國(guó)內(nèi)微硅粉的未來(lái)
微硅粉又叫硅灰,是一種之前一直作為垃圾需要公司進(jìn)行處理的礦熱爐煙氣凈化除塵設(shè)備所回收的微硅塵粉。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展微硅粉得到了越來(lái)越多的市場(chǎng)應(yīng)用,國(guó)外對(duì)微硅粉的利用已經(jīng)走在了中國(guó)前面。
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)占市場(chǎng)微硅粉產(chǎn)量的30%,2、高級(jí)耐火材料行業(yè)占市場(chǎng)微硅粉產(chǎn)量的30%,3、公路、橋梁及特種水泥占市場(chǎng)微硅粉產(chǎn)量的30%,4、化工、電子 占市場(chǎng)微硅粉產(chǎn)量的5%,5、其它 占市場(chǎng)微硅粉產(chǎn)量的5%
那么國(guó)內(nèi)微硅粉的前景在哪里,小編在這里為大家介紹下。
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(guó)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(gè)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(qiáng)火山灰活性等物理化學(xué)特點(diǎn),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(qiáng)度和最終強(qiáng)度
國(guó)外研究證明,當(dāng)微硅粉對(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(qiáng)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(shí),可使混凝土的水膠化(W/C+Si)降至 0.13-0.18,水泥顆粒之間被微硅粉填充密實(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)己用微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(zhǎng)。另外,微硅粉顆粒很細(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(wú)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(lái)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,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(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(lái)水中也不易產(chǎn)生離析。由于微硅粉對(duì)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(shí)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(guó)外研究診斷,當(dāng)混凝土中微硅粉取代率為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(diǎn),所以,在國(guó)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(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)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(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微硅粉,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2萬(wàn)kw金屬硅爐每晝夜生產(chǎn)出率的100m³的微硅粉制成球團(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(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(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(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。如將微硅粉配加量增至7%時(shí),磚的牌號(hào)增至M250-300號(hào)。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(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(wàn)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(wàn)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(wàn)噸;俄羅斯年產(chǎn)微硅粉15萬(wàn)噸:日本年產(chǎn)微硅粉7萬(wàn)噸;挪威年產(chǎn)微硅粉12萬(wàn)噸。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求。