青海重加密硅灰价格

1. 问下，微硅粉和硅微分一样吗具体咋看

微硅粉与硅微粉两种产品辨析 目前国内大部分生产硅微粉与微硅粉的厂商对二者的概念混为一谈，仅从字面意思上理解，把二者看做是一种产品。事实上，硅微粉与微硅粉有着很大的差别，正是由于二者概念的不清楚，给中国的硅微粉与微硅粉市场造成了混乱，导致很多贸易洽谈失误，微硅粉市场价格远低于国际市场，也给中国硅微粉与微硅粉市场的国际声誉带来了较大负面影响。

随着国外对硅微粉与微硅粉认识的的不断深入，硅微粉与微硅粉得到了广泛的使用，其商业优势和广泛的市场空间逐渐突显了出来。为了区分二者之间的关系，澄清市场的混乱状态，减少企业的损失，笔者将从外观、性能、生产流程、用途、指标、市场现状等各方面对这两种产品做具体的分析。
一．硅微粉与微硅粉市场现状 当前来说，世界上只有中国、美国、德国等少数国家具备硅微粉生产能力，中国硅微粉的市场主要还是在国内，集中在安徽凤阳，浙江湖州，江苏连云港等地，出口量相对来说比较小，多出口韩国和日本，国内生产硅微粉的较大企业有安徽伊纳高新技术有限公司和东海硅微粉厂，每月产量都在1000吨以上。太阳能产业的加速又促使硅微粉的市场需求迅猛增长，硅微粉呈现出供不应求的局面。据有关资料显示，国内生产太阳能光电转换器用硅微粉的厂家达170多家，其中上海占40家左右，因此，硅微粉在国内有很大的市场需求和潜力。 微硅粉的市场多集中在国外，国外对微硅粉的研究已经有几十年了，对微硅粉研究比较系统，不少国家成立了相应的研究机构，建立了相应的生产厂，美国1983年在修补Kinzua坝消力池一项工程中使用微硅粉混凝土就节省了几千万美元。 而微硅粉在中国还属于一中粗放型的工业副产品，大多数工业硅生产每3吨工业硅可回收1吨位微硅粉。以前大部分企业对微硅粉的回收都不够重视，一些规模较大的企业回收回来的微硅粉，仅仅是堆放在一边，没有发现其中的价值和效益，而且这些回收回来的微硅粉硅含量大多数都不达标，国内的企业受其质量的影响，大都不敢轻易购买这些产品，中国的微硅粉市场还呈现一种无序的状态，市场还有待于进一步的开发。国外在微硅粉的使用中已经获取了巨大的经济利益。如挪威的埃肯每年都会从中国以低价收购大量的微硅粉，西北铁合金等国内大部分铁合金厂家的微硅粉每年都被埃肯公司收购，在国内进行加工后高价卖到国内的建筑、水泥、化肥等领域，其中利润不菲，埃肯公司年销售微硅粉达25万吨，称得上是微硅粉行业的绝对领先者。而国内专门做微硅粉的企业甚少，产量较大的还是西北地区的几家大的铁合金企业，环保设备达标，回收回来的微硅粉硅含量比较高，而上海天恺硅粉有限公司是一家的微硅粉是目前国内自己的品牌，已经在行业中有了一定的影响。 国内微硅粉的市场还没有充分开发，所以说还有很大的市场空间。但是微硅粉的资源也是有限的，随着国家对环保力度的加强，在强行规定硅铁合金和工业硅生产厂家安装环保除尘设备的同时出现抑制高耗能产业过度发展的政策，微硅粉的资源会越来越丰富。因此，各商家在面对相关优惠政策的取消的同时，应该主动寻找因回收烟尘而带来的微硅粉市场收益。如今影响微硅粉价格的主要原因还是集中在回收设备的成本，电力耗损，以及其物理特性所带来的包装选择，是否加密及运输成本。微硅粉的深层次的研究、开发与利用关乎中国工业烟尘回收环保产业发展的未来。
总之，在加强微硅粉再利用的认识同时，各商家也应该更主动地寻找商机，增强整个微硅粉市场地活力使其增温。

二．硅微粉与微硅粉的生产流程上的差异 硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2）经破碎、球磨（或振动、气流磨）、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。 微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收，因为质量比较轻，还需要用加密设备进行加密。 在实际的交易过程中，许多厂商都把硅微粉当做微硅粉，但是由于二者有着本质的区别，所以在交易过程中往往会产生偏差，使得厂家提供的产品指标和需求方的指标参数存在很大差异。

三．硅微粉与微硅粉外观上的差异 从外观上来说硅微粉与微硅粉基本也是比较容易辨别的，硅微粉其质纯、色白、颗粒均衡，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料；根据硅石原料、还原剂或炉况的不同，绝大多数微硅粉呈灰色或深灰色 。在形成过程中， 因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。白色微硅粉较为罕见，过去一直没有合适的市场定位，上海天恺特种材料公司曾经推出白色微硅粉，成功应用于复合化肥、农药（作为吸附剂，或者生产硅肥）、涂料、油漆（作为增稠剂、抗沉剂）、橡胶（作为补强剂）、塑料（作为填充剂）、特种陶瓷，可替代白炭黑，但是数量是比较有限的。

四．硅微粉与微硅粉性能和用途差异 从硅微粉与微硅粉性能或作用上硅业在线是这么划分的：硅微粉概括的说具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。根据其用途硅微粉分为以下几类：普通硅微粉、电工级硅微粉、电子级硅微粉系列、熔融石英硅微粉、超细石英硅微粉、.纳米硅微粉。各种硅微粉的具体用途如下： 1．通硅微粉，主要用途用于环氧树脂浇注料、灌封料、电焊条保护层、金属铸造、陶瓷、硅橡胶、涂料及其它化工行业。 2．电工级硅微粉，主要用途用于普通电器件的绝缘浇注，高压电器的绝缘浇注，APG工艺注射料，环氧灌封料，高档陶瓷釉料等。 3．电子级硅微粉，主要用途主要用于集成电路、电子元件的塑封料和包装料。 4．熔融石英微粉，熔融石英微粉（WG）所用原料是天然石英经经高温熔炼，冷却后的非晶态SiO2，经多道工艺加工而成的微粉。该产品纯度高，具有热膨胀系数小，内应力低，高耐湿性，低放射性等优良特性。用于大规模及超大规模集成电路用塑封料，环氧浇注料，灌封料，及其它化工领域。 5．超细石英微粉，主要用途 主要用于涂料，油漆，工程塑料，粘合剂，奎 橡胶，精密铸造高级陶瓷。 6．纳米SiOx，纳米SiOx作为纳米材料中的重要一员，主要应用于电子封装材料、高分子复合材料、塑料、涂料、橡胶、颜料、陶瓷、胶粘剂、玻璃钢、药物载体、化妆品及抗菌材料等领域，已经成为传统产品的提档升级换代的新型材料。
而微硅粉的作用主要作用有如下几个方面： 1．用于砂浆与砼中：高层建筑物、海港码头、水库大坝、水利涵闸、铁路公桥梁、地铁、隧道、机场跑道、砼路面以及煤矿巷道锚喷加固等。 2．材料工业中：高档高性能低水泥耐火浇注料及预制件，使用寿命是普通浇注料的三倍，耐火度提高约100℃，高温强度及抗热震性能都明显改善；已普遍应用于：焦炉、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、玻璃、陶瓷及发电等行业；大型铁沟及钢包料、透气砖、涂抹修补料等；自流型耐火浇注材料及干湿法喷射施工应用；氧化物结合碳化硅制品（陶瓷窑窑具、隔焰板等）；高温型硅酸钙轻质隔热材料；电瓷窑用刚玉莫来石推板。；高温耐磨材料及制品；刚玉及陶瓷制品；赛隆结合制品；目前除在浇注型耐火材料中普遍使用之外，在电熔和烧结型耐火材料亦获得大量应用。 3．新型墙体材料、饰面材料：1墙体保温用聚合物砂浆、保温砂浆、界 面剂。 4．水泥基聚合物防水材料。 5．轻骨料保温节能砼及制品。 6．内外墙建筑用腻子粉加工。 7．其他用途： ① 硅酸盐砖原料。② 生产水玻璃。③ 用做有机化合物的补强材料。因其成份与气相法生产的白炭黑相近。可以用在橡胶、树脂、涂料、油漆、不饱合聚酯等高分子材料中用作填充补强材料。④ 化肥行业中用作防结块剂。

五．硅微粉与微硅粉指标的差异 从指标上来说，二者有很多相同之处，也有很多不同之处。具体来说，硅微粉与微硅粉的化学成分基本上是相同的，主要成分都是二氧化硅，而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙，氧化镁，氧化铁，氧化铝等。只不过硅微粉的含硅量比较高，基本都在99%以上，而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。从粒度上来说，硅微粉由天然石英加工而成的，粒度比较大，有200目，300目，400目、500目、600目、800目、1000目、1250目、3000目、5000目等是一种粉状态。而微硅粉的细度小于1μm的占80%以上，平均粒径在 0.1-0.3μm ，是一种灰状态。 在实际的贸易中，硅微粉的价格与目数有关，目数越大价格越高，当前市场上硅微粉出厂价格200目500元/吨，325目600元/吨，400目750元/吨，500目950元/吨，600目1200元/吨，800目1500元/吨，1000目2200元/吨，1250目2600元/吨，3000目6200元/吨，4000目8400元/吨；微硅粉的价格与硅含量和水分、烧矢度有关，一般来说硅含量为85%的微硅粉出厂价格为1700元/吨左右，天津港FOB价格在180美元/左右。 从市场方面来说，微硅粉的潜在市场要比硅微粉要大，国内微硅粉的市场还有很大的开发空间。从以上我们可以看出硅微粉与微硅粉有着本质的区别，性质不同决定着二者用途的不同，在以后的商业贸易中，还要分清二者的概念和区别，以提高贸易的成功率。

