青海重加密硅灰價格

1. 問下，微硅粉和硅微分一樣嗎具體咋看

微硅粉與硅微粉兩種產品辨析 目前國內大部分生產硅微粉與微硅粉的廠商對二者的概念混為一談，僅從字面意思上理解，把二者看做是一種產品。事實上，硅微粉與微硅粉有著很大的差別，正是由於二者概念的不清楚，給中國的硅微粉與微硅粉市場造成了混亂，導致很多貿易洽談失誤，微硅粉市場價格遠低於國際市場，也給中國硅微粉與微硅粉市場的國際聲譽帶來了較大負面影響。

隨著國外對硅微粉與微硅粉認識的的不斷深入，硅微粉與微硅粉得到了廣泛的使用，其商業優勢和廣泛的市場空間逐漸突顯了出來。為了區分二者之間的關系，澄清市場的混亂狀態，減少企業的損失，筆者將從外觀、性能、生產流程、用途、指標、市場現狀等各方面對這兩種產品做具體的分析。
一．硅微粉與微硅粉市場現狀 當前來說，世界上只有中國、美國、德國等少數國傢具備硅微粉生產能力，中國硅微粉的市場主要還是在國內，集中在安徽鳳陽，浙江湖州，江蘇連雲港等地，出口量相對來說比較小，多出口韓國和日本，國內生產硅微粉的較大企業有安徽伊納高新技術有限公司和東海硅微粉廠，每月產量都在1000噸以上。太陽能產業的加速又促使硅微粉的市場需求迅猛增長，硅微粉呈現出供不應求的局面。據有關資料顯示，國內生產太陽能光電轉換器用硅微粉的廠家達170多家，其中上海佔40家左右，因此，硅微粉在國內有很大的市場需求和潛力。 微硅粉的市場多集中在國外，國外對微硅粉的研究已經有幾十年了，對微硅粉研究比較系統，不少國家成立了相應的研究機構，建立了相應的生產廠，美國1983年在修補Kinzua壩消力池一項工程中使用微硅粉混凝土就節省了幾千萬美元。 而微硅粉在中國還屬於一中粗放型的工業副產品，大多數工業硅生產每3噸工業硅可回收1噸位微硅粉。以前大部分企業對微硅粉的回收都不夠重視，一些規模較大的企業回收回來的微硅粉，僅僅是堆放在一邊，沒有發現其中的價值和效益，而且這些回收回來的微硅粉硅含量大多數都不達標，國內的企業受其質量的影響，大都不敢輕易購買這些產品，中國的微硅粉市場還呈現一種無序的狀態，市場還有待於進一步的開發。國外在微硅粉的使用中已經獲取了巨大的經濟利益。如挪威的埃肯每年都會從中國以低價收購大量的微硅粉，西北鐵合金等國內大部分鐵合金廠家的微硅粉每年都被埃肯公司收購，在國內進行加工後高價賣到國內的建築、水泥、化肥等領域，其中利潤不菲，埃肯公司年銷售微硅粉達25萬噸，稱得上是微硅粉行業的絕對領先者。而國內專門做微硅粉的企業甚少，產量較大的還是西北地區的幾家大的鐵合金企業，環保設備達標，回收回來的微硅粉硅含量比較高，而上海天愷硅粉有限公司是一家的微硅粉是目前國內自己的品牌，已經在行業中有了一定的影響。 國內微硅粉的市場還沒有充分開發，所以說還有很大的市場空間。但是微硅粉的資源也是有限的，隨著國家對環保力度的加強，在強行規定硅鐵合金和工業硅生產廠家安裝環保除塵設備的同時出現抑制高耗能產業過度發展的政策，微硅粉的資源會越來越豐富。因此，各商家在面對相關優惠政策的取消的同時，應該主動尋找因回收煙塵而帶來的微硅粉市場收益。如今影響微硅粉價格的主要原因還是集中在回收設備的成本，電力耗損，以及其物理特性所帶來的包裝選擇，是否加密及運輸成本。微硅粉的深層次的研究、開發與利用關乎中國工業煙塵回收環保產業發展的未來。
總之，在加強微硅粉再利用的認識同時，各商家也應該更主動地尋找商機，增強整個微硅粉市場地活力使其增溫。

二．硅微粉與微硅粉的生產流程上的差異 硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英經高溫熔融、冷卻後的非晶態SiO2）經破碎、球磨（或振動、氣流磨）、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。 微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，也有人叫硅粉。是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為質量比較輕，還需要用加密設備進行加密。 在實際的交易過程中，許多廠商都把硅微粉當做微硅粉，但是由於二者有著本質的區別，所以在交易過程中往往會產生偏差，使得廠家提供的產品指標和需求方的指標參數存在很大差異。

三．硅微粉與微硅粉外觀上的差異 從外觀上來說硅微粉與微硅粉基本也是比較容易辨別的，硅微粉其質純、色白、顆粒均衡，是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料；根據硅石原料、還原劑或爐況的不同，絕大多數微硅粉呈灰色或深灰色 。在形成過程中， 因相變的過程中受表面張力的作用，形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體。白色微硅粉較為罕見，過去一直沒有合適的市場定位，上海天愷特種材料公司曾經推出白色微硅粉，成功應用於復合化肥、農葯（作為吸附劑，或者生產硅肥）、塗料、油漆（作為增稠劑、抗沉劑）、橡膠（作為補強劑）、塑料（作為填充劑）、特種陶瓷，可替代白炭黑，但是數量是比較有限的。

四．硅微粉與微硅粉性能和用途差異 從硅微粉與微硅粉性能或作用上硅業在線是這么劃分的：硅微粉概括的說具備耐溫性好、耐酸鹼腐蝕、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度大等優良的性能。根據其用途硅微粉分為以下幾類：普通硅微粉、電工級硅微粉、電子級硅微粉系列、熔融石英硅微粉、超細石英硅微粉、.納米硅微粉。各種硅微粉的具體用途如下： 1．通硅微粉，主要用途用於環氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、塗料及其它化工行業。 2．電工級硅微粉，主要用途用於普通電器件的絕緣澆注，高壓電器的絕緣澆注，APG工藝注射料，環氧灌封料，高檔陶瓷釉料等。 3．電子級硅微粉，主要用途主要用於集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。 4．熔融石英微粉，熔融石英微粉（WG）所用原料是天然石英經經高溫熔煉，冷卻後的非晶態SiO2，經多道工藝加工而成的微粉。該產品純度高，具有熱膨脹系數小，內應力低，高耐濕性，低放射性等優良特性。用於大規模及超大規模集成電路用塑封料，環氧澆注料，灌封料，及其它化工領域。 5．超細石英微粉，主要用途 主要用於塗料，油漆，工程塑料，粘合劑，奎 橡膠，精密鑄造高級陶瓷。 6．納米SiOx，納米SiOx作為納米材料中的重要一員，主要應用於電子封裝材料、高分子復合材料、塑料、塗料、橡膠、顏料、陶瓷、膠粘劑、玻璃鋼、葯物載體、化妝品及抗菌材料等領域，已經成為傳統產品的提檔升級換代的新型材料。
而微硅粉的作用主要作用有如下幾個方面： 1．用於砂漿與砼中：高層建築物、海港碼頭、水庫大壩、水利涵閘、鐵路公橋梁、地鐵、隧道、機場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。 2．材料工業中：高檔高性能低水泥耐火澆注料及預製件，使用壽命是普通澆注料的三倍，耐火度提高約100℃，高溫強度及抗熱震性能都明顯改善；已普遍應用於：焦爐、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發電等行業；大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、塗抹修補料等；自流型耐火澆注材料及干濕法噴射施工應用；氧化物結合碳化硅製品（陶瓷窯窯具、隔焰板等）；高溫型硅酸鈣輕質隔熱材料；電瓷窯用剛玉莫來石推板。；高溫耐磨材料及製品；剛玉及陶瓷製品；賽隆結合製品；目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結型耐火材料亦獲得大量應用。 3．新型牆體材料、飾面材料：1牆體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界 面劑。 4．水泥基聚合物防水材料。 5．輕骨料保溫節能砼及製品。 6．內外牆建築用膩子粉加工。 7．其他用途： ① 硅酸鹽磚原料。② 生產水玻璃。③ 用做有機化合物的補強材料。因其成份與氣相法生產的白炭黑相近。可以用在橡膠、樹脂、塗料、油漆、不飽合聚酯等高分子材料中用作填充補強材料。④ 化肥行業中用作防結塊劑。

五．硅微粉與微硅粉指標的差異 從指標上來說，二者有很多相同之處，也有很多不同之處。具體來說，硅微粉與微硅粉的化學成分基本上是相同的，主要成分都是二氧化硅，而且雜質里都含有氧化鈉、氧化鈣，氧化鎂，氧化鐵，氧化鋁等。只不過硅微粉的含硅量比較高，基本都在99%以上，而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都屬於很不常見的。從粒度上來說，硅微粉由天然石英加工而成的，粒度比較大，有200目，300目，400目、500目、600目、800目、1000目、1250目、3000目、5000目等是一種粉狀態。而微硅粉的細度小於1μm的佔80%以上，平均粒徑在 0.1-0.3μm ，是一種灰狀態。 在實際的貿易中，硅微粉的價格與目數有關，目數越大價格越高，當前市場上硅微粉出廠價格200目500元/噸，325目600元/噸，400目750元/噸，500目950元/噸，600目1200元/噸，800目1500元/噸，1000目2200元/噸，1250目2600元/噸，3000目6200元/噸，4000目8400元/噸；微硅粉的價格與硅含量和水分、燒矢度有關，一般來說硅含量為85%的微硅粉出廠價格為1700元/噸左右，天津港FOB價格在180美元/左右。 從市場方面來說，微硅粉的潛在市場要比硅微粉要大，國內微硅粉的市場還有很大的開發空間。從以上我們可以看出硅微粉與微硅粉有著本質的區別，性質不同決定著二者用途的不同，在以後的商業貿易中，還要分清二者的概念和區別，以提高貿易的成功率。

