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非金屬礦物材料發展概況及幾點建議 |
來源:中國建材報 更新時間:2014-01-02 09:39:45 瀏覽次數: |
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(中國非金屬礦工業協會秘書長/王文利)礦產資源是國民經濟和社會發展的重要物質基礎,我國90%以上的能源、80%以上的工業原料和70%以上的農業生產資料都來自于礦產資源。非金屬礦產是指能源礦產、金屬礦產以外,自然產出的可供提取有用非金屬元素、化合物或能直接利用其工藝技術性能的礦物和巖石。非金屬礦產資源多數不是以利用化學元素,而是以有用礦物或巖石為利用對象,也被稱為工業礦物與巖石。兩者的內涵和涉及的范圍基本上相同。
石墨填料環
非金屬礦工業包括對非金屬礦產資源的采掘、選礦提純和礦物加工及礦物材料制造一個長的產業鏈。非金屬礦工業發展重點及發展方向:一方面是非金屬礦產資源節約以及綜合利用,提高資源利用效率與效益;另一方面是著力發展非金屬礦加工、深加工,發展非金屬礦物材料。
非金屬礦物材料是指以非金屬礦物和巖石為基本或主要原料,通過物理、化學方法制備的功能性材料或制品。如機械工業和航空航天工業用的石墨密封材料和石墨潤滑劑、石棉磨擦材料、高溫和防輻射涂料等;微電子工業用的石墨導電涂料、顯像管石墨乳、熔煉水晶等;以硅藻土、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、沸石等制備的吸附、助濾和環保材料;以高嶺土(石)為原料制備的煅燒高嶺土、鋁尖晶石、莫來石、賽隆、分子篩和催化劑;以珍珠巖、硅藻土、石膏、石灰石、蛭石、石棉等制備隔熱保溫防火和節能材料及輕質高強建筑裝飾材料;以碎云母為原料生產的超細云母填料、顏料以及云母紙和云母板等;以膨潤土為原料制備的凝膠及有機膨潤土等。
一、非金屬礦物材料開發方向與應用市場分析
非金屬礦物材料與高新技術和新材料產業、傳統產業升級以及生態環保等產業密切相關,其不僅廣泛用于建材、冶金、化工、交通、機械、輕工等傳統產業領域;而且在電子信息、生物醫藥、新能源、新材料、航空航天等高新技術產業有廣闊的潛在市場,同時,又是環境保護、生態文明建設的高效、廉價材料。
1.天然礦物材料方面
這類礦物材料的重要開發方向是功能性材料,也包括合成礦物材料。
石墨礦物材料:石墨是碳材料的重要一支,以耐高低溫、耐腐蝕、導電、導熱、潤滑、表面能低、重量輕、炭化收率高等多種特性,廣泛應用于冶金、化工、機械、電子、航空航天、國防軍工等領域。目前石墨新材料已經成為戰略性新興產業的重要組成部分,關聯性極強。膨脹石墨、各向同性石墨、氟化石墨、鋰離子電池用球形石墨、金屬-石墨復合材料等已經廣泛應用于節能環保、新能源、新一代信息技術、新能源汽車、高端裝備制造、新材料產業等戰略性新興產業,幾乎所有的重要發展方向都離不開石墨。隨著我國戰略性新興產業的加快發展,石墨應用技術的不斷成熟,石墨新產品的需求存在爆發式增長的可能性。
高純石英材料:石英因具有耐高溫,熱膨脹系數小,高度絕緣,化學性能穩定,耐腐蝕等優良的化學和物理性能,以及獨特的光學特性與壓電效應。傳統工業中,石英廣泛應用于玻璃工業、陶瓷業、電磁業、鑄造、機械噴砂、化學等工業;在現代工業中,由于石英的特性,廣泛應用于航天、航空、航海、軍事、電工、電子、電訊、化工、冶金以及汽車等高科技領域,如電子計算機芯片封裝、光導纖維、新型電光源、特種光學玻璃石英坩堝等,并且是現代戰爭隱形技術中的關鍵材料。
藍晶石類礦物材料是一組無水率硅酸鹽礦物,主要包括藍晶石、紅柱石和夕線石,是優質耐火材料。它除用作冶煉工業的高級耐火材料,技術陶瓷工業的原料以外,還可冶煉高強度輕質硅鋁合金,制作金屬纖維以及超音速飛機和宇宙飛船的導向型之用。
2.粉體礦物材料方面
粉體礦物材料在結構材料和功能材料中發揮著重要作用。粉體礦物材料主要有碳酸鈣、滑石、高嶺土、硅藻土、膨潤土、石英粉等等,既包括功能性礦物顏料和填料,也包括多孔礦物吸附材料,以及天然納米粘土類礦物材料,廣泛應用于造紙、塑料、橡膠、涂料、環境保護、新材料等領域中。
3.復合礦物材料方面
復合礦物材料是非金屬礦物材料前景廣闊的領域,主要包括建筑材料用非金屬礦物復合材料、功能性復合礦物材料、環境復合礦物材料等等。
建筑材料用非金屬礦物復合材料,如建筑門窗塑料(碳酸鈣用量占7%~12%),建筑管材塑料(需要碳酸鈣,煅燒煤系高嶺土),地板塑料(要用碳酸鈣、石英、滑石和石棉等纖維材料),建筑墻面涂料(碳酸鈣,滑石,瓷土,云母,坡縷石,膨潤土等),建筑防水涂料(云母,滑石,石棉,瓷土,碳酸鈣,水鎂石等),防腐涂料(石墨,云母,瓷土,輝綠巖等),保溫隔熱涂料(蛭石,輕鈣,珍珠巖等),防水材料(碳酸鈣,滑石,云母,重晶石,碳黑,瓷土等),建筑膠粘劑(滑石,碳酸鈣,瓷土等)。
功能性復合礦物材料,如由高級高嶺土為主制成的一種復合材料具有很高的機械強度和耐沖擊、抗輻射、耐高溫、抗腐蝕等優良性能,是航空航天、汽車等所需的特種陶瓷材料;用藍晶石族礦物微粉與碳化硅燒結成的復合材料是耐高溫的窯爐材料、陶瓷器件和磨具材料。
二、非金屬礦物材料發展幾點建議
高度重視非金屬礦工業的發展,加快非金屬礦產業結構調整,著重發展非金屬礦物材料。非金屬礦物材料開發利用水平已成為反映一個國家經濟發展程度的重要標志之一,尤其是在后工業化時代,非金屬礦工業的重要性逐步顯現。
重視非金屬礦物基礎理論與礦物特性研究。非金屬礦物材料一些優異性能,大部分來自于非金屬礦物本身特性,因此非金屬礦物基礎理論與礦物特性研究是非金屬礦物材料開發的基礎,要引起重視。
加快非金屬物材料的技術創新與研發,尤其是重視非金屬礦物材料應用開發,加強多學科協同。非金屬礦物材料應用領域廣泛,因此,非金屬礦物材料的研究開發涉及眾多學科,需要各學科的交叉和協同,尤其是非金屬礦物材料的應用研究,以促進我國非金屬礦物材料產品品種和產業規模的擴大以及技術水平的提高。
重視非金屬礦物材料標準的研究與制訂工作。產品標準的建設是引導產品升級、開拓應用市場、引導產業發展的有效途徑之一。
加強非金屬礦物材料方面人才培養。由于產業關聯及體制等方面的原因,我國非金屬礦物材料還相對落后,技術含量較低,產品品種規格少,研發與生產人才相對匱乏,尤其是多學科交叉復合性人才需要加大培養力度。
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