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非金屬礦粉體在建材行業的應用與發展 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-02-28 10:09:28 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)非金屬材料是新材料的重要組成部分之一,在現代產業發展中具有重要作用。近20 年來,我國的非金屬礦物材料粉體的加工技術有了顯著進步。非金屬礦物粉體工業已形成相當的規模,各類非金屬礦物材料粉體的年產量達上億噸,已經在高技術新材料產業以及塑料、橡膠、建材、造紙、涂料、冶金、電子、食品、化工等傳統產業以及環保產業得到了廣泛地應用。
1 非金屬礦粉體在材料加工上的應用
我國非金屬礦物在各工業領域的應用很廣。電子電工:石墨、石棉、云母、金紅石、高嶺土等;建筑材料:礬石、石膏、石灰石、天然堿、板石、膨脹頁巖、大理石、花崗巖、膨潤土等;絕熱耐火保溫材料:礬石、石墨、藍晶石、葉臘石、白云石、菱鎂礦、蛭石、珍珠巖、浮石等;化學工業:硅砂、石灰石、硫磺、重晶石、明礬石、銫礦石、硼砂、菱鎂礦、鋰礦石、鈉硝石、鉀礦石、白土、高嶺土、滑石、凹凸棒土等;陶瓷:冰晶石、硼砂、葉臘石、長石、粉土、白土、滑石等;能源:重晶石、石墨、硅石、硅灰石、蛭石、膨潤土等;冶金:礬石、氟石、石墨、石灰石、膨潤土等;生物和農業:沸石、麥飯石、硅藻石、凹凸棒土、海泡石、珍珠巖等。這里將要重點介紹在塑料、水泥、建筑陶瓷上的用途。
1.1 粉體材料在塑料加工中的重要地位
采用粉體材料作為塑料原料可以節省石油資源和能源,降低塑料制品原材料成本,提高塑料制品的市場競爭力,使塑料材料的某些性能按照預期的方向得到改善、提高;可以賦予塑料材料新的功能,而這種改性效果是直接使用高分子材料所不得及的。碳酸鈣是塑料加工時使用得最廣、用量最大的非金屬礦粉體填料。
據中國無機鹽工業協會鈣鎂分會統計,每年用于塑料填充的碳酸鈣總量在五百多萬噸,是各種用途中所占份額最大的;滑石粉也是大家所熟知的塑料用填料,它的最大優勢是具層狀結構和低硬度,前者可使填充塑料的剛性和耐熱性提高,而后者可大大減輕填充塑料加工時物料對所接觸的機械設備和模具的磨損;高嶺土用于功能性農膜,可增強大棚的保溫性能,促進農作物生長,這種作用優于滑石粉;氫氧化鎂和氫氧化鋁在塑料中兼有填充、阻燃和消煙作用,與碳酸類添加劑共同使用起到阻燃作用,是環氧樹脂和聚酯制品較理想的添加劑。
為了使復合材料達到預期的性能,需對填料表面進行改性??捎门悸搫μ畛鋭┙缑孢M行改性,以增強它與基本樹脂的相容性和結合力,其作用是:① 提高塑料制品質量檔次;② 提高塑料制品附加值;③促進塑料制品新產品開發和新技術的應用。
1.2 粉體材料在水泥加工中的重要地位
水泥是一種粉體,所以水泥工業的范疇屬于粉體工程。隨我國建筑業的迅猛發展,水泥作為建筑的主要材料,其需求將更趨緊張。
非金屬礦物原料可用于特種水泥生產。目前,已經生產的特種水泥有白水泥、沸石水泥、彩色水泥、大壩水泥、耐酸水泥、油井水泥、防腐水泥等。我國用于特種水泥的礦物原料儲量豐富,已廣泛開發利用的主要原料以及配料是一些石灰質和粘土質原料。特種水泥已成為環境美化、裝飾、交通等不可缺少的重要原料。
1.3 粉體技術應用于建筑陶瓷
在建筑陶瓷生產中,原料是基礎,而且絕大多數是天然礦物原料。按照節約能源的要求,陶瓷工業的發展趨勢將走向“低溫快燒”。為實現這一目標,應積極開發陶瓷原料,而原料的超細化處理可以實現這一目的,因為超細粉體材料具有高的比表面積及高的表面活性,從而降低燒結溫度。
利用新的粉體技術,可制備出合適的具有抗菌、凈氣等功能的粉體材料,例如TiO2 粉體。將這些粉體材料添加到陶瓷坯體材料中,再經壓制、燒結得到具有抗菌、凈氣功能的建筑衛生陶瓷等新型陶瓷料。
2 非金屬礦物材料加工技術的缺點與改進
我國非金屬礦粉體加工的技術水平和裝備水平與發達國家相比有很大的差距,在許多礦產企業,尤其是中小型企業仍在沿用陳舊、落后的設備和工藝技術,而許多能耗較低、工藝效果較好的設備還處于實驗室或半工業性試驗階段。
要想讓我國的粉體工業技術達到較高水平,還需改進現有的技術。粉體技術發展的一個重要趨勢是,將兩個或兩個以上現有的工藝過程復合成一種新的有效的工藝過程,如將顆粒增重(密實)和粉碎過程復合,適用于洗滌劑、食品、飼料添加劑的生產。
3 結語
目前,我國粉體生產與發達國家相比還有很大的差距,因此我們要:
①創建一批現代化粉體技術研究中心,從理論到實踐,深入地開展研究工作。壯大粉體科研和工程技術隊伍,健全和發展學術組織。
②開展學術活動,增強國際交流,使我國粉體技術水平逐漸達到國際先進水平。
③組織科研力量瞄準一批重大課題,如深加工非金屬礦的技術攻關,加強科研成果的轉化與推廣,將技術轉化為產業,提高經濟效益,從進口轉為出口。
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