2. 磨細天然沸石和硅灰是什麼

磨細天然沸石是什麼？天然沸石的主要品種是斜發沸石岩和絲光沸石岩，為含有多孔結構的微晶礦物，其主要組成為含水硅鋁酸鹽。磨細天然沸石，是將一定品位純度的天然沸石岩經粉磨至規定細度的產品『，沸石粉的內表面積大，吸附性強，能降低混凝土的奶水和離析，增強保水性。由於粉粒具有的微填充效應和火山灰效應，以致能改善混凝土的孔結構和界面相，提高強度和改善耐久性。因沸石粉的需水量大，拌合物的粘性增加，必須與高教減水劑配合使用。硅灰是什麼？是在冶煉硅鐵合金或工業硅時，通過煙道排出的硅蒸氣氧化後，經吸少器收集得到的以無定形二氧化硅為主要成分的產品。由於硅灰的非品質seb的含量很高，且顆粒極紉，成為迄今效能最高的礦物摻合料。硅灰對混凝土的增強效果，在早期、中期和後期都高；對提高耐久性顯著其全面，尤其是有很高的抗凍性和耐磨性。由於硅灰的需水量大，必須有高效減水劑配合使用。另應注意單摻硅灰的不利方面，會加大混凝土的白收縮和溫升，應與其他礦物摻合料復合摻用，可同時提高技術與經濟效益。離性能混凝土配合比設計原則有哪些呢？高性能混凝土的配合比設計，是以耐久性為核心，全盤考慮和協調各項所要求的性能，來高水淮的滿足工程需用c由於所涉及的方面、可變因子和相互制約因素均很多，因此確定高性能混凝土的配合比，要比普通混凝土復雜得多。目前，尚無成熟的高性能混凝土配合比設計方法可循，但應信守下列已被公認的基本原則。

3. 硅灰石中國最豐富的國家資源硅灰石產地硅灰石的用途

硅灰石是一種三斜晶系，細板狀晶體，集合體呈放射狀或纖維狀。我國硅灰石資源豐富，那麼目前我國主要的硅灰石產地都有哪些呢？下面小編為大家介紹硅灰石的產地等相關知識。
硅灰石產地：
我國硅灰石產地分布廣、儲量大，個別產地硅灰石礦質量較好，具有良好的發展潛力。目前我國在17個省、自治區發現硅灰石產地百餘處，估計資源量近2億噸。截至1996年底止，在14個省、自治區中已有探明儲量的礦產地31處，保有礦石儲量13265萬噸，位居世界前列。
保有儲量最多的是吉林省，佔全國總保有礦石儲量的40%；其餘依次為散塌雲南、江西、青海、遼寧4省，共佔全國保有礦石儲量的49%；浙江、湖南、安徽、內蒙古、廣東5省區共佔全國保有儲量的10%；江蘇、廣西、湖北、黑龍江4省區共佔全國保有礦石儲量的1%。其中吉林梨樹硅灰石礦業公司是中國最大的硅灰石生產企業，其擁有10座礦山和加工廠，硅灰石年生產能力達8萬噸。中國其他比較大的硅灰石生產公司有：吉林省梨樹縣大頂山硅灰石礦業公司、江西省新余市南方硅灰石實業公司、浙江長興硅灰石猛掘虛礦業有限公司和安徽省廣德縣下寺廟西硅灰石礦業公司等。
近兩年來，企業的科研能力、采礦裝備、加工技術、檢測水平較前幾年有了很大的提高，新產品不斷增加，針狀粉、超細粉及改性粉的加工技術不斷創新，達到了國際先進水平，深加工能力猛增，徹底改變了以賣原礦為主的經營方式，企業活力大大增強。不但梨樹硅灰石礦業公司、長興硅灰石公司等老企業取得長足發展，一些新興企業如雲南超微細新材料有限公司、遼寧金崗硅灰石公司、江西新余南方硅灰石公司、江西華傑泰公司、磐石環宇硅灰石公司、黃士鑫溢礦產公司、大連環球礦產公司等發展勢頭也很強勁，在國內外市場的競爭力不斷提升。國內硅灰石產量不斷增長。目前中國已成為世界粉末級硅灰石的主要生產國。
硅灰石目前主要應用於陶瓷工業，約占總用量的50%。這是由於硅灰石釉面磚具有燒成溫度低、時間短、白度高、成本低等特點。而且國內不少陶瓷廠都建成了用硅灰石作基料生產釉面磚的流水線。可以說硅灰石作為釉面磚原料為我國建陶工業找到了一條多、快、好、省的捷徑。
硅灰石的用途：
硅灰石屬於一種鏈狀偏硅酸鹽，又是一種呈纖維狀、針狀。由於其特殊的晶體形態結晶結構決定了其性質，硅灰石具有良好的絕緣性，同時具有很高的白度、良好的介電性能和較高的耐熱、耐候性能。因硅灰石廣泛地應用於陶瓷、化工、冶金、造紙、塑料、塗料等領域。
①油漆料工業
優等硅灰石粉用於油漆塗料一些產品中，取代立德粉及部分鈦白粉、進口P820做為充填劑，能改善塗層的流平性。硅灰石的粒子形狀是塗料的很好懸浮劑，其沉澱物柔軟分散，可做清潔型塗料的增強劑。枝燃由於它吸油量低。有很高的充填量，減少粘結物質的消耗，因而塗料的成本大幅度下降。硅灰石偏鹼性，非常適用於聚乙酸乙烯塗料，使著顏色料分散均勻，它可以把適用酸性介質的顏料連接起來，也可以製成鮮艷的彩色塗料，表面有均勻分布的性能，噴塗性能良好。它做充填料，能改進鋼塗層耐腐蝕能力。除用於水性塗料、聚乙烯醇縮甲醛外，還可用於底漆、中間塗層、油性塗料、路標塗料、隔音塗料、耐火塗料等。它在瀝清塗料中可以取代石棉，在自凈漆中，可用硅灰石作為一種加固劑。硅灰石粉用於油墨行業，代替部分鈦白粉、立德粉，也取得了理想的效果。
②在橡膠塑料中的應用
硅灰石粉已被應用在硫化橡膠，鋪地瀝清乙烯基磚、乙烯基樹脂、聚乙醚環氧樹脂乙烯塑板、苯酚模型中。生產環氧樹脂時採用50％的硅灰石粉做填充色劑，在非凝固狀態時具有吸水率低的特點。硅灰石可以改進聚合物質的性質，做彈性物質的填充料，可降低價格。這種合成物質熱穩定性高，介電指數和吸水性低、機械性能穩定。
硅灰石廣泛用於聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基氯化物、聚乙烯中的填料，與其它填料相比，硅灰石具有優良的電學、機械和熱力學的性質。在聚苯乙烯樹脂合成物中加入硅灰石，可降低昂貴色料的用量，而不影響質量。在聚丙化合物中應用硅灰石亦可節省費用。由於硅灰石水份含量低，顏色淺具有光澤，形狀穩定，有加固性質，所以常常又被應用在尼龍模壓材料中。硅灰石粉應用在膠鞋行業的鞋底中，取代部分鈦白粉、白炭黑、陶土等，效果佳。用於膠管、膠帶中、產品質量提高，而成本明顯降低。
③在冶金、耐火行業中應用
硅灰石的化學成分穩定，其鹼度值近於1，正是冶金保護渣的理想原料。在80年代初期，我國已開始利用硅灰石生產冶金保護渣，並逐漸擴大品種，現已廣泛應用在模鑄、連鑄（板坯、方坯）、合成渣及不銹鋼連鑄等許多品種。保護渣用低檔次硅灰石即可，因而成本低廉。近年來，硅灰石在冶金行業的應用又有新發展，在金屬鑄模塗料、噴吹精煉鋼水、耐火磚、耐火絕緣器、陶瓷絕緣泡沫等行業都大量應用硅灰石，因此，國外有的專家認為，硅灰石應是耐火材料。
④在陶瓷工業的應用
在陶瓷原料中加入適量的硅灰石（中、低檔即可），可以大幅度地降低燒成溫度，縮短製品的燒成時間，實現低溫快速一次燒成，節約大量燃料，明顯降低產品成本。由於硅灰石製品中不含鹼金屬，所以它具有良好的電絕緣性質，且高抗沖擊強度和外形穩定性兼備，這種特性使得硅灰石在精密陶瓷業、工藝陶瓷業得到了應用。在釉泥原料中，用硅灰石代替白色顏料，可增加釉的光澤，減少釉泥的粘度，大大地降低成本。硅灰石在陶瓷製品中，可以防止瓷器的破裂、微裂、破損和瓷釉缺陷。由於硅灰石具有線性熱膨脹性質。因而可以降低產品撓曲度程度。釉中加入1％的硅灰石所降低的熱膨脹足以使得釉暴露於空氣後不會產生裂紋。
⑤在電器絕緣材料中應用
硅灰石形成不導電的結晶時，具有很高的絕緣率，這種性能在高質量的電力設備中是寶貴的材料。美國公司在製造電氣陶瓷中，加入20％硅灰石，使得該類產品價格下降20倍。絕緣材料容許通過極少量的電，因此，硅灰石被用在無線電陶瓷、低介電損耗的絕緣體、日用絕緣器的陶瓷絕緣泡沫、建築絕緣陶瓷等行業。對超高頻專門電子儀器，如高溫瓷元件，高壓斷路器，酚醛粘合電阻器，以及在製造溫度500℃以上的無機絕緣材料方面，硅灰石也是特別有用的。
⑥在電焊條行業
硅灰石用於焊條塗層，加速熔融速度，在國外已有多年應用歷史。硅灰石用於焊條塗層，具有節能，抗氣孔，增強焊縫強度，促使焊縫表面光滑，改善熔滴過渡，加速塗層熔化速度等優點。特別是我公司硅灰石含雜低、質量優良，適一於做特種焊條、埋張焊劑。
⑦硅灰石代替短纖維石棉及纖維滑石
由於石棉製品加工中極易導致人們產生癌症，這在美國、日本等工業發達國家已形成共識，所以目前他們開始淘汰石棉及其製品的使用，而以針狀硅灰石代替短纖維石棉、玻璃纖維，投入工業化生產。我公司所產針狀硅灰石，是加工針狀硅灰石粉的理想原料，具有廣闊的發展前途。
⑧其它用途
a、硅灰石用於造紙，是非常有前途的行業，根據國外專家的預測，硅灰石遠景需要量每年75萬噸，其中造紙用量佔40％。
b、由於硅灰石燒失量低，使它成為幾乎不產生氣泡的天然玻璃原料，並能降低熔化溫度、縮短熔燒時間，節約大量能源。
c、硅灰石用在瓷粘結磨料和砂輪生產中會大大提高熔融速度和高溫防震性能。有的也被用在細磨砂輪粘合材料填料中。
d、玻璃鋼行業，用硅灰石代替樹脂中的填料，能大幅度降低產品成本。
e、硅灰石粉可做礦渣水泥塊復層塗料。
f、硅灰石可做石棉－水泥基質產品。
g、硅灰石還應用於粘結陶瓷製品、層壓塑料、標記材料、火柴、慮油紙、膠合板、人造橡膠、壁板等。
h、在國外用於陶瓷粘結的研磨工具、鑄造產品、電器設備、艦船間牆壁、金屬製品、琺琅塗層、鋼筋混凝土塊的塗層、白水泥、制動器結構的墊襯、壓容器、油膩子、蓄電池的隔板等都是硅灰石的應用領域。

