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微硅粉不想当“李鬼”


来源:中国粉体网   漫道

[导读]  首先要明确一点,微硅粉和硅微粉不是同一种粉料!区别于国内顶尖的H系硅微粉:从指标上来说,二者有很多相同之处,也有很多不同之处。

中国粉体网讯  首先要明确一点,微硅粉和硅微粉不是同一种粉料!区别于国内顶尖的H系硅微粉: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,H系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H系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。

 

微硅粉详解

 

硅微粉又称作硅灰,或者凝聚硅灰,是生产硅铁合金和工业硅的副产物,主要成分为SiO2。其生成的过程是在矿热电炉内产生挥发性很强的Si和SiO气体,排出后遇空气迅速氧化,逐渐冷凝沉淀而成,最后经过收尘装置收集得到,形成过程如图。



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、10000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。

 

硅微粉和硅灰粉拥有相互替代性,但H系硅微粉性能在混凝土和耐火材料领域更为卓越。在国内市场,为了便于称呼等原因,也会将微硅粉称作硅微粉,下文部分硅微粉均指代微硅粉。

 

微硅粉的平均粒径为0.15~0.20μm,比表面积为15000~20000m2/kg,SiO2的含量为80%~92%。微硅粉作为一种重要的无机非金属材料,具有良好的理化特性:粒径小、质量轻、比表面大、耐火度高等,用途广泛。

 

不同纯度的微硅粉可应用于不同的领域,SiO2含量较低的微硅粉普遍用于混凝土行业作掺和剂以提高水泥、混凝土的机械强度,减小热膨胀系数等。SiO2含量高于92%的可用于耐火材料作添加剂以及电子电工行业等高端产业。

 

国产微硅粉中SiO2的含量普遍低于90%,应用范围有限,若对工业微硅粉加以提纯和处理,提高SiO2的含量,能够有效的促进微硅粉在陶瓷、橡胶、日用化工材料和电子电工行业的应用。

 

微硅粉的提纯

 

SiO2的含量多少是评价微硅粉品质高低的主要标准,SiO2含量低于88%的微硅粉几乎没有市场。若将微硅粉中的杂质加以去除提高SiO2的含量,可显著提高微硅粉价格和拓展其应用领域,对提高其经济效益具有重要意义。

 

目前主要的提纯方法主要有简单的物理提纯方法以及现在主要研究的化学提纯方法,包括絮凝法提纯、煅烧法除碳、水流分级的提纯研究、湿法提纯以及酸法提纯等。

 

1.絮凝法提纯

 

絮凝法提纯SiO2的原理主要是利用微硅粉原料中各组分润湿表面以及亲水性的不同,加入特定的絮凝剂,使絮凝剂吸附在杂质组分上从而达到杂质与二氧化硅分离的目的。




2.浮选法提纯

 

根据矿物颗粒表面理化性质的不同来分离有用矿物质与杂质的方法称为浮选法,经过工艺处理后的矿物颗粒能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选设备的矿液表面,从而实现杂质分离。




3.水流分级提纯

 

水流分级技术提纯的主要原理微硅粉粉体加入水流分级的溢流设备中,开启水阀和搅拌,待水位超出溢流槽顶端时,会溢出到下级水流分级设备中,颗粒经过多次溢流后,会按照颗粒直径由大到小依次沉积在水槽中,实现不同粒径颗粒分离。

 

4.煅烧法

 

煅烧法在工业生产中应用非常普遍,是一种对生产设备要求较低,生产成本相对低廉的工艺方法。主要通过煅烧使微硅粉中的碳、硫等杂质以气体的形式排除。

 

5.酸法提纯

 

到目前为止对于微硅粉提纯的研究主要集中在酸法提纯,酸法提纯微硅粉的主要是采用酸洗、酸浸以及微波酸浸等实验操作除去样品中各种金属氧化物等杂质,从而提高微硅粉中SiO2的含量。主要工艺流程如图所示。

 



微硅粉的回收利用

 

1.做混凝土工业用掺和剂

 

微硅粉应用于混凝土行业是国内外研究微硅粉回收利用最早、成果最多、应用最广的一个领域。主要利用微硅粉优良的理化特性,将其用作掺和剂,加入到混凝土中可有效改变混凝土各方面的性能。

 

2.用于耐火材料作添加剂

 

日本每年从中国进口大量的微硅粉用于耐火材料行业。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,微硅粉具有高流动性、低蓄水量、高致密度和高强度等特点,能提高烧结制品的强度和耐磨性。

 

3.在塑料、涂料和橡胶方面的应用

 

在塑料、橡胶、涂料等现代高分子材料中,非金属矿物填料占有很重要的地位。在高聚物基料中添加微硅粉等非金属矿物填料,不仅可以降低高分子材料的成本,更重要的是能提高材料的性能、尺寸稳定性,并赋予材料某些特殊的物理化学性能,如抗压、抗冲击、耐腐蚀、阻燃、绝缘性等。

 

4.其他方面的应用

 

微硅粉凭借其优良的理化性能,在冶金、化工、环保等领域也有广泛的应用。微硅粉与氢氧化钾或碳酸钾混合加热可制成缓农肥硅酸钾,具有不易挥发流失的特性,能保护土壤,促进作物根部发育,抑制病虫害,此外微硅粉还可以防止肥料结块。微硅粉还可用作化工产品的分散隔离剂,被广泛用于微细农药、化肥、灭火剂等产品,在挪威、法国和意大利等国都有应用。

 

参考来源

刘晓华等.微硅粉在国内外应用概述

张德懿等.利用废弃微硅粉制备纳米SiO2粉体

王晓峰等.硅微粉的提纯和回收利用

中国粉体网、百度百科


(中国国粉体网编辑/漫道)

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