肯公司進(jìn)行了試驗和研究，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，同時將其形成球團。球團中的有害物質(zhì)酚和氰化物及瀝青之類的含碳物質(zhì)都被除掉，處理后的球團可返回到金屬硅、硅冶煉中作為原料。
    目前，美國、俄羅斯、挪威等國均有微硅粉造球?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)量優(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，造價較高。應(yīng)用微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)了利用微硅粉作硅酸鹽磚原料的工藝方法，并試制出配加 5%微硅粉的硅酸鹽磚。這批試驗性磚的各項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。按磚的硬度、抗寒強度、吸水性相當(dāng)于M200牌號磚。如將微硅粉配加量增至7％時，磚的牌號增至M250－300號。用微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
    國外一些廠家對冶煉硅質(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)，可以增強土壤的肥力。

二、國內(nèi)微硅粉市場需求
    目前國內(nèi)微硅粉的市場需求量在10萬噸／年左右，但國產(chǎn)微硅粉僅有少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)，微硅粉產(chǎn)量總計為4．5萬噸／年左右。目前國內(nèi)一些重點工程，如電站大壩導(dǎo)流洞、高級陶瓷耐火材料、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)．隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，全國各地水電、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，微硅粉的市場前景十分可觀。

三、國外微硅粉市場需求
    從有關(guān)資料了解到，國外微硅粉市場龐大，高質(zhì)量微硅粉應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。國外微硅粉的主要生產(chǎn)國為美國、俄羅斯、日本、挪威。美國年產(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)不能滿足市場的需求。

    國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%