4. 硅微粉和微硅粉的區別

一、成分含量不同

1、H系硅微粉的含硅量比較高，基本都在99%以上。

2、而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都屬於很不常見的。

二、物質不同

1、硅微粉

硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。由於它具備耐溫性好、耐酸鹼腐蝕、導熱系數高、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度大等優良的性能，被廣泛用於化工、電子、集成電路（IC）、電器、塑料、塗料、高級油漆、橡膠、國防等領域。隨著高技術領域的迅猛發展，硅微粉亦將步入新的歷史發展時期。

2、微硅粉

微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。

它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為密度較小，還需要用加密設備進行加密。

三、作用不同

1、硅微粉

1）顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。

2）具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3）顯著延長砼的使用壽命。

4）大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰，提高單次噴層厚度。

5）是高強砼的必要成份，已有C150砼的工程應用。

2、微硅粉

優質微硅粉主要被用作高性能耐火澆注料、預製件、鋼包料、透氣磚、自流型耐火澆注料及干濕法噴射材料。在高溫陶瓷領域。

如：氧化物結合碳化硅製品，高溫型硅酸鈣輕質隔熱材料，電磁窯用剛玉莫來石推板，高溫耐磨材料及製品，剛玉及陶瓷製品，賽龍結合製品等，微硅粉的使用具有高流動性、低蓄水量、高緻密度和高強度等特點。

5. 　硅灰石（Wollastonite）

一、概述

硅灰石是一種天然產出的偏硅酸鈣（Ca₃[Si₃O₉]），理論化學成分CaO48.3%、SiO₂51.7%。其中的Ca²⁺離子易被少量的Fe²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺等離子呈類質同象形式替代。硅灰石有三種同質多象變體：兩種低溫相變體，即三斜晶系硅灰石和單斜晶系副硅灰石；一種高溫相即假硅灰石。硅灰石與假硅灰石的轉化溫度為（1120±20）℃，轉化較緩慢，隨著溫度升高，轉化時間將明顯縮短。自然界常見的硅灰石主要是低溫三斜硅灰石，其他兩種象變體很少見。

硅灰石晶體沿b軸多發育為柱狀、針狀，其長度與直徑比值即長徑比為（10～7）:1，比值高的可達（15～13）:1。硅灰石熱膨脹特點是沿b軸膨脹系數（25～800℃為6.5×10^-6℃^-1）低，膨脹隨溫度改變呈線性變化。假硅灰石的熱膨脹系數為11.8×10^-6℃^-1，明顯高於硅灰石的熱膨脹系數。因此在硅灰石質陶瓷的燒成過程中應避免硅灰石向假硅灰石的轉變。硅灰石的物理－化學性質見表3-6-1。

表3-6-1硅灰石的主要物化性質

在高溫加熱條件下，硅灰石的化學性質活潑，可與高嶺石等礦物發生固相反應，與陶瓷工業有關的反應包括：

河南省非金屬礦產開發利用指南

河南省非金屬礦產開發利用指南

由於硅灰石具有針狀晶體、低熱膨脹系數、低吸油率、色白、絕緣性好、高溫化學性質活潑等特點，使其應用在陶瓷工業、填料工業等領域中。

二、資源概況和礦石類型

1.資源概況

硅灰石的成因類型有五種，其中有工業價值的是接觸變質類型和區域變質作用類型。接觸變質生成的硅灰石產於岩漿侵入體與碳酸鹽岩的接觸帶，由SiO₂和CaCO₃反應而成。區域變質作用生成的硅灰石是由含鈣質的岩層如石灰岩、大理岩經區域變質作用形成。

目前世界各國已查明的硅灰石儲量約2億噸，遠景儲量約4億噸。在20多個硅灰石產出國中，美國、印度和墨西哥三國硅灰石礦總儲量約佔世界已探明總儲量（不包括中國）的三分之二。

美國紐約州阿迪龍朗克山北東側是世界硅灰石重要產地，在該州的威爾斯博羅地區有福克斯諾爾、劉易斯和狄爾赫德三個主要礦床。

墨西哥的硅灰石礦床主要產在薩卡特卡斯和恰帕斯兩個州。

印度的硅灰石主要產在拉賈斯坦邦和中央邦，其中有的礦床礦石品位高達96%～97%。

我國的硅灰石礦資源豐富，遠景儲量為0.5億～1.0億噸，探明儲量僅次於印度，居世界第二位。我國硅灰石產地比較集中，主要分布在吉林省，佔全國總儲量44.7%，江西省佔17%，青海佔13.4%，遼寧佔10.3%，其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江蘇、雲南、福建等省。我國硅灰石礦成礦條件好，礦體規模大，成分簡單，較富。吉林梨樹大頂山硅灰石礦床是我國目前規模最大的礦床。此外，吉林磐石長崴子硅灰石礦床，湖北大冶小箕鋪硅灰石礦床規模也較大。

硅灰石礦床的一般工業要求見表3-6-2，開采技術條件見表3-6-3。

表3-6-2硅灰石礦床一般工業指標

註：①視礦石質量優、差取上、下限；②手選礦石塊度要求，暫按直徑≥4cm計。

表3-6-3硅灰石礦床開采技術條件

2.礦石類型

硅灰石礦石類型主要有大理岩型和夕卡岩型兩大類。美國的威爾斯鮑羅、劉易斯、格爾赫德硅灰石礦，印度別爾卡巴赫硅灰石礦等是夕卡岩型。墨西哥拉布蘭卡硅灰石礦，芬蘭拉彭蘭塔硅灰石礦等是大理岩型。我國主要硅灰石礦石類型見表3-6-4。國內外部分硅灰石的化學成分分析見表3-6-5。

表3-6-4我國主要硅灰石礦石類型

三、硅灰石的主要用途及質量標准

由於硅灰石具有許多優異的物化性質，使其被廣泛應用於陶瓷工業、化學工業、冶金工業等各工業部門（見表3-6-6）。

迄今為止，硅灰石主要應用於陶瓷工業。其中又以作釉面磚為主，以及生產特種的無線電陶瓷和低介電損耗絕緣體陶瓷等。硅灰石之所以成為陶瓷的重要原料，是由下列因素決定的。

在傳統生產陶瓷工藝中，是以鋁硅為主要體系的原料，生成的物相以莫來石為主。需採用高溫（1250～1300℃）、長周期（30h以上）的燒成工藝。在坯體中加入一定量的硅灰石，構成了以硅－鋁－鈣為主要成分的低共熔體系，生成的物相主要是鈣長石。硅灰石同時是助熔劑，降低了坯體的老化點，整個坯體的快速燒結物均勻一致。因此，硅灰石降低了陶瓷生產的燒成溫度，縮短了燒成時間。

表3-6-5國內外部分硅灰石的化學成分分析

表3-6-6硅灰石的主要用途

硅灰石的針狀晶體為生坯提供水分快速排出的通道，乾燥速度加快，從而易壓製成型，不分層。焙燒時，硅灰石針狀體的不熔殘渣構成了阻止坯體體積變化的緻密骨架，冷卻時，燒結料結晶將它們之間的針狀體牢固粘接。坯體具有多孔和網狀結構。硅灰石低的熱膨脹系數和線性膨脹的特點，有利於坯體抗熱沖擊。

美國、原蘇聯等國都已對硅灰石在釉面磚上的應用進行了大量的研究工作。美國年產硅灰石約6萬～7萬t，其中一半用於釉面磚生產。以硅灰石為主要原料的釉面磚，實現低耗能低溫快燒的新工藝，可節省燃料約30%～50%，被譽為節能原料。

在冶金工業中，硅灰石主要用作生產模鑄硅鋼保護渣和板坯連鑄保護渣。武漢鋼鐵公司鋼鐵研究所等單位研製的以硅灰石為主要原料的保護渣，可替代從日本進口的「浮光40」保護渣。以天然硅灰石為基料板坯連鑄粉狀和顆粒狀保護渣，具有化學性質十分穩定，含Al₂O₃很低的特徵，能起到穩定連鑄操作和改善連鑄坯質量的作用。

硅灰石作為電焊條葯皮配料，在電焊工業中得到應用，特別適合用來製造高鈦型低炭鋼電焊條。硅灰石微粉和超細微粉被用於塑料、橡膠、造紙、油漆工業中作填料和塗料，不僅降低了產品成本，而且明顯改善了產品的物理－化學性能，尤其是機械力學性能。預計今後作工業填料和塗料用的硅灰石微粉和超細微粉用量將以每年10%的速度增加。

目前我國僅國家建材局於1994年頒布了硅灰石產品質量標准，標准號為JC/T535-94。一些主要的硅灰石產區或企業根據用戶要求制定了一些地方或企業標准。

陶瓷、油漆、塗料、冶金、電焊條等應用領域對硅灰石產品質量要求分別見表3-6-7～表3-6-10。

吉林梨樹硅灰石礦業公司出口硅灰石塊礦和針狀硅灰石粉質量標准見表3-6-11和表3-6-12。

表3-6-7陶瓷工業用硅灰石產品的質量要求

註：建築陶瓷用硅灰石，一般要求硅灰石礦物含量＞60%。

表3-6-8油漆、塗料用硅灰石產品質量要求

表3-6-9冶金保護渣用硅灰石產品質量要求

表3-6-10電焊條工業對硅灰石產品質量要求

表3-6-11吉林梨樹硅灰石礦業公司出口硅灰石塊礦質量標准

表3-6-12H-G系列針狀硅灰石粉

吉林四平市硅灰石企業標准（吉Q/SS₁24-85）適用於油漆塗料、塑料、橡膠、陶瓷等行業，見表3-6-13～表3-6-15。

表3-6-13吉林四平市硅灰石產品規格

表3-6-14吉林四平市硅灰石的技術要求

表3-6-15吉林四平市塗料級硅灰石粉的技術要求

註：以上產品指標，可根據用戶特殊要求，雙方協商。

湖北大冶非金屬礦公司的硅灰石產品質量標准見表3-6-16。國外硅灰石一般工業要求見表3-6-17。美國出售硅灰石的粒度要求見表3-6-18。

表3-6-16湖北大冶非金屬礦公司硅灰石產品質量標准

表3-6-17國外硅灰石一般工業要求

表3-6-18美國出售硅灰石的粒度要求

四、硅灰石礦石的選礦和超細粉碎

1.硅灰石礦石的選礦提純

硅灰石屬接觸變質礦物，與其共生的主要礦物有方解石、透輝石、石榴子石、透閃石、符山石、石英、黃銅礦、斑銅礦等，硅灰石的選礦方法隨著礦石類型不同而有所不同。手選、光電揀選、磁選、浮選、重選等方法廣泛應用於硅灰石的加工工藝中。硅灰石的主要選礦方法和原則流程見表3-6-19和表3-6-20。