2. 磨细天然沸石和硅灰是什么

磨细天然沸石是什么？天然沸石的主要品种是斜发沸石岩和丝光沸石岩，为含有多孔结构的微晶矿物，其主要组成为含水硅铝酸盐。磨细天然沸石，是将一定品位纯度的天然沸石岩经粉磨至规定细度的产品‘，沸石粉的内表面积大，吸附性强，能降低混凝土的奶水和离析，增强保水性。由于粉粒具有的微填充效应和火山灰效应，以致能改善混凝土的孔结构和界面相，提高强度和改善耐久性。因沸石粉的需水量大，拌合物的粘性增加，必须与高教减水剂配合使用。硅灰是什么？是在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的硅蒸气氧化后，经吸少器收集得到的以无定形二氧化硅为主要成分的产品。由于硅灰的非品质seb的含量很高，且颗粒极纫，成为迄今效能最高的矿物掺合料。硅灰对混凝土的增强效果，在早期、中期和后期都高；对提高耐久性显着其全面，尤其是有很高的抗冻性和耐磨性。由于硅灰的需水量大，必须有高效减水剂配合使用。另应注意单掺硅灰的不利方面，会加大混凝土的白收缩和温升，应与其他矿物掺合料复合掺用，可同时提高技术与经济效益。离性能混凝土配合比设计原则有哪些呢？高性能混凝土的配合比设计，是以耐久性为核心，全盘考虑和协调各项所要求的性能，来高水淮的满足工程需用c由于所涉及的方面、可变因子和相互制约因素均很多，因此确定高性能混凝土的配合比，要比普通混凝土复杂得多。目前，尚无成熟的高性能混凝土配合比设计方法可循，但应信守下列已被公认的基本原则。

3. 硅灰石中国最丰富的国家资源硅灰石产地硅灰石的用途

硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。我国硅灰石资源丰富，那么目前我国主要的硅灰石产地都有哪些呢？下面小编为大家介绍硅灰石的产地等相关知识。
硅灰石产地：
我国硅灰石产地分布广、储量大，个别产地硅灰石矿质量较好，具有良好的发展潜力。目前我国在17个省、自治区发现硅灰石产地百余处，估计资源量近2亿吨。截至1996年底止，在14个省、自治区中已有探明储量的矿产地31处，保有矿石储量13265万吨，位居世界前列。
保有储量最多的是吉林省，占全国总保有矿石储量的40%；其余依次为散塌云南、江西、青海、辽宁4省，共占全国保有矿石储量的49%；浙江、湖南、安徽、内蒙古、广东5省区共占全国保有储量的10%；江苏、广西、湖北、黑龙江4省区共占全国保有矿石储量的1%。其中吉林梨树硅灰石矿业公司是中国最大的硅灰石生产企业，其拥有10座矿山和加工厂，硅灰石年生产能力达8万吨。中国其他比较大的硅灰石生产公司有：吉林省梨树县大顶山硅灰石矿业公司、江西省新余市南方硅灰石实业公司、浙江长兴硅灰石猛掘虚矿业有限公司和安徽省广德县下寺庙西硅灰石矿业公司等。
近两年来，企业的科研能力、采矿装备、加工技术、检测水平较前几年有了很大的提高，新产品不断增加，针状粉、超细粉及改性粉的加工技术不断创新，达到了国际先进水平，深加工能力猛增，彻底改变了以卖原矿为主的经营方式，企业活力大大增强。不但梨树硅灰石矿业公司、长兴硅灰石公司等老企业取得长足发展，一些新兴企业如云南超微细新材料有限公司、辽宁金岗硅灰石公司、江西新余南方硅灰石公司、江西华杰泰公司、磐石环宇硅灰石公司、黄士鑫溢矿产公司、大连环球矿产公司等发展势头也很强劲，在国内外市场的竞争力不断提升。国内硅灰石产量不断增长。目前中国已成为世界粉末级硅灰石的主要生产国。
硅灰石目前主要应用于陶瓷工业，约占总用量的50%。这是由于硅灰石釉面砖具有烧成温度低、时间短、白度高、成本低等特点。而且国内不少陶瓷厂都建成了用硅灰石作基料生产釉面砖的流水线。可以说硅灰石作为釉面砖原料为我国建陶工业找到了一条多、快、好、省的捷径。
硅灰石的用途：
硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。因硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等领域。
①油漆料工业
优等硅灰石粉用于油漆涂料一些产品中，取代立德粉及部分钛白粉、进口P820做为充填剂，能改善涂层的流平性。硅灰石的粒子形状是涂料的很好悬浮剂，其沉淀物柔软分散，可做清洁型涂料的增强剂。枝燃由于它吸油量低。有很高的充填量，减少粘结物质的消耗，因而涂料的成本大幅度下降。硅灰石偏碱性，非常适用于聚乙酸乙烯涂料，使着颜色料分散均匀，它可以把适用酸性介质的颜料连接起来，也可以制成鲜艳的彩色涂料，表面有均匀分布的性能，喷涂性能良好。它做充填料，能改进钢涂层耐腐蚀能力。除用于水性涂料、聚乙烯醇缩甲醛外，还可用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在沥清涂料中可以取代石棉，在自净漆中，可用硅灰石作为一种加固剂。硅灰石粉用于油墨行业，代替部分钛白粉、立德粉，也取得了理想的效果。
②在橡胶塑料中的应用
硅灰石粉已被应用在硫化橡胶，铺地沥清乙烯基砖、乙烯基树脂、聚乙醚环氧树脂乙烯塑板、苯酚模型中。生产环氧树脂时采用50％的硅灰石粉做填充色剂，在非凝固状态时具有吸水率低的特点。硅灰石可以改进聚合物质的性质，做弹性物质的填充料，可降低价格。这种合成物质热稳定性高，介电指数和吸水性低、机械性能稳定。
硅灰石广泛用于聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基氯化物、聚乙烯中的填料，与其它填料相比，硅灰石具有优良的电学、机械和热力学的性质。在聚苯乙烯树脂合成物中加入硅灰石，可降低昂贵色料的用量，而不影响质量。在聚丙化合物中应用硅灰石亦可节省费用。由于硅灰石水份含量低，颜色浅具有光泽，形状稳定，有加固性质，所以常常又被应用在尼龙模压材料中。硅灰石粉应用在胶鞋行业的鞋底中，取代部分钛白粉、白炭黑、陶土等，效果佳。用于胶管、胶带中、产品质量提高，而成本明显降低。
③在冶金、耐火行业中应用
硅灰石的化学成分稳定，其碱度值近于1，正是冶金保护渣的理想原料。在80年代初期，我国已开始利用硅灰石生产冶金保护渣，并逐渐扩大品种，现已广泛应用在模铸、连铸（板坯、方坯）、合成渣及不锈钢连铸等许多品种。保护渣用低档次硅灰石即可，因而成本低廉。近年来，硅灰石在冶金行业的应用又有新发展，在金属铸模涂料、喷吹精炼钢水、耐火砖、耐火绝缘器、陶瓷绝缘泡沫等行业都大量应用硅灰石，因此，国外有的专家认为，硅灰石应是耐火材料。
④在陶瓷工业的应用
在陶瓷原料中加入适量的硅灰石（中、低档即可），可以大幅度地降低烧成温度，缩短制品的烧成时间，实现低温快速一次烧成，节约大量燃料，明显降低产品成本。由于硅灰石制品中不含碱金属，所以它具有良好的电绝缘性质，且高抗冲击强度和外形稳定性兼备，这种特性使得硅灰石在精密陶瓷业、工艺陶瓷业得到了应用。在釉泥原料中，用硅灰石代替白色颜料，可增加釉的光泽，减少釉泥的粘度，大大地降低成本。硅灰石在陶瓷制品中，可以防止瓷器的破裂、微裂、破损和瓷釉缺陷。由于硅灰石具有线性热膨胀性质。因而可以降低产品挠曲度程度。釉中加入1％的硅灰石所降低的热膨胀足以使得釉暴露于空气后不会产生裂纹。
⑤在电器绝缘材料中应用
硅灰石形成不导电的结晶时，具有很高的绝缘率，这种性能在高质量的电力设备中是宝贵的材料。美国公司在制造电气陶瓷中，加入20％硅灰石，使得该类产品价格下降20倍。绝缘材料容许通过极少量的电，因此，硅灰石被用在无线电陶瓷、低介电损耗的绝缘体、日用绝缘器的陶瓷绝缘泡沫、建筑绝缘陶瓷等行业。对超高频专门电子仪器，如高温瓷元件，高压断路器，酚醛粘合电阻器，以及在制造温度500℃以上的无机绝缘材料方面，硅灰石也是特别有用的。
⑥在电焊条行业
硅灰石用于焊条涂层，加速熔融速度，在国外已有多年应用历史。硅灰石用于焊条涂层，具有节能，抗气孔，增强焊缝强度，促使焊缝表面光滑，改善熔滴过渡，加速涂层熔化速度等优点。特别是我公司硅灰石含杂低、质量优良，适一于做特种焊条、埋张焊剂。
⑦硅灰石代替短纤维石棉及纤维滑石
由于石棉制品加工中极易导致人们产生癌症，这在美国、日本等工业发达国家已形成共识，所以目前他们开始淘汰石棉及其制品的使用，而以针状硅灰石代替短纤维石棉、玻璃纤维，投入工业化生产。我公司所产针状硅灰石，是加工针状硅灰石粉的理想原料，具有广阔的发展前途。
⑧其它用途
a、硅灰石用于造纸，是非常有前途的行业，根据国外专家的预测，硅灰石远景需要量每年75万吨，其中造纸用量占40％。
b、由于硅灰石烧失量低，使它成为几乎不产生气泡的天然玻璃原料，并能降低熔化温度、缩短熔烧时间，节约大量能源。
c、硅灰石用在瓷粘结磨料和砂轮生产中会大大提高熔融速度和高温防震性能。有的也被用在细磨砂轮粘合材料填料中。
d、玻璃钢行业，用硅灰石代替树脂中的填料，能大幅度降低产品成本。
e、硅灰石粉可做矿渣水泥块复层涂料。
f、硅灰石可做石棉－水泥基质产品。
g、硅灰石还应用于粘结陶瓷制品、层压塑料、标记材料、火柴、虑油纸、胶合板、人造橡胶、壁板等。
h、在国外用于陶瓷粘结的研磨工具、铸造产品、电器设备、舰船间墙壁、金属制品、珐琅涂层、钢筋混凝土块的涂层、白水泥、制动器结构的垫衬、压容器、油腻子、蓄电池的隔板等都是硅灰石的应用领域。

