微硅粉的應用及市場分析

礦熱爐煙氣凈化除塵設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用。國內外許多企業(yè)已經把煙氣凈化回收微硅粉做為企業(yè)增加產值的項目來做。

一、微硅粉主要應用領域
    1、應用于混凝土工業(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、應用最廣的一個領域。由于微硅粉顆粒細小、比面積大、具有Sio2純度高與強火山灰活性等物理化學特點，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，當微硅粉對水泥的取代率為30％以內時，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，則幾乎達3倍(150MPa）；采用標準養(yǎng)護，砂漿的抗壓強度也明顯提高。加拿大H .H. Bache提出，當微硅粉與高效堿水劑復合使用時，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1100kg/cm2的混凝土，而且工藝簡單，經濟效益好，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，往往產生水從混凝土中分離出來的現象，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。當取代率達15％時，混凝土坍落度即使達15－20cm也幾乎不產生離析和泌水。當取代率達20－30％時，將該混凝土直接放人自來水中也不易產生離析。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 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用，并進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。美國、加拿大、挪威等國對微硅粉使用制定了規(guī)范（標準），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20％，密度0．83－0．92，干球為（0．72－0．75）X103kg/m3，在空氣中經一晝夜干燥，球團即可獲得足夠的機械強度。經電爐冶煉證明，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出率的100m3的微硅粉制成球團后返回電爐進行冶煉試驗。不摻粘結劑，用水調和制成1－5cm直徑的球團，在豎爐中800－1200℃溫度下進行燒結，燒結后的球團具有足夠的機械強度。球加入豎爐之前不用干燥，燒結后的球團不存在爆裂和不適應的問題。而且，由于不另加粘結劑，球團中雜質很少，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，挪威埃肯公司進行了試驗和研究，將塵泥在回轉窯中加氧化劑或還原劑，繼續(xù)加熱到800－1400℃左右，經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。球團中的有害物質酚和氰化物及瀝青之類的含碳物質都被除掉，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專利和制球設備。

    3、應用于水泥工業(yè)
    這種類似于混凝土添加材料，目前一些國家在不斷發(fā)展這方面的應用，研制各種混合水泥，質量優(yōu)于普通水泥。

    4、作防結塊劑
    為了防止肥料結塊，一般采用云母或硅藻土進行特殊處理，造價較高。應用微硅粉可以取代較貴的處理材料，但要準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，使防結塊劑的應用效果很好。

    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均符合國家標準要求。按磚的硬度、抗寒強度、吸水性相當于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合金產生的大量二氧化硅粉塵不斷進行研究探索，尋找可靠銷路，除了發(fā)現上述各種有價值的用途之外，還發(fā)現這種粉塵可以用于耐火材料生產，用于絕緣材料、防燒結劑等。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的廢樹皮等廢料，經加工后形成的混合物質，可以增強土壤的肥力。

二、國內微硅粉市場需求
    目前國內微硅粉的市場需求量在10萬噸／年左右，但國產微硅粉僅有少數幾家企業(yè)生產，微硅粉產量總計為4．5萬噸／年左右。目前國內一些重點工程，如電站大壩導流洞、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品，微硅粉還應用到耐火材料行業(yè)及特種水泥行業(yè)．隨著國家經濟建設的進一步發(fā)展，全國各地水電、水利及公路交通基礎設施大量開工，加之微硅粉的應研究進一步深入，微硅粉的市場前景十分可觀。

三、國外微硅粉市場需求
    從有關資料了解到，國外微硅粉市場龐大，高質量微硅粉應用領域廣泛。國外微硅粉的主要生產國為美國、俄羅斯、日本、挪威。美國年產微硅粉30萬噸；俄羅斯年產微硅粉15萬噸：日本年產微硅粉7萬噸；挪威年產微硅粉12萬噸。遠遠不能滿足市場的需求。

    國外高純度微硅粉主要應用領域：

l、海上防腐建筑特構     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%