列舉兩個實例說明硅灰石礦石的選礦。

表3-6-19硅灰石的主要選礦加工方法

表3-6-20硅灰石的主要選礦工藝原則流程

例1梨樹硅灰石礦的選礦工藝

該礦位於吉林省梨樹縣內。礦石中硅灰石含量為46.50%，方解石41.23%，透輝石3.49%，石英6.67%。在礦石中，硅灰石晶體內有透輝石和石英包體，方解石則呈不規則狀分布於硅灰石顆粒及其裂隙之間。根據原礦性質，採用單一浮選流程選別硅灰石。根據硅灰石與方解石、石英的可浮性不同，採用反浮選方法對硅灰石進行選別，選礦流程見圖3-6-1。

圖3-6-1梨樹硅灰石礦連選試驗流程

方解石精礦含方解石95.71%，產率38.78%；硅灰石精礦含硅灰石87.20%，產率44.48%。

例2威爾斯鮑羅硅灰石選礦廠

選礦廠位於美國紐約州威爾斯鮑羅。礦石主要礦物組成為硅灰石、鈣鐵石榴子石、透輝石、少量方解石。礦石中硅灰石含量為55%～65%，鈣鐵石榴子石和透輝石的含量為10%～20%。根據礦石性質，採用單一強磁選工藝流程使硅灰石和鈣鐵榴石及透輝石分離。工藝流程見圖3-6-2。

2.硅灰石的超細粉碎

圖3-6-2威爾斯鮑羅硅灰石選礦流程

硅灰石作為高檔無機工業填料，必須深加工成針狀超細粉料。國外多採用氣流磨對硅灰石精礦進行超細粉碎，產品中高長徑比、高比表面的粉量增多。80年代末，吉林梨樹硅灰石礦業公司從Alpine公司引進兩台630AFG流化床式氣流粉碎機，用於生產-10μm的硅灰石超細微粉。隨後，該公司與武漢工業大學合作，實現了這種設備國產化，研製成與630AFG性能相同的LPM-680氣流磨，並建成了年產200t的超細硅灰石粉生產線，生產線工藝流程見圖3-6-3。給料粒度325目，產量280.6kg/h,10μm通過率97.7%。

硅灰石超細粉碎產品有800、1250、2500目等。也可以根據用戶的需要加工出平均粒度為10、5、2、1μm級的產品。

五、硅灰石粉料的表面改性

圖3-6-3超細硅灰石生產線工藝流程

1—顎式破碎機；2—傳送帶；3—顎式破碎機；4—除塵器；5—提升機；6—料倉；7—風機；8—提升機；9—料倉；10—磨機；11—旋流分級機；12一風機；13—提升機；14—料倉；15—風送系統；16—料倉；17—螺旋輸送機；18—空壓機；19—冷凝器；20—儲氣罐；21—LPM氣流磨；22—收集器；23—風機

粉體表面改性（Surface modification or Surface treatment）是指用物理、化學、機械等方法對粉體物料表面進行處理，根據應用的需要有目的地改善或完全改變物料的物理技術性能或表面物理化學性質，如表面晶體結構和官能團、表面能、表面潤濕性、表面吸附和反應特性等，以滿足現代新工藝和新技術發展對新材料的需要。粉體的表面處理改性既是一門新技術，又是一門新學科。對於非金屬礦物，表面改性能提高其使用價值和開拓應用領域，是最重要的深加工技術之一。

在塑料、橡膠、膠粘劑等高分子材料工業及復合材料領域中，無機礦物填料佔有很重要的地位，不僅可以降低生產成本，而且明顯改善產品的物理化學性能，如機械力學性能、阻燃性、絕緣性等。但是由於無機礦物與基質，即有機高聚物或樹脂等具有不同的膨脹系數、表面張力、抗彎模數等性質，在二者接觸處，明顯表現出不相容性，因此接觸界面是最薄弱的部位，易發生分離。由於相容性差，無機礦物填料難以在基質中均勻分散，直接或過多地填充往往容易導致產品的某些力學性能下降以及易脆化等缺點。因此，用無機礦物作填料，除了對其粒度、粒度分布、顆粒形狀有要求外，還必須對礦物填料表面進行改性，提高其與基質，即有機高聚物或樹脂的相容性和分散性，以增強產品的機械強度和綜合性能。

用來對礦物表面進行改性的化學試劑稱為表面改性劑。表面改性劑分為無機試劑和有機試劑兩大類。無機試劑主要是一些無機顏料，如鐵、鈦、鉻等的氧化物或含氧鹽等。有機表面改性劑的種類較多，主要包括偶聯劑類、脂肪酸（或胺）類、烯烴低聚物類以及各種樹脂類等。由於礦物填料的種類不同，改性目的不同，所選用的表面改性劑亦不同。

1.礦物填料的有機表面改性劑

1）偶聯劑

又稱為架橋劑，是一種具有兩性結構的物質。它們分子中的一部分基團可與礦物填料表面的各種化學基團反應，形成強有力的化學鍵合；另一部分基團則有親有機物的性質，可與有機高分子發生化學反應或形成物理纏繞，在無機礦物與有機高分子之間形成具有特殊功能的「分子橋」，從而把兩種性質差異很大的材料牢固結合起來，形成新型的復合材料。

偶聯劑是目前應用最廣泛的表面改性劑，它適用於各種不同的有機高分子和無機礦物填料的復合材料體系。經偶聯劑進行表面處理的無機礦物填料，抑制了填充體系「相」的分離，即使增加填充量，仍可較好地均勻分散，從而改善了製品的綜合性能，特別是抗張強度、沖擊強度、柔韌性和撓曲強度等。按偶聯劑的化學結構可分為硅烷類、鈦酸酯類、鋯類和有機鉻絡合物四大類。下面簡要介紹前三類。

（1）硅烷偶聯劑硅烷偶聯劑是研究得最早應用最廣的偶聯劑，是由美國聯合碳化物公司為發展玻璃纖維增強塑料而開發出來的，至今已有40年的歷史。

硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物。其通式為RSiX₃，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團，如氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基、甲基、丙烯醯氧基等；X代表能夠水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）或氯。在進行偶聯時，X基首先水解形成硅醇，然後再與礦物表面上的羥基反應，形成氫鍵並縮合成—SiO—M共價鍵（M表示無機礦物填料表面）。同時，硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚，形成網狀結構的膜覆蓋在填料表面，使無機填料有機化。現以甲氨基硅烷偶聯劑為例，其偶聯作用過程為：

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偶聯劑的另一端的R可與聚合物發生反應形成牢固的化學鍵合。這種化學反應取決於R基的性質和樹脂的種類。以環氧硅烷為例，與環氧樹脂反應

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硅烷偶聯劑可用於許多無機礦物填料的表面改性，其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白碳黑等的效果最好，對高嶺土、水合氧化鋁效果也較好，對不含游離酸的碳酸鈣效果欠佳。硅烷偶聯劑產品牌號和品種分類見表3-6-21。

表3-6-21硅烷偶聯劑產品牌號和品種分類

續表

續表

（2）鈦酸酯偶聯劑鈦酸酯偶聯劑是美國肯里奇（Kenrich）石油化學公司70年代開發成功的一類新型偶聯劑。它有獨特的結構，對熱塑性聚合物與乾燥填料有良好的偶聯效能。

鈦酸酯偶聯劑的分子結構分為6個功能區，每個功能區都有其特點，在偶聯過程中發揮各自的作用。

鈦酸酯偶聯劑的通式和6個功能區：

偶聯無機相·親有機相

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式中：1≤M≤4,M+N≤6；R—短碳鏈烷烴基；R′—長碳鏈烷烴基；X—C、N、P、S等元素；Y—羥基、氨基、環氧基、雙鍵等機團。

各功能區說明如下：功能區1[（RO）_M—]—與無機填、顏料偶聯作用的基團；

功能區2（Ti—O……—）—酯基轉移和交聯功能；

功能區3（X—）—聯結鈦中心帶有功能性的基團；

功能區4（R—）—長鏈的糾纏基團——適用於熱塑性樹脂；

功能區5（Y—）一固化反應基團——適用於熱固性樹脂；

功能區6（N—）—非水解基團數。

（RO）_M為鈦酸酯與礦物填料進行化學鍵合的官能團，它可與礦物表面結構水和H⁺作用，形成包圍礦物的單分子層。Ti—O部分為鈦酸酯的有機骨架，可與聚合物的羧基之間進行相互交換，起酯基和烷基轉移和交聯作用。X部分是和分子核心鈦結合的基團，對鈦酸酯的性質有重要影響，具體可分為磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。

鈦酸酯偶聯劑按其化學結構可分為三種類型：單烷氧基型、螯合型和配位型。

單烷氧基型這一類品種最多，價格適中，廣泛應用於塑料、橡膠、塗料、膠粘劑工業。這類偶聯劑的典型是三異硬脂醯基鈦酸異丙酯（TTS）。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的單烷氧基型外，大多數品種耐水性差，適用於不含游離水，僅含化學鍵合水和物理鍵合水的乾燥礦物填料體系，如碳酸鈣、水合氧化鋁等。單烷氧基鈦酸酯與無機填料的作用機理見圖3-6-4。

圖3-6-4單烷氧基鈦酸酯與無機填料的作用機理

焦磷酸型鈦酸酯偶聯劑耐水性好，適用於中等含水的無機填料，如高嶺土、滑石粉等。焦磷酸型鈦酸酯處理濕填料的吸濕機理見圖3-6-5。

圖3-6-5焦磷酸型鈦酸酯處理濕填料的吸濕機理

螯合型這類偶聯劑適用於高濕無機填料和含水聚合物體系，如高嶺土、滑石粉、水處理玻璃纖維、炭黑等。一般的單烷氧基型鈦酸酯水解穩定性差，在高濕體系中偶聯效果差。螯合型鈦酸酯偶聯劑具有極好的水解穩定性，適於在高濕狀態下使用。根據螯合環的不同，這類偶聯劑分為兩種基本類型：螯合100型和螯合200型。前者螯合基為氧代乙醯氧基；後者螯合基為二氧乙撐基。它們的偶聯機理見圖3-6-6和圖3-6-7。