4. 硅微粉和微硅粉的区别

一、成分含量不同

1、H系硅微粉的含硅量比较高，基本都在99%以上。

2、而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。

二、物质不同

1、硅微粉

硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热系数高、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，被广泛用于化工、电子、集成电路（IC）、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。随着高技术领域的迅猛发展，硅微粉亦将步入新的历史发展时期。

2、微硅粉

微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。

它是大工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收，因为密度较小，还需要用加密设备进行加密。

三、作用不同

1、硅微粉

1）显着提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

2）具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3）显着延长砼的使用寿命。

4）大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。

5）是高强砼的必要成份，已有C150砼的工程应用。

2、微硅粉

优质微硅粉主要被用作高性能耐火浇注料、预制件、钢包料、透气砖、自流型耐火浇注料及干湿法喷射材料。在高温陶瓷领域。

如：氧化物结合碳化硅制品，高温型硅酸钙轻质隔热材料，电磁窑用刚玉莫来石推板，高温耐磨材料及制品，刚玉及陶瓷制品，赛龙结合制品等，微硅粉的使用具有高流动性、低蓄水量、高致密度和高强度等特点。

5. 　硅灰石（Wollastonite）

一、概述

硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙（Ca₃[Si₃O₉]），理论化学成分CaO48.3%、SiO₂51.7%。其中的Ca²⁺离子易被少量的Fe²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺等离子呈类质同象形式替代。硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶系硅灰石和单斜晶系副硅灰石；一种高温相即假硅灰石。硅灰石与假硅灰石的转化温度为（1120±20）℃，转化较缓慢，随着温度升高，转化时间将明显缩短。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石，其他两种象变体很少见。

硅灰石晶体沿b轴多发育为柱状、针状，其长度与直径比值即长径比为（10～7）:1，比值高的可达（15～13）:1。硅灰石热膨胀特点是沿b轴膨胀系数（25～800℃为6.5×10^-6℃^-1）低，膨胀随温度改变呈线性变化。假硅灰石的热膨胀系数为11.8×10^-6℃^-1，明显高于硅灰石的热膨胀系数。因此在硅灰石质陶瓷的烧成过程中应避免硅灰石向假硅灰石的转变。硅灰石的物理－化学性质见表3-6-1。

表3-6-1硅灰石的主要物化性质

在高温加热条件下，硅灰石的化学性质活泼，可与高岭石等矿物发生固相反应，与陶瓷工业有关的反应包括：

河南省非金属矿产开发利用指南

河南省非金属矿产开发利用指南

由于硅灰石具有针状晶体、低热膨胀系数、低吸油率、色白、绝缘性好、高温化学性质活泼等特点，使其应用在陶瓷工业、填料工业等领域中。

二、资源概况和矿石类型

1.资源概况

硅灰石的成因类型有五种，其中有工业价值的是接触变质类型和区域变质作用类型。接触变质生成的硅灰石产于岩浆侵入体与碳酸盐岩的接触带，由SiO₂和CaCO₃反应而成。区域变质作用生成的硅灰石是由含钙质的岩层如石灰岩、大理岩经区域变质作用形成。

目前世界各国已查明的硅灰石储量约2亿吨，远景储量约4亿吨。在20多个硅灰石产出国中，美国、印度和墨西哥三国硅灰石矿总储量约占世界已探明总储量（不包括中国）的三分之二。

美国纽约州阿迪龙朗克山北东侧是世界硅灰石重要产地，在该州的威尔斯博罗地区有福克斯诺尔、刘易斯和狄尔赫德三个主要矿床。

墨西哥的硅灰石矿床主要产在萨卡特卡斯和恰帕斯两个州。

印度的硅灰石主要产在拉贾斯坦邦和中央邦，其中有的矿床矿石品位高达96%～97%。

我国的硅灰石矿资源丰富，远景储量为0.5亿～1.0亿吨，探明储量仅次于印度，居世界第二位。我国硅灰石产地比较集中，主要分布在吉林省，占全国总储量44.7%，江西省占17%，青海占13.4%，辽宁占10.3%，其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江苏、云南、福建等省。我国硅灰石矿成矿条件好，矿体规模大，成分简单，较富。吉林梨树大顶山硅灰石矿床是我国目前规模最大的矿床。此外，吉林磐石长崴子硅灰石矿床，湖北大冶小箕铺硅灰石矿床规模也较大。

硅灰石矿床的一般工业要求见表3-6-2，开采技术条件见表3-6-3。

表3-6-2硅灰石矿床一般工业指标

注：①视矿石质量优、差取上、下限；②手选矿石块度要求，暂按直径≥4cm计。

表3-6-3硅灰石矿床开采技术条件

2.矿石类型

硅灰石矿石类型主要有大理岩型和夕卡岩型两大类。美国的威尔斯鲍罗、刘易斯、格尔赫德硅灰石矿，印度别尔卡巴赫硅灰石矿等是夕卡岩型。墨西哥拉布兰卡硅灰石矿，芬兰拉彭兰塔硅灰石矿等是大理岩型。我国主要硅灰石矿石类型见表3-6-4。国内外部分硅灰石的化学成分分析见表3-6-5。

表3-6-4我国主要硅灰石矿石类型

三、硅灰石的主要用途及质量标准

由于硅灰石具有许多优异的物化性质，使其被广泛应用于陶瓷工业、化学工业、冶金工业等各工业部门（见表3-6-6）。

迄今为止，硅灰石主要应用于陶瓷工业。其中又以作釉面砖为主，以及生产特种的无线电陶瓷和低介电损耗绝缘体陶瓷等。硅灰石之所以成为陶瓷的重要原料，是由下列因素决定的。

在传统生产陶瓷工艺中，是以铝硅为主要体系的原料，生成的物相以莫来石为主。需采用高温（1250～1300℃）、长周期（30h以上）的烧成工艺。在坯体中加入一定量的硅灰石，构成了以硅－铝－钙为主要成分的低共熔体系，生成的物相主要是钙长石。硅灰石同时是助熔剂，降低了坯体的老化点，整个坯体的快速烧结物均匀一致。因此，硅灰石降低了陶瓷生产的烧成温度，缩短了烧成时间。

表3-6-5国内外部分硅灰石的化学成分分析

表3-6-6硅灰石的主要用途

硅灰石的针状晶体为生坯提供水分快速排出的通道，干燥速度加快，从而易压制成型，不分层。焙烧时，硅灰石针状体的不熔残渣构成了阻止坯体体积变化的致密骨架，冷却时，烧结料结晶将它们之间的针状体牢固粘接。坯体具有多孔和网状结构。硅灰石低的热膨胀系数和线性膨胀的特点，有利于坯体抗热冲击。

美国、原苏联等国都已对硅灰石在釉面砖上的应用进行了大量的研究工作。美国年产硅灰石约6万～7万t，其中一半用于釉面砖生产。以硅灰石为主要原料的釉面砖，实现低耗能低温快烧的新工艺，可节省燃料约30%～50%，被誉为节能原料。

在冶金工业中，硅灰石主要用作生产模铸硅钢保护渣和板坯连铸保护渣。武汉钢铁公司钢铁研究所等单位研制的以硅灰石为主要原料的保护渣，可替代从日本进口的“浮光40”保护渣。以天然硅灰石为基料板坯连铸粉状和颗粒状保护渣，具有化学性质十分稳定，含Al₂O₃很低的特征，能起到稳定连铸操作和改善连铸坯质量的作用。

硅灰石作为电焊条药皮配料，在电焊工业中得到应用，特别适合用来制造高钛型低炭钢电焊条。硅灰石微粉和超细微粉被用于塑料、橡胶、造纸、油漆工业中作填料和涂料，不仅降低了产品成本，而且明显改善了产品的物理－化学性能，尤其是机械力学性能。预计今后作工业填料和涂料用的硅灰石微粉和超细微粉用量将以每年10%的速度增加。

目前我国仅国家建材局于1994年颁布了硅灰石产品质量标准，标准号为JC/T535-94。一些主要的硅灰石产区或企业根据用户要求制定了一些地方或企业标准。

陶瓷、油漆、涂料、冶金、电焊条等应用领域对硅灰石产品质量要求分别见表3-6-7～表3-6-10。

吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿和针状硅灰石粉质量标准见表3-6-11和表3-6-12。