圖3-6-6螯合100型與填料的偶聯機理

圖3-6-7螯合200型與填料的偶聯機理

配位體型四價鈦酸酯在一些體系中存在副反應，如在環氧樹脂中與羥基反應，在聚酯中的酯交換反應等。配位體型鈦酸酯中的鈦原子由4價鍵轉變為6價鍵，降低了鈦酸酯的反應活性，提高了耐水性。因此，配位體型鈦酸酯偶聯劑可在溶劑型塗料或水性塗料中使用。配位體型鈦酸酯偶聯劑與填料的偶聯機理見圖3-6-8。

圖3-6-8配位型偶聯劑與填料的作用機理

國內外鈦酸酯偶聯劑主要品種見表3-6-22。

表3-6-22國內外鈦酸酯偶聯劑主要品種對照

（3）鋯鋁酸鹽偶聯劑鋯類偶聯劑是美國Cavedon化學公司於80年代開發的一類新型偶聯劑，其商品名稱為「CavcoMod」，它是以水合氯化氧鋯（ZrOCl₂·8H₂O）、氯醇鋁（Al₂OH₅Cl）、丙烯醇、羧酸等為原料合成的。鋯鋁酸鹽偶聯劑分子中含有兩個無機部分和一個有機功能配位體。由於分子中無機特性部分的比重大，因此具有更多的無機反應點，使偶聯劑有良好的羥基穩定性和水解穩定性。根據分子中的金屬含量（即無機特性部分的比重）和有機配位基的性質，將已商品化的鋯鋁酸鹽偶聯劑分為7類（見表3-6-23），分別適用於聚烯烴、聚酯、環氧樹脂、尼龍、丙烯酸類樹脂、聚氨酯、合成橡膠等不同的聚合物，對於礦物填料，可用於碳酸鈣、二氧化硅、高嶺土、三水合氧化鋁、氧化鈦等的偶聯改性。鋯鋁偶聯劑性能較好，價格較便宜，在很多情況下可代替硅烷偶聯劑。

表3-6-23鋯類偶聯劑（Cavco Mod）的品種

2）高級脂肪酸及其鹽類改性劑

（1）高級脂肪酸及其鹽類高級脂肪酸屬於陰離子表面活性劑，其分子通式為RCOOH。分子的一端為長鏈烷基（C₁₆～C₁₈），這種結構與聚合物分子結構相近似，尤其是與聚烯烴分子結構相近，因而與聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端為羧基或其金屬鹽，可與礦物填料表面發生一定的化學反應和物理吸附。因此，用高級脂肪酸及其金屬鹽處理礦物填料時，具有類似於偶聯劑的作用。

常用的高級脂肪酸及其金屬鹽類的表面改性劑有硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等。高級脂肪酸的胺類、酯類與其金屬鹽類近似，亦可作表面改性劑。

（2）不飽和有機酸類不飽和有機酸分子具有一個或多個不飽和雙鍵及一個或多個羥基，碳原子數一般在10個以上。常見的不飽和有機酸有丙烯酸、馬來酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。帶有不飽和雙鍵的有機酸，對含鹼金屬離子的礦物填料進行表面改性，具有良好的處理效果。由於分子中存在不飽和雙鍵，在和基體樹脂復合時，在殘余引發劑或熱能、機械能作用下，雙鍵打開，與基體樹脂發生「接枝」、交聯等一系列化學反應，使礦物填料與樹脂較好地結合在一起，提高了產品的物理機械性能。

3）有機低聚物

（1）聚烯烴低聚物聚烯烴低聚物主要品種有無規聚丙烯和聚乙烯蠟。聚烯烴低聚物有較高的粘附性能，可以和無機填料較好地浸潤、粘附、包裹。同時因為基本結構和聚烯烴相似，能與聚烯烴很好地相容結合。因此，聚烯烴低聚物廣泛應用於聚烯烴類復合材料中無機填料的表面處理。

（2）聚乙二醇用聚乙二醇包覆處理硅灰石可顯著改善聚丙烯（PP）缺口的沖擊強度和低溫性能。

2.表面改性劑的選擇及用量

目前市場上已有幾百種表面改性劑供選擇，其選擇過程是一個復雜的過程。對於同一種無機礦物填料，影響其填充效果的主要因素有顆粒的形狀、粒徑大小和粒度分布、填料表面性質等。填料的粒徑越小，其補強效果越好。如用325目和2500目碳酸鈣作半硬質PVC填料，後者比前者強度提高30%。纖維狀、片狀填料有助於提高製品的機械強度。在填料粒徑、形狀確定的情況下，考查填料表面改性效果的主要判據是填料與有機聚合物基體結合的牢固程度、填加量的多少，產品的各種物理－化學性能是否提高了等。這些與表面改性劑的選擇和表面改性工藝過程有關。表3-6-24列出了各種表面改性劑的適用范圍。

表3-6-24表面改性劑的適用范圍

表面改性劑的用量一般為無機填料量的0.5%～3%。對於某些偶聯劑類，可通過計算得到理論加入量。以硅烷偶聯劑為例，計算公式為：

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式中：W為硅烷偶聯劑用量（g）；W₁為欲改性的礦物填料重量（g）；S₁為礦物填料的比表面積（m²/g），可實測獲得；S₂為偶聯劑的最小包裹面積（m²/g），由生產廠家提供。

表3-6-25給出了KH系列硅烷偶聯劑的最小包覆面積。

表3-6-25KH系列硅烷偶聯劑最小包覆面積

在生產和試驗中主要採用「活化指數」來表徵表面處理的效果。無機礦物填料或顏料粉體相對密度較大，而且表面呈極性狀態，在水中自然沉降。經表面改性處理後的無機填料粉體表面由極性變為非極性，對水呈現出較強的非浸潤性，不沉降。根據上述現象，提出「活性指數」，用H表示，其含義為：

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由上式可見：未經表面活化處理的無機粉體，H=0，活化處理最徹底時，H=1.0,H變化范圍為0～1.0。將改性樣品放入清水中攪拌10min，然後觀察是否有沉澱和沉澱多少，如果在2天內無沉澱或沉澱很少，說明改性成功。改性劑的用量可根據「活化指數」來確定。最佳用量應是表面改性劑在顆粒表面上覆蓋單分子層的用量。大於此量，則將形成多層物理吸附的界面薄弱層，從而導致填充物的強度下降；低於最佳用量，則填料顆粒表面改性處理不完全。

液態表面改性劑使用前應稀釋，固態表面改性劑應配製成溶液。由於硅烷偶聯劑與水的作用是偶聯作用的基礎，大部分硅烷經水解後成為水溶液。因此，常用水作稀釋劑配成溶液使用。一般採用酸性溶液水解硅烷，常用的酸有鹽酸、醋酸、月桂酸等。對於水解產物易縮合的硅烷，其水溶液應在使用前臨時配製。

鈦酸酯偶聯劑用惰性溶劑，如白油、石油醚、變壓器油等稀釋，配成一定濃度的溶液。

鋯類偶聯劑的溶劑見表3-6-23。

用丙酮溶解硬脂酸製成溶液。

3.礦物填料表面改性工藝及設備

對礦物填料表面進行改性的方式有兩種。一種是礦物填料預先塗敷處理改性工藝，在填料與樹脂基料混合之前，先對礦物填料表面改性。另一種是所謂的整體處理工藝，將礦物填料和改性劑一起加入到樹脂基料中進行混合處理。

預先塗敷處理改性工藝所用的主要設備是高速混合（捏合）機（圖3-6-9）。

圖3-6-9高速混合（捏合）機結構

1—回轉蓋；2—混合鍋；3—折流板；4—攪拌葉輪；5—排料裝置；6—驅動電機；7—機座

高速混合機工作時，高速旋轉的葉輪使物料連續地螺旋狀上、下運動，物料運動速度很快。快速運動著的顆粒之間相互碰撞、摩擦，使團塊破碎，物料溫度相應升高，使物料均勻分散和對改性劑均勻吸附。工作原理見圖3-6-10。

高速混合機的改性效果主要與葉輪的形狀和回轉速度、物料的溫度、物料在混合室內的充滿程度（即填充率）、混合時間、改性劑的加入方式和用量等因素有關。

填充率一般為0.5～0.7，對於高位式葉輪，填充率可達0.90

溫度是影響最終改性效果的重要因素之一，對於不同的礦物填料和所用的表面改性劑，加熱溫度高低也不同。

圖3-6-10高速混合（捏合）機的工作原理

1—回轉蓋；2—外套；3—折流板；4—葉輪；5—驅動軸；6—排料口；7—排料氣缸；8—夾套

部分國產高速混合機主要技術參數見表3-6-26。

表3-6-26部分國產高速加熱混合（捏合）機主要技術參數及生產廠家

4.硅灰石填料

重碳酸鈣、重晶石、滑石、硅灰石等被稱為白色非金屬礦物顏料、填料。其中，由於硅灰石具高長徑比和色澤白的特點，使其成為白色非金屬礦物填料的佼佼者。用經硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑表面改性的硅灰石粉料作填料，可明顯改善產品的性能。如作聚碳酸脂填料，其彈性模量是未填充時的3倍，強度大約增加15%，填充到聚乙烯、聚丙烯中，產品的拉伸強度、彎曲強度等機械力學性能明顯提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龍1010的性能。

表3-6-27硅灰石充填PVC硬板性能

表3-6-28不同礦物填充尼龍1010性能對比

西北油漆廠用硅灰石粉代替部分鈦白粉或滑石粉，成功地應用到塗料中。

主要參考文獻

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[2]鄭水林，粉體表面改性.中國建材工業出版社，1995。

[3]李英堂等，應用礦物學，科學出版社，1995。

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[5]《礦產資源綜合利用手冊》編輯委員會，礦產資源綜合利用手冊，科學出版社，2000。

[6]劉伯元，硅灰石深加工及其產品在塑料中的應用，非金屬礦，1997.3期，P21～24。

[7]李曉琴等，硅灰石質瓷質坯體焙燒過程物相變化研究，非金屬礦，1999.1期，P12～13。

6. rpc混凝土硅灰的摻量是內摻還是外摻

是內摻。

RPC混凝土就是活性粉末混凝土（reactive powder concrete），定義：以細砂為骨料，摻入大量硅灰等礦物摻合料、高效減水劑和微細鋼纖維，薄弱的界面得到大幅度加強，使斷裂能提高兩個數量級以上，成為一種高強度、高韌性、低孔隙率的混凝土材料。

微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，英文為Microsilica or Silica fume。是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為密度較小，還需要用加密設備進行加密。

1、內摻就是把外加劑算在膠凝材料裡面，其摻量公式為：A/(A+B)*100%，A——外加劑用量；B——膠凝材料用量。
2、外摻就是把外加劑不算在膠凝材料裡面，其摻量公式為：A/B*100%，A——外加劑用量；B——膠凝材料用量。

7. 硅灰石礦床地質

一、成礦地質條件

硅灰石是典型的變質礦物。石灰岩或含硅石灰岩，在高溫接觸變質作用或區域變質作用下，通過CaCO₃+SiO₂→CaSiO₃+CO₂↑反應生成硅灰石。在區域變質岩系裡，硅灰石主要出現在低壓相區，按溫度上升順序，出現透閃石→透輝石→硅灰石(+鈣鋁榴石、鈣鐵榴石)系列。中高壓相區很少出現硅灰石。硅灰石主要形成於接觸變質作用，是不純灰岩或鈣質砂岩與岩漿侵入體接觸帶上常見的礦物，常和透輝石、鈣鋁－鈣鐵榴石以及符山石共生。具有工業意義的硅灰石礦床均屬變質成因。

圖11－1 CaCO₃+SiO₂=CaSiO₃+CO₂的反應曲線

對於硅灰石的形成條件有很多研究。根據硅灰石中包體均勻法測溫，確定硅灰石形成溫度大約在300～500℃之間，安徽獅子山硅灰石包裹體測溫獲得的最高值為650℃。壓力條件對硅灰石的生成十分重要，除壓力增高導致生成溫度升高外，生成硅灰石的化學反應因壓力過大使CO₂難以逸出，而不能進行。根據巴特爾、哈克和吐特爾等的研究，低的p_CO2對硅灰石的形成特別重要(圖11－1)。在p_CO2局部降低的地段，硅灰石在變質岩中呈脈狀或薄層狀產出。根據曲元貴(1998)等對吉林長葳子硅灰石礦床的研究，礦床形成時上覆岩層厚度約2500～3000m，成礦時壓力為(625～700)×10⁵Pa。

最具工業意義的硅灰石礦床是接觸變質礦床，這些礦床的形成和分布，明顯受岩漿岩活動和圍岩岩性的控制，其次與接觸帶構造也有關系。

1.岩漿岩條件

岩漿的侵入帶給圍岩以巨大熱能，近岩體圍岩溫度可升至500～550℃。如果岩漿侵入體侵位於中深或淺深環境，且圍岩岩性有利時，通過熱接觸變質作用或接觸交代變質作用，可形成硅灰石礦床。與硅灰石礦床有關的岩漿岩，主要是正常系列的中酸—酸性岩，如花崗閃長岩、花崗岩和石英閃長岩，以及它們的淺成相岩石。此外，斜長岩、閃長岩和偏鹼性的岩漿岩，也有與硅灰石礦床有關的。這些岩體侵位於中深至淺深，甚至超淺深。我國已發現的硅灰石礦床，與華力西期和燕山期的中酸—酸性岩漿岩關系最密切。

2.圍岩條件

與硅灰石礦床有關的圍岩主要為碳酸鹽岩和鈣質砂岩，以及它們的區域變質岩石，包括石灰岩、燧石灰岩、硅質灰岩、白雲質灰岩、泥灰岩和大理岩。熱接觸變質硅灰石礦床的形成及規模、產狀與空間分布，明顯受圍岩岩性的控制。矽卡岩型的硅灰石礦床，也受石灰岩中燧石等硅質成分的控制，硅質既來自岩漿，也可來自圍岩，礦體分布於一定層位。圍岩岩性還決定了礦石的礦物組合和礦石類型，對於礦石的利用有重要影響。我國已發現的硅灰石礦床，圍岩均屬石炭系和三疊系的碳酸鹽岩。

3.構造條件

與硅灰石礦床關系最密切的構造是接觸帶構造、圍岩層間裂隙和捕虜體構造，後者常形成優質硅灰石礦。褶皺構造軸部斷裂、裂隙較為發育，有利於岩漿侵入或有利於氣液流體的活動及交代作用的進行，在合適的圍岩中形成礦床。

4.變質作用條件

矽卡岩型和熱接觸變質型硅灰石礦床，均位於熱接觸變質暈圈范圍以內。變質作用的類型不同，形成不同類型的礦石和礦床，且具有不同的礦物組合和產狀特徵。變質作用的溫度和壓力是成礦最主要的條件，硅灰石形成於低壓高溫變質作用條件下。

二、主要成因類型及礦床地質特徵

1.接觸交代型硅灰石礦床(矽卡岩型)

這類礦床是由岩漿侵入體提供的富含SiO₂的流體，在接觸帶附近發生雙交代作用和接觸滲濾交代作用，形成硅灰石矽卡岩，其中硅灰石達到工業要求時，構成矽卡岩型硅灰石礦床。

圖11－2 湖北大冶馮家山硅灰石礦區剖面圖

礦床多產於中酸性—酸性岩漿岩與碳酸鹽岩或鈣質砂岩的接觸帶，少數產於侵入體或圍岩中。矽卡岩體常具明顯的帶狀構造，尤其是垂直於接觸帶方向更為明顯，硅灰石通常富集在主要矽卡岩礦物帶的外側，與大理岩帶相過渡。其分帶順序從侵入體向外一般為:矽卡岩化侵入岩帶—石榴子石矽卡岩帶—透輝石矽卡岩帶—硅灰石矽卡岩帶—大理岩帶。礦體的規模、形態及產狀與接觸界面的形狀、產狀和碳酸鹽地層的產狀有關。礦床規模以中、小型礦床多，成礦條件好的礦床也可達大型甚至特大型礦。礦體形態多種多樣，可呈似層狀、層狀、透鏡狀以及各種不規則狀，常由多個礦體斷續出現組成礦帶。若干礦體組成礦帶，沿接觸面展開。礦體長幾十到幾百米，厚十幾厘米到20m或更厚，礦帶可延伸幾千米。礦石的礦物組成主要有硅灰石、透輝石、石榴子石，其次有少量石英、方解石等，有時還含有Fe，Cu硫化物等熱液礦物，含礦率30%～90%。

礦床實例:湖北大冶硅灰石礦床

我國湖北大冶一帶的硅灰石礦床，產於華力西期花崗閃長岩、花崗閃長斑岩與二疊系、三疊系石灰岩和白雲質灰岩的接觸帶上(圖11－2)。礦石除硅灰石外，尚有透輝石(5%～25%)，石榴子石(少量～20%)，以及少量方解石、石英等，常伴生有黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、磁鐵礦、藍銅礦和孔雀石等礦物。有時硅灰石為脈石礦物，可自銅礦尾砂中選出綜合利用。按照礦體產狀又分為內接觸帶、外接觸帶和殘留體－捕虜體三個亞類。內接觸帶礦體產於主岩體與圍岩石灰岩接觸帶內，礦體平行接觸面呈似層狀或大透鏡體狀，規模大，含礦率較高。外接觸帶礦體產於小岩枝，插入石灰岩的上、下盤矽卡岩帶中，礦體呈扁豆狀。捕虜體式礦體的含礦率高，質量較優。本區也產有熱接觸變質型硅灰石。

2.接觸熱變質型硅灰石礦床

礦床產於岩漿岩與碳酸鹽岩外接觸帶角岩化－大理岩化蝕變帶中，一般距侵入岩體幾十米至千餘米。與矽卡岩型硅灰石礦床不同的是，礦床形成是由於富含硅質的石灰岩經侵入體熱力烘烤發生接觸變質而成，成礦過程是硅質灰岩中的SiO₂和CaCO₃經侵入體的熱變質作用，重新組合而形成硅灰石，一般沒有外來物質帶入，礦石不具交代結構。因此，礦體的形態、產狀和空間分布在很大程度上受硅質灰岩地層控制，也與侵入接觸界面產狀有密切關系。礦床多具明顯的層控特點，礦體形態一般呈層狀、似層狀、透鏡狀，產狀多與圍岩一致，只有在構造復雜時才呈不規則狀。

此類型礦床礦石礦物組分通常比較簡單，如成礦前原岩中SiO₂和CaO的比例近似硅灰石礦物理論值，成礦過程中的溫度與壓力適宜，成礦反應充分時，可由硅灰石單礦物組成;如成礦前原岩中造礦物質(石英和方解石)含量不匹配，或由於成礦反應不充分，則在礦石中殘留有石英、方解石，其他伴生礦物有少量透輝石、石榴子石等。礦石中硅灰石礦物含量20%～70%，一般多在50%以上，富礦可達95%以上。礦石中SiO₂和CaO含量高且穩定，Fe₂O₃等有害雜量含量較少，礦石質量較好。

礦體產於外接觸帶含硅質的石灰岩內，礦體形態、產狀和空間分布，在熱變質暈圈內嚴格地受地層控制，而與矽卡岩無關。礦石礦物成分簡單，除硅灰石外尚有較多的方解石，有時還有透輝石和石榴子石等。礦床的規模一般較大，礦體長度一般為數百米，部分可達1000m以上，寬幾米至幾十米，部分可達100m以上，由於形成環境和後期風化剝蝕，礦體埋深一般較淺，多適於露天開采。此類型礦床在中國分布較多，是目前主要的開采利用對象，共計保有的硅灰石礦石儲量約佔中國硅灰石礦總保有礦石儲量的74%。吉林磐石市長崴子和梨樹縣大頂山、浙江長興縣李家巷、江西新余—上高以及遼寧、廣東等地的硅灰石礦床均屬此類型。

礦床實例:吉林磐石市長崴子硅灰石礦床

礦床位於吉黑地槽褶皺系吉林復向斜的西南緣。出露地層主要為石炭系中統磨盤山組和上統石嘴子組，以海相碳酸鹽沉積岩為主。岩性為頁岩、粉砂岩、硅質灰岩、燧石條帶灰岩及白雲質灰岩等，常呈互層產出，總厚度達1000m以上。地層呈北西310°方向延伸，單斜產出，傾向北東，不同部位產狀有變化。礦區內斷裂構造十分發育，燕山中期岩漿活動強烈，較早的一期以輝長岩－閃長岩侵入為主，其後是以大規模正長岩－花崗岩的侵入為主，兩期岩漿活動的侵入體，穿切和分隔了中、上石炭統地層，部分呈捕虜體狀產出，改變了原來地層的面貌。由於碳酸鹽岩地層中發育硅質條帶，為成礦提供了物質來源。中、酸性岩體的侵入，在捕虜體中和侵入體的外接觸帶，由於接觸變質作用而形成硅灰石礦床(圖11－3)。

圖11－3 長崴子硅灰石礦區地質圖據於顯生等，1983)

礦體多呈不規則帶狀分布，在2km²礦區范圍內，共有6條礦帶，24個礦體。主礦體埋深不足100m，向深部礦化變弱，逐漸過渡為大理岩。區內矽卡岩化較弱，有透輝石、石榴子石、硅灰石等礦物單獨或組合成不規則細脈，切割了早期由接觸熱變質作用形成的塊狀硅灰石礦體和礦體中殘留的硅質團塊(圖11－4)。