表3-6-7陶瓷工业用硅灰石产品的质量要求

注：建筑陶瓷用硅灰石，一般要求硅灰石矿物含量＞60%。

表3-6-8油漆、涂料用硅灰石产品质量要求

表3-6-9冶金保护渣用硅灰石产品质量要求

表3-6-10电焊条工业对硅灰石产品质量要求

表3-6-11吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿质量标准

表3-6-12H-G系列针状硅灰石粉

吉林四平市硅灰石企业标准（吉Q/SS₁24-85）适用于油漆涂料、塑料、橡胶、陶瓷等行业，见表3-6-13～表3-6-15。

表3-6-13吉林四平市硅灰石产品规格

表3-6-14吉林四平市硅灰石的技术要求

表3-6-15吉林四平市涂料级硅灰石粉的技术要求

注：以上产品指标，可根据用户特殊要求，双方协商。

湖北大冶非金属矿公司的硅灰石产品质量标准见表3-6-16。国外硅灰石一般工业要求见表3-6-17。美国出售硅灰石的粒度要求见表3-6-18。

表3-6-16湖北大冶非金属矿公司硅灰石产品质量标准

表3-6-17国外硅灰石一般工业要求

表3-6-18美国出售硅灰石的粒度要求

四、硅灰石矿石的选矿和超细粉碎

1.硅灰石矿石的选矿提纯

硅灰石属接触变质矿物，与其共生的主要矿物有方解石、透辉石、石榴子石、透闪石、符山石、石英、黄铜矿、斑铜矿等，硅灰石的选矿方法随着矿石类型不同而有所不同。手选、光电拣选、磁选、浮选、重选等方法广泛应用于硅灰石的加工工艺中。硅灰石的主要选矿方法和原则流程见表3-6-19和表3-6-20。

列举两个实例说明硅灰石矿石的选矿。

表3-6-19硅灰石的主要选矿加工方法

表3-6-20硅灰石的主要选矿工艺原则流程

例1梨树硅灰石矿的选矿工艺

该矿位于吉林省梨树县内。矿石中硅灰石含量为46.50%，方解石41.23%，透辉石3.49%，石英6.67%。在矿石中，硅灰石晶体内有透辉石和石英包体，方解石则呈不规则状分布于硅灰石颗粒及其裂隙之间。根据原矿性质，采用单一浮选流程选别硅灰石。根据硅灰石与方解石、石英的可浮性不同，采用反浮选方法对硅灰石进行选别，选矿流程见图3-6-1。

图3-6-1梨树硅灰石矿连选试验流程

方解石精矿含方解石95.71%，产率38.78%；硅灰石精矿含硅灰石87.20%，产率44.48%。

例2威尔斯鲍罗硅灰石选矿厂

选矿厂位于美国纽约州威尔斯鲍罗。矿石主要矿物组成为硅灰石、钙铁石榴子石、透辉石、少量方解石。矿石中硅灰石含量为55%～65%，钙铁石榴子石和透辉石的含量为10%～20%。根据矿石性质，采用单一强磁选工艺流程使硅灰石和钙铁榴石及透辉石分离。工艺流程见图3-6-2。

2.硅灰石的超细粉碎

图3-6-2威尔斯鲍罗硅灰石选矿流程

硅灰石作为高档无机工业填料，必须深加工成针状超细粉料。国外多采用气流磨对硅灰石精矿进行超细粉碎，产品中高长径比、高比表面的粉量增多。80年代末，吉林梨树硅灰石矿业公司从Alpine公司引进两台630AFG流化床式气流粉碎机，用于生产-10μm的硅灰石超细微粉。随后，该公司与武汉工业大学合作，实现了这种设备国产化，研制成与630AFG性能相同的LPM-680气流磨，并建成了年产200t的超细硅灰石粉生产线，生产线工艺流程见图3-6-3。给料粒度325目，产量280.6kg/h,10μm通过率97.7%。

硅灰石超细粉碎产品有800、1250、2500目等。也可以根据用户的需要加工出平均粒度为10、5、2、1μm级的产品。

五、硅灰石粉料的表面改性

图3-6-3超细硅灰石生产线工艺流程

1—颚式破碎机；2—传送带；3—颚式破碎机；4—除尘器；5—提升机；6—料仓；7—风机；8—提升机；9—料仓；10—磨机；11—旋流分级机；12一风机；13—提升机；14—料仓；15—风送系统；16—料仓；17—螺旋输送机；18—空压机；19—冷凝器；20—储气罐；21—LPM气流磨；22—收集器；23—风机

粉体表面改性（Surface modification or Surface treatment）是指用物理、化学、机械等方法对粉体物料表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善或完全改变物料的物理技术性能或表面物理化学性质，如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、表面吸附和反应特性等，以满足现代新工艺和新技术发展对新材料的需要。粉体的表面处理改性既是一门新技术，又是一门新学科。对于非金属矿物，表面改性能提高其使用价值和开拓应用领域，是最重要的深加工技术之一。

在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中，无机矿物填料占有很重要的地位，不仅可以降低生产成本，而且明显改善产品的物理化学性能，如机械力学性能、阻燃性、绝缘性等。但是由于无机矿物与基质，即有机高聚物或树脂等具有不同的膨胀系数、表面张力、抗弯模数等性质，在二者接触处，明显表现出不相容性，因此接触界面是最薄弱的部位，易发生分离。由于相容性差，无机矿物填料难以在基质中均匀分散，直接或过多地填充往往容易导致产品的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。因此，用无机矿物作填料，除了对其粒度、粒度分布、颗粒形状有要求外，还必须对矿物填料表面进行改性，提高其与基质，即有机高聚物或树脂的相容性和分散性，以增强产品的机械强度和综合性能。

用来对矿物表面进行改性的化学试剂称为表面改性剂。表面改性剂分为无机试剂和有机试剂两大类。无机试剂主要是一些无机颜料，如铁、钛、铬等的氧化物或含氧盐等。有机表面改性剂的种类较多，主要包括偶联剂类、脂肪酸（或胺）类、烯烃低聚物类以及各种树脂类等。由于矿物填料的种类不同，改性目的不同，所选用的表面改性剂亦不同。

1.矿物填料的有机表面改性剂

1）偶联剂

又称为架桥剂，是一种具有两性结构的物质。它们分子中的一部分基团可与矿物填料表面的各种化学基团反应，形成强有力的化学键合；另一部分基团则有亲有机物的性质，可与有机高分子发生化学反应或形成物理缠绕，在无机矿物与有机高分子之间形成具有特殊功能的“分子桥”，从而把两种性质差异很大的材料牢固结合起来，形成新型的复合材料。

偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂，它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料的复合材料体系。经偶联剂进行表面处理的无机矿物填料，抑制了填充体系“相”的分离，即使增加填充量，仍可较好地均匀分散，从而改善了制品的综合性能，特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲强度等。按偶联剂的化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬络合物四大类。下面简要介绍前三类。

（1）硅烷偶联剂硅烷偶联剂是研究得最早应用最广的偶联剂，是由美国联合碳化物公司为发展玻璃纤维增强塑料而开发出来的，至今已有40年的历史。

硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物。其通式为RSiX₃，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基、丙烯酰氧基等；X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）或氯。在进行偶联时，X基首先水解形成硅醇，然后再与矿物表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成—SiO—M共价键（M表示无机矿物填料表面）。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚，形成网状结构的膜覆盖在填料表面，使无机填料有机化。现以甲氨基硅烷偶联剂为例，其偶联作用过程为：

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偶联剂的另一端的R可与聚合物发生反应形成牢固的化学键合。这种化学反应取决于R基的性质和树脂的种类。以环氧硅烷为例，与环氧树脂反应

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硅烷偶联剂可用于许多无机矿物填料的表面改性，其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白碳黑等的效果最好，对高岭土、水合氧化铝效果也较好，对不含游离酸的碳酸钙效果欠佳。硅烷偶联剂产品牌号和品种分类见表3-6-21。

表3-6-21硅烷偶联剂产品牌号和品种分类

续表

续表

（2）钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂是美国肯里奇（Kenrich）石油化学公司70年代开发成功的一类新型偶联剂。它有独特的结构，对热塑性聚合物与干燥填料有良好的偶联效能。

钛酸酯偶联剂的分子结构分为6个功能区，每个功能区都有其特点，在偶联过程中发挥各自的作用。

钛酸酯偶联剂的通式和6个功能区：

偶联无机相·亲有机相

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式中：1≤M≤4,M+N≤6；R—短碳链烷烃基；R′—长碳链烷烃基；X—C、N、P、S等元素；Y—羟基、氨基、环氧基、双键等机团。

各功能区说明如下：功能区1[（RO）_M—]—与无机填、颜料偶联作用的基团；

功能区2（Ti—O……—）—酯基转移和交联功能；

功能区3（X—）—联结钛中心带有功能性的基团；

功能区4（R—）—长链的纠缠基团——适用于热塑性树脂；

功能区5（Y—）一固化反应基团——适用于热固性树脂；

功能区6（N—）—非水解基团数。

（RO）_M为钛酸酯与矿物填料进行化学键合的官能团，它可与矿物表面结构水和H⁺作用，形成包围矿物的单分子层。Ti—O部分为钛酸酯的有机骨架，可与聚合物的羧基之间进行相互交换，起酯基和烷基转移和交联作用。X部分是和分子核心钛结合的基团，对钛酸酯的性质有重要影响，具体可分为磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。

钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为三种类型：单烷氧基型、螯合型和配位型。

单烷氧基型这一类品种最多，价格适中，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂工业。这类偶联剂的典型是三异硬脂酰基钛酸异丙酯（TTS）。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的单烷氧基型外，大多数品种耐水性差，适用于不含游离水，仅含化学键合水和物理键合水的干燥矿物填料体系，如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理见图3-6-4。

图3-6-4单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理

焦磷酸型钛酸酯偶联剂耐水性好，适用于中等含水的无机填料，如高岭土、滑石粉等。焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理见图3-6-5。

图3-6-5焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理

螯合型这类偶联剂适用于高湿无机填料和含水聚合物体系，如高岭土、滑石粉、水处理玻璃纤维、炭黑等。一般的单烷氧基型钛酸酯水解稳定性差，在高湿体系中偶联效果差。螯合型钛酸酯偶联剂具有极好的水解稳定性，适于在高湿状态下使用。根据螯合环的不同，这类偶联剂分为两种基本类型：螯合100型和螯合200型。前者螯合基为氧代乙酰氧基；后者螯合基为二氧乙撑基。它们的偶联机理见图3-6-6和图3-6-7。