6條礦帶中，以Ⅱ號礦帶的規模最大，礦石質量最好。礦帶由5個礦體組成，總體產狀為走向北西，傾向北東40°，傾角40°～60°，長度700～800m，寬度350～400m，厚度40～50m;單礦體平均厚度3～19m，上部礦體埋深85m，傾角較陡，下部礦體傾角較緩，埋深在250m以上。礦石為緻密塊狀構造的品位一般較富，也見有團塊狀，條帶狀構造;礦石結構有粒狀變晶結構、花崗變晶結構、纖維柱狀變晶結構、放射狀變晶結構及斑狀變晶結構等。礦石礦物成分主要為硅灰石，脈石礦物以方解石、石英、透輝石為主，含少量片沸石、石榴子石、磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及黃銅礦。硅灰石多為三斜低溫硅灰石，極少數為假硅灰石，呈白、灰白或淡粉色;晶體為他形—半自形，多呈纖維狀、針狀、柱狀產出，除少數在礦石中顯定向排列外，大部分排列無序;晶體粒度細小，一般長度為0.1～0.5mm，部分可達十幾至幾十毫米，長寬比約5∶1～10∶1。

本礦床礦石質量優良。礦石品位高，平均含礦率78.10%，硅灰石礦物平均含量61.06%～73.66%;礦石化學成分比較穩定。硅灰石的形成主要是硅質灰岩受侵入體熱力作用重結晶的結果，沒有大量新物質的帶入，有害雜質含量低，其中:SiO₂47%～58%，CaO38%～47%，Al₂O₃0.2%～1.07%，MgO0.63%～1.55%，Fe₂O₃0.06%～0.24%。礦區內礦石風化深度一般為2～3m，原生礦在長期酸性雨水的淋濾下，可分解為CaCO₃和SiO₂，使礦石品位降到18%～30%。該礦床規模為特大型，是中國硅灰石主要產地之一，產品以原礦石為主，遠銷德國、日本等地。

圖11－4吉林省磐石市長崴子硅灰石礦地質剖面圖

3.區域變質型硅灰石礦床

礦床主要分布於古老的區域變質岩區，產於區域變質片岩－大理岩系中。由於原岩為硅鎂質的白雲岩、石灰岩，富含利於成礦的石英和方解石成分，在區域變質作用過程中，在壓力相對降低的條件下，產生岩石再造作用而形成硅灰石礦。礦體為同生變質作用所形成，具有明顯的層控特點，呈層狀、似層狀、透鏡狀整合產於硅質大理岩和斑狀大理岩中，有時也產於大理岩和石英岩界面上。礦層穩定，礦床規模一般較大。礦石礦物組分較簡單，大部分為硅灰石－石英－方解石型礦物組合，當原岩成分較復雜時，可伴生少量石榴子石、透輝石和透閃石，鐵、錳等有害雜質含量低。此類型礦床在美國、芬蘭、肯亞、納米比亞、印度等國，是重要的開采利用對象，而在中國目前只在吉林南部渾江一帶發現此類型礦點。

三、資源分布

世界上硅灰石資源主要分布在印度、中國、墨西哥、美國、俄羅斯、芬蘭等國。其中亞洲佔世界探明儲量的63.9%，北美洲佔世界探明儲量的35%。

我國硅灰石礦床大多賦存在寒武紀以來的蓋層建造中，主要產於石炭系和二疊系，其次為寒武系、泥盆系及志留系。與成礦作用有關的侵入岩主要是燕山期、印支期、海西期的中、酸性岩漿岩。我國已知硅灰石礦床主要分布於3個地槽褶皺系:吉黑褶皺系是最重要的成礦構造單元，分布礦床多，規模大;其次為華南褶皺系和三江褶皺系。在揚子地台和華北地台邊緣也有小規模分布。在這些構造單元內，岩漿活動頻繁，侵入岩分布廣泛，與成礦有關的中、酸性侵入岩主要有:淺成至中成花崗斑岩、斑狀花崗岩、花崗閃長斑岩、正長閃長斑岩、石英斑岩等。成礦圍岩一般為含燧石結核、燧石條帶等硅質成分的海相碳酸鹽岩沉積建造。

我國的硅灰石儲量集中分布在吉林、雲南、江西、青海、遼寧5省，上述5省擁有的硅灰石資源儲量約佔全國的90%。至2005年底，我國共查明資源儲量14392萬t。查明可供硅灰石產地39處，查明資源可供儲量為8823.4萬t(圖11－5)。

圖11－5 中國硅灰石礦床分布示意圖

8. 加密硅灰粘性大嗎

加密硅灰粘性是衡量罩斗敬該產品使用性能的一個指標，它決定了該產品使用時會不會粘在手上或介質表面上。通常，加密硅灰的粘性較大，但不具有機械粘合表現。

加密硅灰是由硅灰、陶物慎粒、化學添加劑等組成，其中特別的是加密硅灰具有「擠壓」性能。產品表面雖然具有粗糙感，但加密硅灰可以與陶瓷、鐵、鋼等硬材料很好的結合，形成陶瓷鋼鐵和地罩等加強和保護效果。

在使用過程中，加密硅灰的粘銷乎性確實很大，這是因為產品的塑性和硬度比較大。然而，這種粘性不影響加密硅灰混合使用，主要是因為加密硅灰可以與一些添加劑混合（如水泥），在混合使用時表現更為優良，使得粘結程度更大，基礎性能更優。因此，在使用過程中，加密硅灰的粘性較大也屬於正常現象，可以通過正確的混合方法和措施來克服它，以提高使用體驗和效果。

9. 硅灰是用什麼原材料做成的

按照微硅粉的 SiO 2 含量這個指標，把產品分為： 85%--95% 三種規格，其
物理性質和化學成分如下：

1. 微硅粉的基本物理性質：

◇ 存在形式：無定形超細（非晶體）粉末

◇ 典型顏色：灰白色（自然狀態呈白色，隨著密度的增大，顏色逐漸加深）

◇ 比表面積： 15 ～ 27 m2/g

◇ 鬆散容重： 150 ～ 200kg/m3

◇ 活性指標： ≥85%

◇ 需水量比： ≤125%

2. 微硅粉的主要化學成分是SiO 2 ，含量可達 85 — 95% ，其元素包括 Fe2O3
、 Al 2 O 3 、 CaO 、 K2O 、 Na2O 、 MgO 、 C 等。

基於微硅粉優異獨特的物理化學性能，歐、美、日等發達國家早於八十年代即開展
關於微硅粉在高性能混凝土、超強水泥、耐火材料等領域的應用研究及應用，並先
後制定頒布實施了關於微硅粉在不同應用領域的質量標准。目前，微硅粉世界市場
產銷量約 50 ～ 60 萬噸 / 年，主要應用於高強度耐火材料和建築行業（高強混
凝土及水泥製品等）。作為硅鐵合金、金屬硅及氧化鋯行業的副產物，資源有限，
國外市場供不應求。國內微硅粉應用起步時間不長，但增長迅速，目前年產微硅粉
10 ～ 12 萬噸，主要應用於水泥或混凝土摻合料，以改善水泥或混凝土的性能，
配製具有超高強（ C70 以上）、耐磨、耐沖刷、耐腐蝕、抗滲透、抗凍、早強的
特種混凝土，用於大壩、大型水庫、水電、海港碼頭、鐵路橋梁（如青藏鐵路 90
% 的微硅粉採用甘肅三遠鐵合金有限公司的產品）、高速公路、飛機場跑道、隧道
及超高層建築等工程。同時，微硅粉還可以用於耐火材料和陶瓷製品的生產，提高
產品的強度和耐久性；用於油漆、塗料、樹脂、橡膠及其它高分子材料填充物，能
起到改善材料綜合性能的目的。

（一 ）、產品特點：

1. 微硅粉用於混凝土，具有以下獨特優點：

（ 1 ）製造高 強度混凝土（ C70 以上），顯著提高混凝土的強度和泵送性能；

（ 2 ）製造高抗滲（≥ P30 ）、結構自防水混凝土，用於地鐵、隧道、高層建築
物的地下室；

（ 3 ）製造海工和化工混凝土，由於其高緻密性能，有效阻止硫酸鹽及氯離子對
混凝土的滲透、侵蝕，避免混凝土鋼筋受到腐蝕，從而延長混凝土的壽命；

（ 4 ）在水利、高速公路、橋梁工程項目中，混凝土不僅需要上述基本指標，更
對其耐磨、耐沖刷有非常苛刻的要求，摻入微硅粉非常必要；

（ 5 ）微硅粉極強的活性，具有減水性能，適用於快速施工需要的早強、高強混
凝土的外加劑； 隧道、地鐵、大型基坑結構施工過程中用於支護的高強噴射混凝
土的外加劑；水下施工項目（如：橋墩、大壩、鑽井平台等）用的混凝土的外加劑
；

2. 微硅粉用於改善耐火材料已有四十餘年的歷史，微硅粉用於耐火材料將具有下
列特點：

（1） 提高澆注型耐火材料的流動性、減少用水量，使其易於成型，生產效率大為
提高；

（2） 由於其超微結構的填隙作用，耐火材料的緻密性和強度獲得大幅度提高；

（3） 微硅粉具有高活性，在 Al 2 O 3 成份存在的前提下，更易生成莫來石相，
使耐火材料的的高溫強度、熱震性明顯提高。

目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結型耐火材料中亦正獲得大
量應用。

3. 使用方法：混凝土工程中，根據使用功能確定，一般建議摻入量為膠結材料的
5% －10% ，並且與減水劑配合使用。

微硅粉與水泥、骨料同時加入攪拌，嚴格按規范施工，同時必須加強養護。

（二）、產品規格：

（1）產品分為加密和不加密兩大類。

（2）包裝：微硅粉每袋2 0 kg 。（可根據用戶要求包裝）

加密微硅粉按實際生產重量交貨。

（3）貯存和運輸
微硅粉用編織袋套塑料內密封袋包裝，在貯存和運輸過程中注意防水、防潮。

二、微硅粉成分指數

微硅粉的推廣應用，標志著我國的建築行業和陶瓷耐火材料生產進入高技術時期，
80 年代，由於 微硅粉的應用也帶動了其它微粉的應用，隨著市場的發展變化，
建築行業、陶瓷及耐火材料要求日益提高，微硅粉的其特的理化性能，將會受到市
場更加親睞，應用前景十分廣闊。近幾年，微硅粉在建築和建材行業中應用，達到
非常理想的效果，其用途越來越廣闊。