图3-6-6螯合100型与填料的偶联机理

图3-6-7螯合200型与填料的偶联机理

配位体型四价钛酸酯在一些体系中存在副反应，如在环氧树脂中与羟基反应，在聚酯中的酯交换反应等。配位体型钛酸酯中的钛原子由4价键转变为6价键，降低了钛酸酯的反应活性，提高了耐水性。因此，配位体型钛酸酯偶联剂可在溶剂型涂料或水性涂料中使用。配位体型钛酸酯偶联剂与填料的偶联机理见图3-6-8。

图3-6-8配位型偶联剂与填料的作用机理

国内外钛酸酯偶联剂主要品种见表3-6-22。

表3-6-22国内外钛酸酯偶联剂主要品种对照

（3）锆铝酸盐偶联剂锆类偶联剂是美国Cavedon化学公司于80年代开发的一类新型偶联剂，其商品名称为“CavcoMod”，它是以水合氯化氧锆（ZrOCl₂·8H₂O）、氯醇铝（Al₂OH₅Cl）、丙烯醇、羧酸等为原料合成的。锆铝酸盐偶联剂分子中含有两个无机部分和一个有机功能配位体。由于分子中无机特性部分的比重大，因此具有更多的无机反应点，使偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性。根据分子中的金属含量（即无机特性部分的比重）和有机配位基的性质，将已商品化的锆铝酸盐偶联剂分为7类（见表3-6-23），分别适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物，对于矿物填料，可用于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、三水合氧化铝、氧化钛等的偶联改性。锆铝偶联剂性能较好，价格较便宜，在很多情况下可代替硅烷偶联剂。

表3-6-23锆类偶联剂（Cavco Mod）的品种

2）高级脂肪酸及其盐类改性剂

（1）高级脂肪酸及其盐类高级脂肪酸属于阴离子表面活性剂，其分子通式为RCOOH。分子的一端为长链烷基（C₁₆～C₁₈），这种结构与聚合物分子结构相近似，尤其是与聚烯烃分子结构相近，因而与聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端为羧基或其金属盐，可与矿物填料表面发生一定的化学反应和物理吸附。因此，用高级脂肪酸及其金属盐处理矿物填料时，具有类似于偶联剂的作用。

常用的高级脂肪酸及其金属盐类的表面改性剂有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌等。高级脂肪酸的胺类、酯类与其金属盐类近似，亦可作表面改性剂。

（2）不饱和有机酸类不饱和有机酸分子具有一个或多个不饱和双键及一个或多个羟基，碳原子数一般在10个以上。常见的不饱和有机酸有丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。带有不饱和双键的有机酸，对含碱金属离子的矿物填料进行表面改性，具有良好的处理效果。由于分子中存在不饱和双键，在和基体树脂复合时，在残余引发剂或热能、机械能作用下，双键打开，与基体树脂发生“接枝”、交联等一系列化学反应，使矿物填料与树脂较好地结合在一起，提高了产品的物理机械性能。

3）有机低聚物

（1）聚烯烃低聚物聚烯烃低聚物主要品种有无规聚丙烯和聚乙烯蜡。聚烯烃低聚物有较高的粘附性能，可以和无机填料较好地浸润、粘附、包裹。同时因为基本结构和聚烯烃相似，能与聚烯烃很好地相容结合。因此，聚烯烃低聚物广泛应用于聚烯烃类复合材料中无机填料的表面处理。

（2）聚乙二醇用聚乙二醇包覆处理硅灰石可显着改善聚丙烯（PP）缺口的冲击强度和低温性能。

2.表面改性剂的选择及用量

目前市场上已有几百种表面改性剂供选择，其选择过程是一个复杂的过程。对于同一种无机矿物填料，影响其填充效果的主要因素有颗粒的形状、粒径大小和粒度分布、填料表面性质等。填料的粒径越小，其补强效果越好。如用325目和2500目碳酸钙作半硬质PVC填料，后者比前者强度提高30%。纤维状、片状填料有助于提高制品的机械强度。在填料粒径、形状确定的情况下，考查填料表面改性效果的主要判据是填料与有机聚合物基体结合的牢固程度、填加量的多少，产品的各种物理－化学性能是否提高了等。这些与表面改性剂的选择和表面改性工艺过程有关。表3-6-24列出了各种表面改性剂的适用范围。

表3-6-24表面改性剂的适用范围

表面改性剂的用量一般为无机填料量的0.5%～3%。对于某些偶联剂类，可通过计算得到理论加入量。以硅烷偶联剂为例，计算公式为：

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式中：W为硅烷偶联剂用量（g）；W₁为欲改性的矿物填料重量（g）；S₁为矿物填料的比表面积（m²/g），可实测获得；S₂为偶联剂的最小包裹面积（m²/g），由生产厂家提供。

表3-6-25给出了KH系列硅烷偶联剂的最小包覆面积。

表3-6-25KH系列硅烷偶联剂最小包覆面积

在生产和试验中主要采用“活化指数”来表征表面处理的效果。无机矿物填料或颜料粉体相对密度较大，而且表面呈极性状态，在水中自然沉降。经表面改性处理后的无机填料粉体表面由极性变为非极性，对水呈现出较强的非浸润性，不沉降。根据上述现象，提出“活性指数”，用H表示，其含义为：

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由上式可见：未经表面活化处理的无机粉体，H=0，活化处理最彻底时，H=1.0,H变化范围为0～1.0。将改性样品放入清水中搅拌10min，然后观察是否有沉淀和沉淀多少，如果在2天内无沉淀或沉淀很少，说明改性成功。改性剂的用量可根据“活化指数”来确定。最佳用量应是表面改性剂在颗粒表面上覆盖单分子层的用量。大于此量，则将形成多层物理吸附的界面薄弱层，从而导致填充物的强度下降；低于最佳用量，则填料颗粒表面改性处理不完全。

液态表面改性剂使用前应稀释，固态表面改性剂应配制成溶液。由于硅烷偶联剂与水的作用是偶联作用的基础，大部分硅烷经水解后成为水溶液。因此，常用水作稀释剂配成溶液使用。一般采用酸性溶液水解硅烷，常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。对于水解产物易缩合的硅烷，其水溶液应在使用前临时配制。

钛酸酯偶联剂用惰性溶剂，如白油、石油醚、变压器油等稀释，配成一定浓度的溶液。

锆类偶联剂的溶剂见表3-6-23。

用丙酮溶解硬脂酸制成溶液。

3.矿物填料表面改性工艺及设备

对矿物填料表面进行改性的方式有两种。一种是矿物填料预先涂敷处理改性工艺，在填料与树脂基料混合之前，先对矿物填料表面改性。另一种是所谓的整体处理工艺，将矿物填料和改性剂一起加入到树脂基料中进行混合处理。

预先涂敷处理改性工艺所用的主要设备是高速混合（捏合）机（图3-6-9）。

图3-6-9高速混合（捏合）机结构

1—回转盖；2—混合锅；3—折流板；4—搅拌叶轮；5—排料装置；6—驱动电机；7—机座

高速混合机工作时，高速旋转的叶轮使物料连续地螺旋状上、下运动，物料运动速度很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦，使团块破碎，物料温度相应升高，使物料均匀分散和对改性剂均匀吸附。工作原理见图3-6-10。

高速混合机的改性效果主要与叶轮的形状和回转速度、物料的温度、物料在混合室内的充满程度（即填充率）、混合时间、改性剂的加入方式和用量等因素有关。

填充率一般为0.5～0.7，对于高位式叶轮，填充率可达0.90

温度是影响最终改性效果的重要因素之一，对于不同的矿物填料和所用的表面改性剂，加热温度高低也不同。

图3-6-10高速混合（捏合）机的工作原理

1—回转盖；2—外套；3—折流板；4—叶轮；5—驱动轴；6—排料口；7—排料气缸；8—夹套

部分国产高速混合机主要技术参数见表3-6-26。

表3-6-26部分国产高速加热混合（捏合）机主要技术参数及生产厂家

4.硅灰石填料

重碳酸钙、重晶石、滑石、硅灰石等被称为白色非金属矿物颜料、填料。其中，由于硅灰石具高长径比和色泽白的特点，使其成为白色非金属矿物填料的佼佼者。用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂表面改性的硅灰石粉料作填料，可明显改善产品的性能。如作聚碳酸脂填料，其弹性模量是未填充时的3倍，强度大约增加15%，填充到聚乙烯、聚丙烯中，产品的拉伸强度、弯曲强度等机械力学性能明显提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龙1010的性能。

表3-6-27硅灰石充填PVC硬板性能

表3-6-28不同矿物填充尼龙1010性能对比

西北油漆厂用硅灰石粉代替部分钛白粉或滑石粉，成功地应用到涂料中。

主要参考文献

[1]《非金属矿工业手册》编辑委员会，非金属矿工业手册（上、下册），冶金工业出版社，1992。

[2]郑水林，粉体表面改性.中国建材工业出版社，1995。

[3]李英堂等，应用矿物学，科学出版社，1995。

[4]孙宝岐等，非金属矿深加工，冶金工业出版社，1995。

[5]《矿产资源综合利用手册》编辑委员会，矿产资源综合利用手册，科学出版社，2000。

[6]刘伯元，硅灰石深加工及其产品在塑料中的应用，非金属矿，1997.3期，P21～24。

[7]李晓琴等，硅灰石质瓷质坯体焙烧过程物相变化研究，非金属矿，1999.1期，P12～13。

6. rpc混凝土硅灰的掺量是内掺还是外掺

是内掺。

RPC混凝土就是活性粉末混凝土（reactive powder concrete），定义：以细砂为骨料，掺入大量硅灰等矿物掺合料、高效减水剂和微细钢纤维，薄弱的界面得到大幅度加强，使断裂能提高两个数量级以上，成为一种高强度、高韧性、低孔隙率的混凝土材料。