微硅粉滲入水泥混凝土後能很好地填充於水泥空隙之中，使漿體更微密，另外它還
與游離的 Ca(OH) 結合，形成穩定的硅酸鈣水化物 2CaO.SiO2 .H 2O,該水化物凝
膠強度高於 Ca(OH) 晶體，主要表現在 :
（ 1 ）增加強度。使混凝土抗壓、抗折強度大大增加，滲入 5-10% 的 微硅粉，
抗壓強度可提高 10-30% ，抗折強度提高 10% 以上 ;
（ 2 ）增加緻密度。抗滲性能提高 5-18 倍，抗化能力提高 4 倍以上 :
（ 3 ）抗凍性： 微硅粉混凝土在經過 300-500 次快速凍解循環，相對彈性模量
降低 10-20% ，而普通混凝土通過 25-50 次循環，相對彈性模量降低為 30-73%
；
（ 4 ）早強性：微硅粉混凝土使誘導期縮短，具有早強的特性；
（ 5 ）抗沖磨、控空蝕性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高 0.5-2.5
倍，抗空蝕能力提高 3-16 倍。

提供以下實驗數據供參考：

1 、 活性指數試驗
原材料（g） 控制配比 測試試配比
525 號硅酸水泥 540 486
微硅粉 0 54
軟練標准砂 1350 1350
水 210 225
砂漿流動度（ mm ） 111-113 113-118
抗折強度 (mPA) 10.21 11.46
28天 抗壓強度 (mpa) 76.1 83.8
活性 抗折 112
指數 抗壓 110

2 、 微硅粉摻量對砂漿強度的影響：

原

材

料

用

量 (g)

1 2 3 4 5
水泥 540.0 507.6 496.8 486.0 475.2
微硅粉 0 32.4 43.2 54.0 64.8
標准砂 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0
水 238.0 238.0 238.0 238.0 238.0
減水劑 RC 0 0.54 0.81 1.08 1.35
微硅粉摻量 % 0 6 8 10 12
砂漿流動度 mm 136 142 142 143 139
7 天 抗折強度 (Mpa) 7.66 7.56 7.59 7.19 7.19
抗壓強度 (Mpa) 52.2 49.6 53.0 50.7 49.6
28 天 抗折強度 (Mpa) 9.40 9.68 9.94 9.88 10.27
抗壓強度 (Mpa) 66.0 70.0 73.0 78.0 84.7

3 、 混凝土強度試驗：
原材料用量 （kg）

1 2 3
水泥

488.9
499.8 440.0
微硅粉 0 39.1 48.9
水 127.00 127.11 127.11
砂 621.7 621.7 621.7
石 1262.3 1262.3 1262.3
最大材料粒徑 mm 20 20 20
水灰比 0.26 0.26 0.26
微硅粉摻量 % 0 8 10
減水劑用量 % RC 1.0 1.0 1.0
抗壓強度 7 天齡期 62.2 68.9 69.6
28 天齡期 79.1 90.0 91.0

微硅粉應用陶瓷及耐火材料，可以大大降低澆注料水的用量，大幅度提高澆注
料的強度和密度，甚而提高產品質量，改善產品的壽命，是最理想的結合劑和性能
改善摻合物。

10. 硅灰石改性及填充工程塑料ABS的研究

張凌燕 賴偉強 唐華偉 鄭光軍

（武漢理工大學資源與環境工程學院，湖北武漢 430070）

摘要 對硅灰石粉的表面改性效果及填充ABS 塑料力學性能的研究表明，不同的改性劑、改性劑用量、改性時間等工藝條件對硅灰石的改性效果有重要影響。經γ-（甲基丙烯醯氧基）丙基三甲氧基硅烷改性後的硅灰石填充工程塑料ABS，增強了復合材料的剛性和熔體流動，其他力學性能雖有小幅下降，但不影響其在工程上的使用；同時降低了ABS塑料使用的成本，在填充量為20%時，可降低成本15%^［1～6］。

關鍵詞 硅灰石；改性；填充；ABS。

第一作者簡介：張凌燕，湖北武漢理工大學資源與環境工程學院副教授，主要研究方向：非金屬礦物材料及其應用。電話：027-87882128。

硅灰石屬於鏈狀偏硅酸鹽，化學分子式為CaSiO₃，粉碎後，顆粒呈纖維狀或針狀。硅灰石無毒，具有低吸油性、低吸水性、熱穩定性和化學穩定性，白度高，並有獨特的粉體纖維，應用廣泛。而改性硅灰石粉體，因其表面性能得到改善，提高了其疏水親油的能力，應用於塑料、橡膠基體材料中，能更均勻地分散，並與基體材料有很強的親和性能，可改善塑料、橡膠製品的力學性能和抗老化性能。工程塑料是指可作為結構性材料使用的塑料，可在較寬的溫度范圍和較長的時間內保持優異性能，並能承受較高機械應力和在較為苛刻的化學物理環境中長期使用^［1］。但與通用塑料相比，工程塑料因價格昂貴，使用受到限制。本試驗對硅灰石進行表面改性，分析了改性條件對改性效襪攔櫻果的影響，並對改性硅灰石填充ABS的性能進行了研究。

一、試驗

（一）主要原料、設備及儀器

樹脂基材為ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物），中國石油吉林石化分公司；硅灰石微粉，原礦來自青海都蘭縣海寺，硅灰石礦物含量為大於90%，CaO 41.74%；SiO₂51.25%，d₉₀為13.81μm，長徑比為11，白度80；硅烷偶聯劑，γ-氨丙基三乙氧基硅烷（WD-50）、γ-（2，3-環氧丙氧基）丙基三甲基硅烷（WD-60）、γ-（甲基丙烯醯氧基）丙基三甲氧基硅烷（WD-70），武漢大學有機硅新材料股份有限公司。改性助劑氨水（分析純），市售；塑料助劑，有增塑劑（DEP）、抗氧劑（1010）、分散劑（石蠟）、潤滑劑（硬脂酸鈣）等。

實驗室用高速捏合機，GH-1ODY型，北京英特塑料機械總廠；雙螺桿配混擠出機，SJSH-30型，南京橡塑機械廠；冷切粒機，LQ-100，南京橡塑機械廠；注射成型機，CJ50E-2型，震德塑機廠；靜滴接觸角測量儀，JC2000A，上海中晨數字技術設備有限公司；掃描電鏡，日本JEOL公司；電子拉力試驗機，RGD-5，深圳市瑞格爾儀器有限公司；巴氏硬度計，HBa-1型，無錫市計量科學研究所；熔體流動速率儀，ZRZ-40型，深圳新三思材料檢測有限公司。

（二）硅灰石微粉表面改性

由於硅灰石微粉具有親水疏油性，與ABS的兼容性差，為提高它與ABS的兼容性，須對它進行表面改性，從而改善它在聚合物體系中的分散性。採用GH-10DY型高速捏合機進行表面改性，攪拌速度1250 r/min，改性助劑氨水用量為1%，氨水用蒸餾水以2∶1的比例稀釋，改性工藝流程見圖1^［2，5］。

圖4 硅灰石填充量對復合材料性能的影響

從圖4b可看出，復合材料的缺口沖擊強度隨硅灰石填充量的增加而下降，而其硬度則隨硅灰石的填充量增加而增大，最高能達到純ABS的2.7倍。這說明硅灰石的加入，使復合材料的韌性變差，而剛性得到增強。

從圖4 c可看出，復合材料的熔體流動速率隨硅灰石填充量的增加而增大，最高能達到純ABS的1.75倍，這說明硅灰石的加入，使復合材料的流動性得到改善。

（三）復合材料拉伸斷面的微觀結構分析

從圖5可看出，隨硅灰石填充量的增加，硅灰石粒子在ABS基體中的分散性變差，易聚集成團，使復合材料在微觀上出現不均勻性。同時在拉伸斷面上還能看到，硅灰石粒子被不同程度拔出的現象。從圖5 c可明顯看到，有大顆粒的硅灰石粒子被拔出的痕跡。這說明硅灰石粒子與ABS基體的黏結不佳，在受外力作用時，易於脫黏，導致復合材料力學性能有所下降。相比較而言，圖5b的兩相界面較模糊，硅灰石粒子被拔出的也較少。說明硅灰石粒子與ABS基體結合較好，力學性能也相對較好，這與前（二）節分析的結果相吻合。

圖5 復合材料拉伸斷面SEM 圖

硅灰石填充量：a—10%；b—20%；c—40%

三、結論

1）對硅灰石改性工藝條件的研究表明，γ-（甲基丙烯醯氧基）丙基三甲氧基硅烷（WD-70）比γ-氨丙基三乙氧基硅烷（WD-50）和γ-（2，3-環氧丙氧基）丙基三甲基硅烷（WD-60）的改性效果要好。在溫度120℃、WD-70用量1%、時間20 min的條件下，硅灰石的改性效果較好。

2）硅灰石填充ABS的力學性能研究結果表明，改性硅灰石的加入，使復合材料的剛性和熔體流動性得到增強，其他力學性能雖有所下降，但不影響其在工程上的使用，且能降低成本。從試驗結果看，硅灰石較適宜的填充量為20%，此填充量的復合材料的成本比純ABS降低了15%。同時，硅灰石作為工程塑料的填料，與其他填料相比具有自己的優勢：與輕鈣、滑石粉相比，硅灰石填充體系黏度低，可進行高填充，有利於節約樹脂、降低成本；與碳酸鈣相比，硅灰石填充體系耐化學腐蝕性好，對增塑劑吸收量小，製品表面光潔度好；與玻璃纖維相比，則具有較大的價格優勢；硫酸鈣、滑石粉和白炭黑等，一般都含結晶水，受熱時有脫水問題，而硅灰石則具有較好的熱穩定性。因此，硅灰石是一種較好的工程塑料填料。

參考文獻

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［6］張凌燕，賴偉強.不同形態礦物復合增強LDPE的研究［J］.塑料工業，2006（10）：48

Study on Surface Modification of Wollastonite ＆Application of Modified Wollastonite in ABS

Zhang Lingyan，Lai Weiqiang，Tang Huawei，Zheng Guangjun

（College of Resource and Environment Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan，Hubei 430070）

Abstract：Surface modification of wollastonite and mechanical property of wollastonite-filled ABS were studied.The results showed that different modification reagents，quantity of modification reagents，time of modification would affect surface modification of wollastonite.Wollastonite treated by γ-methacryloxypropyl trimethoxy silane filled ABS can improve composite』s rigidity，but its other mechanical properties had a little decline.Wol lastonite-filled ABS not only can rece proct』s cost，but also does not effect its application in engineering.When filling ratio of wollastonite reaches 20%，the cost will be reced by l5%.

Key words：wollastonite，modification，filling，ABS.