微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，英文为Microsilica or Silica fume。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收，因为密度较小，还需要用加密设备进行加密。

1、内掺就是把外加剂算在胶凝材料里面，其掺量公式为：A/(A+B)*100%，A——外加剂用量；B——胶凝材料用量。
2、外掺就是把外加剂不算在胶凝材料里面，其掺量公式为：A/B*100%，A——外加剂用量；B——胶凝材料用量。

7. 硅灰石矿床地质

一、成矿地质条件

硅灰石是典型的变质矿物。石灰岩或含硅石灰岩，在高温接触变质作用或区域变质作用下，通过CaCO₃+SiO₂→CaSiO₃+CO₂↑反应生成硅灰石。在区域变质岩系里，硅灰石主要出现在低压相区，按温度上升顺序，出现透闪石→透辉石→硅灰石(+钙铝榴石、钙铁榴石)系列。中高压相区很少出现硅灰石。硅灰石主要形成于接触变质作用，是不纯灰岩或钙质砂岩与岩浆侵入体接触带上常见的矿物，常和透辉石、钙铝－钙铁榴石以及符山石共生。具有工业意义的硅灰石矿床均属变质成因。

图11－1 CaCO₃+SiO₂=CaSiO₃+CO₂的反应曲线

对于硅灰石的形成条件有很多研究。根据硅灰石中包体均匀法测温，确定硅灰石形成温度大约在300～500℃之间，安徽狮子山硅灰石包裹体测温获得的最高值为650℃。压力条件对硅灰石的生成十分重要，除压力增高导致生成温度升高外，生成硅灰石的化学反应因压力过大使CO₂难以逸出，而不能进行。根据巴特尔、哈克和吐特尔等的研究，低的p_CO2对硅灰石的形成特别重要(图11－1)。在p_CO2局部降低的地段，硅灰石在变质岩中呈脉状或薄层状产出。根据曲元贵(1998)等对吉林长葳子硅灰石矿床的研究，矿床形成时上覆岩层厚度约2500～3000m，成矿时压力为(625～700)×10⁵Pa。

最具工业意义的硅灰石矿床是接触变质矿床，这些矿床的形成和分布，明显受岩浆岩活动和围岩岩性的控制，其次与接触带构造也有关系。

1.岩浆岩条件

岩浆的侵入带给围岩以巨大热能，近岩体围岩温度可升至500～550℃。如果岩浆侵入体侵位于中深或浅深环境，且围岩岩性有利时，通过热接触变质作用或接触交代变质作用，可形成硅灰石矿床。与硅灰石矿床有关的岩浆岩，主要是正常系列的中酸—酸性岩，如花岗闪长岩、花岗岩和石英闪长岩，以及它们的浅成相岩石。此外，斜长岩、闪长岩和偏碱性的岩浆岩，也有与硅灰石矿床有关的。这些岩体侵位于中深至浅深，甚至超浅深。我国已发现的硅灰石矿床，与华力西期和燕山期的中酸—酸性岩浆岩关系最密切。

2.围岩条件

与硅灰石矿床有关的围岩主要为碳酸盐岩和钙质砂岩，以及它们的区域变质岩石，包括石灰岩、燧石灰岩、硅质灰岩、白云质灰岩、泥灰岩和大理岩。热接触变质硅灰石矿床的形成及规模、产状与空间分布，明显受围岩岩性的控制。矽卡岩型的硅灰石矿床，也受石灰岩中燧石等硅质成分的控制，硅质既来自岩浆，也可来自围岩，矿体分布于一定层位。围岩岩性还决定了矿石的矿物组合和矿石类型，对于矿石的利用有重要影响。我国已发现的硅灰石矿床，围岩均属石炭系和三叠系的碳酸盐岩。

3.构造条件

与硅灰石矿床关系最密切的构造是接触带构造、围岩层间裂隙和捕虏体构造，后者常形成优质硅灰石矿。褶皱构造轴部断裂、裂隙较为发育，有利于岩浆侵入或有利于气液流体的活动及交代作用的进行，在合适的围岩中形成矿床。

4.变质作用条件

矽卡岩型和热接触变质型硅灰石矿床，均位于热接触变质晕圈范围以内。变质作用的类型不同，形成不同类型的矿石和矿床，且具有不同的矿物组合和产状特征。变质作用的温度和压力是成矿最主要的条件，硅灰石形成于低压高温变质作用条件下。

二、主要成因类型及矿床地质特征

1.接触交代型硅灰石矿床(矽卡岩型)

这类矿床是由岩浆侵入体提供的富含SiO₂的流体，在接触带附近发生双交代作用和接触渗滤交代作用，形成硅灰石矽卡岩，其中硅灰石达到工业要求时，构成矽卡岩型硅灰石矿床。

图11－2 湖北大冶冯家山硅灰石矿区剖面图

矿床多产于中酸性—酸性岩浆岩与碳酸盐岩或钙质砂岩的接触带，少数产于侵入体或围岩中。矽卡岩体常具明显的带状构造，尤其是垂直于接触带方向更为明显，硅灰石通常富集在主要矽卡岩矿物带的外侧，与大理岩带相过渡。其分带顺序从侵入体向外一般为:矽卡岩化侵入岩带—石榴子石矽卡岩带—透辉石矽卡岩带—硅灰石矽卡岩带—大理岩带。矿体的规模、形态及产状与接触界面的形状、产状和碳酸盐地层的产状有关。矿床规模以中、小型矿床多，成矿条件好的矿床也可达大型甚至特大型矿。矿体形态多种多样，可呈似层状、层状、透镜状以及各种不规则状，常由多个矿体断续出现组成矿带。若干矿体组成矿带，沿接触面展开。矿体长几十到几百米，厚十几厘米到20m或更厚，矿带可延伸几千米。矿石的矿物组成主要有硅灰石、透辉石、石榴子石，其次有少量石英、方解石等，有时还含有Fe，Cu硫化物等热液矿物，含矿率30%～90%。

矿床实例:湖北大冶硅灰石矿床

我国湖北大冶一带的硅灰石矿床，产于华力西期花岗闪长岩、花岗闪长斑岩与二叠系、三叠系石灰岩和白云质灰岩的接触带上(图11－2)。矿石除硅灰石外，尚有透辉石(5%～25%)，石榴子石(少量～20%)，以及少量方解石、石英等，常伴生有黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、磁铁矿、蓝铜矿和孔雀石等矿物。有时硅灰石为脉石矿物，可自铜矿尾砂中选出综合利用。按照矿体产状又分为内接触带、外接触带和残留体－捕虏体三个亚类。内接触带矿体产于主岩体与围岩石灰岩接触带内，矿体平行接触面呈似层状或大透镜体状，规模大，含矿率较高。外接触带矿体产于小岩枝，插入石灰岩的上、下盘矽卡岩带中，矿体呈扁豆状。捕虏体式矿体的含矿率高，质量较优。本区也产有热接触变质型硅灰石。

2.接触热变质型硅灰石矿床

矿床产于岩浆岩与碳酸盐岩外接触带角岩化－大理岩化蚀变带中，一般距侵入岩体几十米至千余米。与矽卡岩型硅灰石矿床不同的是，矿床形成是由于富含硅质的石灰岩经侵入体热力烘烤发生接触变质而成，成矿过程是硅质灰岩中的SiO₂和CaCO₃经侵入体的热变质作用，重新组合而形成硅灰石，一般没有外来物质带入，矿石不具交代结构。因此，矿体的形态、产状和空间分布在很大程度上受硅质灰岩地层控制，也与侵入接触界面产状有密切关系。矿床多具明显的层控特点，矿体形态一般呈层状、似层状、透镜状，产状多与围岩一致，只有在构造复杂时才呈不规则状。

此类型矿床矿石矿物组分通常比较简单，如成矿前原岩中SiO₂和CaO的比例近似硅灰石矿物理论值，成矿过程中的温度与压力适宜，成矿反应充分时，可由硅灰石单矿物组成;如成矿前原岩中造矿物质(石英和方解石)含量不匹配，或由于成矿反应不充分，则在矿石中残留有石英、方解石，其他伴生矿物有少量透辉石、石榴子石等。矿石中硅灰石矿物含量20%～70%，一般多在50%以上，富矿可达95%以上。矿石中SiO₂和CaO含量高且稳定，Fe₂O₃等有害杂量含量较少，矿石质量较好。

矿体产于外接触带含硅质的石灰岩内，矿体形态、产状和空间分布，在热变质晕圈内严格地受地层控制，而与矽卡岩无关。矿石矿物成分简单，除硅灰石外尚有较多的方解石，有时还有透辉石和石榴子石等。矿床的规模一般较大，矿体长度一般为数百米，部分可达1000m以上，宽几米至几十米，部分可达100m以上，由于形成环境和后期风化剥蚀，矿体埋深一般较浅，多适于露天开采。此类型矿床在中国分布较多，是目前主要的开采利用对象，共计保有的硅灰石矿石储量约占中国硅灰石矿总保有矿石储量的74%。吉林磐石市长崴子和梨树县大顶山、浙江长兴县李家巷、江西新余—上高以及辽宁、广东等地的硅灰石矿床均属此类型。

矿床实例:吉林磐石市长崴子硅灰石矿床

矿床位于吉黑地槽褶皱系吉林复向斜的西南缘。出露地层主要为石炭系中统磨盘山组和上统石嘴子组，以海相碳酸盐沉积岩为主。岩性为页岩、粉砂岩、硅质灰岩、燧石条带灰岩及白云质灰岩等，常呈互层产出，总厚度达1000m以上。地层呈北西310°方向延伸，单斜产出，倾向北东，不同部位产状有变化。矿区内断裂构造十分发育，燕山中期岩浆活动强烈，较早的一期以辉长岩－闪长岩侵入为主，其后是以大规模正长岩－花岗岩的侵入为主，两期岩浆活动的侵入体，穿切和分隔了中、上石炭统地层，部分呈捕虏体状产出，改变了原来地层的面貌。由于碳酸盐岩地层中发育硅质条带，为成矿提供了物质来源。中、酸性岩体的侵入，在捕虏体中和侵入体的外接触带，由于接触变质作用而形成硅灰石矿床(图11－3)。

图11－3 长崴子硅灰石矿区地质图据于显生等，1983)

矿体多呈不规则带状分布，在2km²矿区范围内，共有6条矿带，24个矿体。主矿体埋深不足100m，向深部矿化变弱，逐渐过渡为大理岩。区内矽卡岩化较弱，有透辉石、石榴子石、硅灰石等矿物单独或组合成不规则细脉，切割了早期由接触热变质作用形成的块状硅灰石矿体和矿体中残留的硅质团块(图11－4)。

6条矿带中，以Ⅱ号矿带的规模最大，矿石质量最好。矿带由5个矿体组成，总体产状为走向北西，倾向北东40°，倾角40°～60°，长度700～800m，宽度350～400m，厚度40～50m;单矿体平均厚度3～19m，上部矿体埋深85m，倾角较陡，下部矿体倾角较缓，埋深在250m以上。矿石为致密块状构造的品位一般较富，也见有团块状，条带状构造;矿石结构有粒状变晶结构、花岗变晶结构、纤维柱状变晶结构、放射状变晶结构及斑状变晶结构等。矿石矿物成分主要为硅灰石，脉石矿物以方解石、石英、透辉石为主，含少量片沸石、石榴子石、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿及黄铜矿。硅灰石多为三斜低温硅灰石，极少数为假硅灰石，呈白、灰白或淡粉色;晶体为他形—半自形，多呈纤维状、针状、柱状产出，除少数在矿石中显定向排列外，大部分排列无序;晶体粒度细小，一般长度为0.1～0.5mm，部分可达十几至几十毫米，长宽比约5∶1～10∶1。

本矿床矿石质量优良。矿石品位高，平均含矿率78.10%，硅灰石矿物平均含量61.06%～73.66%;矿石化学成分比较稳定。硅灰石的形成主要是硅质灰岩受侵入体热力作用重结晶的结果，没有大量新物质的带入，有害杂质含量低，其中:SiO₂47%～58%，CaO38%～47%，Al₂O₃0.2%～1.07%，MgO0.63%～1.55%，Fe₂O₃0.06%～0.24%。矿区内矿石风化深度一般为2～3m，原生矿在长期酸性雨水的淋滤下，可分解为CaCO₃和SiO₂，使矿石品位降到18%～30%。该矿床规模为特大型，是中国硅灰石主要产地之一，产品以原矿石为主，远销德国、日本等地。

图11－4吉林省磐石市长崴子硅灰石矿地质剖面图

3.区域变质型硅灰石矿床

矿床主要分布于古老的区域变质岩区，产于区域变质片岩－大理岩系中。由于原岩为硅镁质的白云岩、石灰岩，富含利于成矿的石英和方解石成分，在区域变质作用过程中，在压力相对降低的条件下，产生岩石再造作用而形成硅灰石矿。矿体为同生变质作用所形成，具有明显的层控特点，呈层状、似层状、透镜状整合产于硅质大理岩和斑状大理岩中，有时也产于大理岩和石英岩界面上。矿层稳定，矿床规模一般较大。矿石矿物组分较简单，大部分为硅灰石－石英－方解石型矿物组合，当原岩成分较复杂时，可伴生少量石榴子石、透辉石和透闪石，铁、锰等有害杂质含量低。此类型矿床在美国、芬兰、肯尼亚、纳米比亚、印度等国，是重要的开采利用对象，而在中国目前只在吉林南部浑江一带发现此类型矿点。

三、资源分布

世界上硅灰石资源主要分布在印度、中国、墨西哥、美国、俄罗斯、芬兰等国。其中亚洲占世界探明储量的63.9%，北美洲占世界探明储量的35%。

我国硅灰石矿床大多赋存在寒武纪以来的盖层建造中，主要产于石炭系和二叠系，其次为寒武系、泥盆系及志留系。与成矿作用有关的侵入岩主要是燕山期、印支期、海西期的中、酸性岩浆岩。我国已知硅灰石矿床主要分布于3个地槽褶皱系:吉黑褶皱系是最重要的成矿构造单元，分布矿床多，规模大;其次为华南褶皱系和三江褶皱系。在扬子地台和华北地台边缘也有小规模分布。在这些构造单元内，岩浆活动频繁，侵入岩分布广泛，与成矿有关的中、酸性侵入岩主要有:浅成至中成花岗斑岩、斑状花岗岩、花岗闪长斑岩、正长闪长斑岩、石英斑岩等。成矿围岩一般为含燧石结核、燧石条带等硅质成分的海相碳酸盐岩沉积建造。

我国的硅灰石储量集中分布在吉林、云南、江西、青海、辽宁5省，上述5省拥有的硅灰石资源储量约占全国的90%。至2005年底，我国共查明资源储量14392万t。查明可供硅灰石产地39处，查明资源可供储量为8823.4万t(图11－5)。

图11－5 中国硅灰石矿床分布示意图

8. 加密硅灰粘性大吗

加密硅灰粘性是衡量罩斗敬该产品使用性能的一个指标，它决定了该产品使用时会不会粘在手上或介质表面上。通常，加密硅灰的粘性较大，但不具有机械粘合表现。

加密硅灰是由硅灰、陶物慎粒、化学添加剂等组成，其中特别的是加密硅灰具有“挤压”性能。产品表面虽然具有粗糙感，但加密硅灰可以与陶瓷、铁、钢等硬材料很好的结合，形成陶瓷钢铁和地罩等加强和保护效果。

在使用过程中，加密硅灰的粘销乎性确实很大，这是因为产品的塑性和硬度比较大。然而，这种粘性不影响加密硅灰混合使用，主要是因为加密硅灰可以与一些添加剂混合（如水泥），在混合使用时表现更为优良，使得粘结程度更大，基础性能更优。因此，在使用过程中，加密硅灰的粘性较大也属于正常现象，可以通过正确的混合方法和措施来克服它，以提高使用体验和效果。

9. 硅灰是用什么原材料做成的

按照微硅粉的 SiO 2 含量这个指标，把产品分为： 85%--95% 三种规格，其
物理性质和化学成分如下：

1. 微硅粉的基本物理性质：

◇ 存在形式：无定形超细（非晶体）粉末

◇ 典型颜色：灰白色（自然状态呈白色，随着密度的增大，颜色逐渐加深）

◇ 比表面积： 15 ～ 27 m2/g

◇ 松散容重： 150 ～ 200kg/m3

◇ 活性指标： ≥85%

◇ 需水量比： ≤125%

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

基于微硅粉优异独特的物理化学性能，欧、美、日等发达国家早于八十年代即开展
关于微硅粉在高性能混凝土、超强水泥、耐火材料等领域的应用研究及应用，并先
后制定颁布实施了关于微硅粉在不同应用领域的质量标准。目前，微硅粉世界市场
产销量约 50 ～ 60 万吨 / 年，主要应用于高强度耐火材料和建筑行业（高强混
凝土及水泥制品等）。作为硅铁合金、金属硅及氧化锆行业的副产物，资源有限，
国外市场供不应求。国内微硅粉应用起步时间不长，但增长迅速，目前年产微硅粉
10 ～ 12 万吨，主要应用于水泥或混凝土掺合料，以改善水泥或混凝土的性能，
配制具有超高强（ C70 以上）、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的
特种混凝土，用于大坝、大型水库、水电、海港码头、铁路桥梁（如青藏铁路 90
% 的微硅粉采用甘肃三远铁合金有限公司的产品）、高速公路、飞机场跑道、隧道
及超高层建筑等工程。同时，微硅粉还可以用于耐火材料和陶瓷制品的生产，提高
产品的强度和耐久性；用于油漆、涂料、树脂、橡胶及其它高分子材料填充物，能
起到改善材料综合性能的目的。

（一 ）、产品特点：

1. 微硅粉用于混凝土，具有以下独特优点：

（ 1 ）制造高 强度混凝土（ C70 以上），显着提高混凝土的强度和泵送性能；

（ 2 ）制造高抗渗（≥ P30 ）、结构自防水混凝土，用于地铁、隧道、高层建筑
物的地下室；

（ 3 ）制造海工和化工混凝土，由于其高致密性能，有效阻止硫酸盐及氯离子对
混凝土的渗透、侵蚀，避免混凝土钢筋受到腐蚀，从而延长混凝土的寿命；

（ 4 ）在水利、高速公路、桥梁工程项目中，混凝土不仅需要上述基本指标，更
对其耐磨、耐冲刷有非常苛刻的要求，掺入微硅粉非常必要；

（ 5 ）微硅粉极强的活性，具有减水性能，适用于快速施工需要的早强、高强混
凝土的外加剂； 隧道、地铁、大型基坑结构施工过程中用于支护的高强喷射混凝
土的外加剂；水下施工项目（如：桥墩、大坝、钻井平台等）用的混凝土的外加剂
；

2. 微硅粉用于改善耐火材料已有四十余年的历史，微硅粉用于耐火材料将具有下
列特点：

（1） 提高浇注型耐火材料的流动性、减少用水量，使其易于成型，生产效率大为
提高；

（2） 由于其超微结构的填隙作用，耐火材料的致密性和强度获得大幅度提高；

（3） 微硅粉具有高活性，在 Al 2 O 3 成份存在的前提下，更易生成莫来石相，
使耐火材料的的高温强度、热震性明显提高。

目前除在浇注型耐火材料中普遍使用之外，在电熔和烧结型耐火材料中亦正获得大
量应用。

3. 使用方法：混凝土工程中，根据使用功能确定，一般建议掺入量为胶结材料的
5% －10% ，并且与减水剂配合使用。

微硅粉与水泥、骨料同时加入搅拌，严格按规范施工，同时必须加强养护。

（二）、产品规格：

（1）产品分为加密和不加密两大类。

（2）包装：微硅粉每袋2 0 kg 。（可根据用户要求包装）

加密微硅粉按实际生产重量交货。

（3）贮存和运输
微硅粉用编织袋套塑料内密封袋包装，在贮存和运输过程中注意防水、防潮。

二、微硅粉成分指数

微硅粉的推广应用，标志着我国的建筑行业和陶瓷耐火材料生产进入高技术时期，
80 年代，由于 微硅粉的应用也带动了其它微粉的应用，随着市场的发展变化，
建筑行业、陶瓷及耐火材料要求日益提高，微硅粉的其特的理化性能，将会受到市
场更加亲睐，应用前景十分广阔。近几年，微硅粉在建筑和建材行业中应用，达到
非常理想的效果，其用途越来越广阔。

微硅粉渗入水泥混凝土后能很好地填充于水泥空隙之中，使浆体更微密，另外它还
与游离的 Ca(OH) 结合，形成稳定的硅酸钙水化物 2CaO.SiO2 .H 2O,该水化物凝
胶强度高于 Ca(OH) 晶体，主要表现在 :
（ 1 ）增加强度。使混凝土抗压、抗折强度大大增加，渗入 5-10% 的 微硅粉，
抗压强度可提高 10-30% ，抗折强度提高 10% 以上 ;
（ 2 ）增加致密度。抗渗性能提高 5-18 倍，抗化能力提高 4 倍以上 :
（ 3 ）抗冻性： 微硅粉混凝土在经过 300-500 次快速冻解循环，相对弹性模量
降低 10-20% ，而普通混凝土通过 25-50 次循环，相对弹性模量降低为 30-73%
；
（ 4 ）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性；
（ 5 ）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高 0.5-2.5
倍，抗空蚀能力提高 3-16 倍。

提供以下实验数据供参考：

1 、 活性指数试验
原材料（g） 控制配比 测试试配比
525 号硅酸水泥 540 486
微硅粉 0 54
软练标准砂 1350 1350
水 210 225
砂浆流动度（ mm ） 111-113 113-118
抗折强度 (mPA) 10.21 11.46
28天 抗压强度 (mpa) 76.1 83.8
活性 抗折 112
指数 抗压 110

2 、 微硅粉掺量对砂浆强度的影响：

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
标准砂 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0
水 238.0 238.0 238.0 238.0 238.0
减水剂 RC 0 0.54 0.81 1.08 1.35
微硅粉掺量 % 0 6 8 10 12
砂浆流动度 mm 136 142 142 143 139
7 天 抗折强度 (Mpa) 7.66 7.56 7.59 7.19 7.19
抗压强度 (Mpa) 52.2 49.6 53.0 50.7 49.6
28 天 抗折强度 (Mpa) 9.40 9.68 9.94 9.88 10.27
抗压强度 (Mpa) 66.0 70.0 73.0 78.0 84.7

3 、 混凝土强度试验：
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
最大材料粒径 mm 20 20 20
水灰比 0.26 0.26 0.26
微硅粉掺量 % 0 8 10
减水剂用量 % RC 1.0 1.0 1.0
抗压强度 7 天龄期 62.2 68.9 69.6
28 天龄期 79.1 90.0 91.0

微硅粉应用陶瓷及耐火材料，可以大大降低浇注料水的用量，大幅度提高浇注
料的强度和密度，甚而提高产品质量，改善产品的寿命，是最理想的结合剂和性能
改善掺合物。

10. 硅灰石改性及填充工程塑料ABS的研究

张凌燕 赖伟强 唐华伟 郑光军

（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070）

摘要 对硅灰石粉的表面改性效果及填充ABS 塑料力学性能的研究表明，不同的改性剂、改性剂用量、改性时间等工艺条件对硅灰石的改性效果有重要影响。经γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷改性后的硅灰石填充工程塑料ABS，增强了复合材料的刚性和熔体流动，其他力学性能虽有小幅下降，但不影响其在工程上的使用；同时降低了ABS塑料使用的成本，在填充量为20%时，可降低成本15%^［1～6］。

关键词 硅灰石；改性；填充；ABS。

第一作者简介：张凌燕，湖北武汉理工大学资源与环境工程学院副教授，主要研究方向：非金属矿物材料及其应用。电话：027-87882128。

硅灰石属于链状偏硅酸盐，化学分子式为CaSiO₃，粉碎后，颗粒呈纤维状或针状。硅灰石无毒，具有低吸油性、低吸水性、热稳定性和化学稳定性，白度高，并有独特的粉体纤维，应用广泛。而改性硅灰石粉体，因其表面性能得到改善，提高了其疏水亲油的能力，应用于塑料、橡胶基体材料中，能更均匀地分散，并与基体材料有很强的亲和性能，可改善塑料、橡胶制品的力学性能和抗老化性能。工程塑料是指可作为结构性材料使用的塑料，可在较宽的温度范围和较长的时间内保持优异性能，并能承受较高机械应力和在较为苛刻的化学物理环境中长期使用^［1］。但与通用塑料相比，工程塑料因价格昂贵，使用受到限制。本试验对硅灰石进行表面改性，分析了改性条件对改性效袜拦樱果的影响，并对改性硅灰石填充ABS的性能进行了研究。

一、试验

（一）主要原料、设备及仪器

树脂基材为ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物），中国石油吉林石化分公司；硅灰石微粉，原矿来自青海都兰县海寺，硅灰石矿物含量为大于90%，CaO 41.74%；SiO₂51.25%，d₉₀为13.81μm，长径比为11，白度80；硅烷偶联剂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷（WD-50）、γ-（2，3-环氧丙氧基）丙基三甲基硅烷（WD-60）、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（WD-70），武汉大学有机硅新材料股份有限公司。改性助剂氨水（分析纯），市售；塑料助剂，有增塑剂（DEP）、抗氧剂（1010）、分散剂（石蜡）、润滑剂（硬脂酸钙）等。

实验室用高速捏合机，GH-1ODY型，北京英特塑料机械总厂；双螺杆配混挤出机，SJSH-30型，南京橡塑机械厂；冷切粒机，LQ-100，南京橡塑机械厂；注射成型机，CJ50E-2型，震德塑机厂；静滴接触角测量仪，JC2000A，上海中晨数字技术设备有限公司；扫描电镜，日本JEOL公司；电子拉力试验机，RGD-5，深圳市瑞格尔仪器有限公司；巴氏硬度计，HBa-1型，无锡市计量科学研究所；熔体流动速率仪，ZRZ-40型，深圳新三思材料检测有限公司。

（二）硅灰石微粉表面改性

由于硅灰石微粉具有亲水疏油性，与ABS的兼容性差，为提高它与ABS的兼容性，须对它进行表面改性，从而改善它在聚合物体系中的分散性。采用GH-10DY型高速捏合机进行表面改性，搅拌速度1250 r/min，改性助剂氨水用量为1%，氨水用蒸馏水以2∶1的比例稀释，改性工艺流程见图1^［2，5］。

图4 硅灰石填充量对复合材料性能的影响

从图4b可看出，复合材料的缺口冲击强度随硅灰石填充量的增加而下降，而其硬度则随硅灰石的填充量增加而增大，最高能达到纯ABS的2.7倍。这说明硅灰石的加入，使复合材料的韧性变差，而刚性得到增强。

从图4 c可看出，复合材料的熔体流动速率随硅灰石填充量的增加而增大，最高能达到纯ABS的1.75倍，这说明硅灰石的加入，使复合材料的流动性得到改善。

（三）复合材料拉伸断面的微观结构分析

从图5可看出，随硅灰石填充量的增加，硅灰石粒子在ABS基体中的分散性变差，易聚集成团，使复合材料在微观上出现不均匀性。同时在拉伸断面上还能看到，硅灰石粒子被不同程度拔出的现象。从图5 c可明显看到，有大颗粒的硅灰石粒子被拔出的痕迹。这说明硅灰石粒子与ABS基体的黏结不佳，在受外力作用时，易于脱黏，导致复合材料力学性能有所下降。相比较而言，图5b的两相界面较模糊，硅灰石粒子被拔出的也较少。说明硅灰石粒子与ABS基体结合较好，力学性能也相对较好，这与前（二）节分析的结果相吻合。

图5 复合材料拉伸断面SEM 图

硅灰石填充量：a—10%；b—20%；c—40%

三、结论

1）对硅灰石改性工艺条件的研究表明，γ-（甲基丙烯酰氧基）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-环氧丙氧基）丙基三甲基硅烷（WD-60）的改性效果要好。在温度120℃、WD-70用量1%、时间20 min的条件下，硅灰石的改性效果较好。

2）硅灰石填充ABS的力学性能研究结果表明，改性硅灰石的加入，使复合材料的刚性和熔体流动性得到增强，其他力学性能虽有所下降，但不影响其在工程上的使用，且能降低成本。从试验结果看，硅灰石较适宜的填充量为20%，此填充量的复合材料的成本比纯ABS降低了15%。同时，硅灰石作为工程塑料的填料，与其他填料相比具有自己的优势：与轻钙、滑石粉相比，硅灰石填充体系黏度低，可进行高填充，有利于节约树脂、降低成本；与碳酸钙相比，硅灰石填充体系耐化学腐蚀性好，对增塑剂吸收量小，制品表面光洁度好；与玻璃纤维相比，则具有较大的价格优势；硫酸钙、滑石粉和白炭黑等，一般都含结晶水，受热时有脱水问题，而硅灰石则具有较好的热稳定性。因此，硅灰石是一种较好的工程塑料填料。

参考文献

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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.