硅灰石：這幾點(diǎn)，我竟然不知道！

硅灰石作為一種新興的非金屬工業(yè)礦物，被應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。本文主要介紹硅灰石的優(yōu)良性能及其在各領(lǐng)域的應(yīng)用、硅灰石的開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景。

Q1：硅灰石是什么？

硅灰石是一種鈣的鏈狀偏硅酸鹽類礦物，屬三斜晶系，天然產(chǎn)出的硅灰石通常呈針狀、放射狀、纖維狀或板狀。硅灰石分子式為CaSiO3或Ca[Si3O9]，在其形成過程中，Ca有時(shí)被Fe、Mn、Ti、Sr等離子部分置換而呈類質(zhì)同象體，并混有少量的Al和微量K、Na。莫氏硬度4.5～5.5，密度2.75～3.10g/cm3，熔點(diǎn)1540℃。

硅灰石的理論化學(xué)成分為SiO2含量40%~50%，CaO含量45%~50%，Al2O3含量2%~5%，MgO含量2%~5%。

自然界產(chǎn)出的硅灰石主要是低溫三斜硅灰石，在陰極射線照射下可以發(fā)出強(qiáng)的黃色熒光，主要性質(zhì)指標(biāo)見表1-1。

由于硅灰石具有特殊的針狀結(jié)構(gòu)、不含結(jié)晶水，高的白度和折射率、高介電性、高電阻、無磁性、強(qiáng)耐熱、耐腐蝕、耐堿性、低溫化學(xué)惰性及低吸油性，無毒，低熱膨脹系數(shù)，燒失量小，耐候性及機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因此備受關(guān)注。

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Q2：硅灰石用在哪里？

硅灰石產(chǎn)品主要為高長(zhǎng)徑比硅灰石和磨細(xì)硅灰石兩大類。

前者屬于產(chǎn)品，主要是利用其物理機(jī)械性能，用于塑料、橡膠、石棉代用品、油漆、涂料等行業(yè)。

而后者屬于低檔產(chǎn)品，主要用于陶瓷和冶金工業(yè)，硅灰石中的SiO2、CaO成分提供了低的膨脹率和良好的抗熱震性。

2.1陶瓷行業(yè)

陶瓷工業(yè)是硅灰石產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域，約占總用量的50%，主要用于生產(chǎn)釉面磚、美術(shù)瓷、衛(wèi)生瓷、日用瓷、電力瓷、高頻低耗無線電瓷和化工陶瓷等。

2.2塑料行業(yè)

改性后的硅灰石與塑料的相容性提高，其經(jīng)粉碎后仍保持的針狀晶形使之添加到塑料中可以改善塑料的性能，并保證產(chǎn)品具有高的熱穩(wěn)定性、低介電性、低吸油性以及高機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)降低制品的成本。尼龍是硅灰石應(yīng)用大市場(chǎng)之一。

2.3橡膠行業(yè)

硅灰石在橡膠行業(yè)的應(yīng)用研究在國(guó)內(nèi)開展較早，并實(shí)現(xiàn)了用RB硅灰石粉代替立德粉、部分鈦白粉、白炭黑、輕鈣、陶土等作為各型橡膠的填料，制品的多項(xiàng)性能指標(biāo)得到改進(jìn)。有試驗(yàn)表明硅灰石經(jīng)有機(jī)改性后填充于丁苯橡膠中，其拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、耐磨耗等性能都有提高。

2.4涂料行業(yè)

硅灰石在涂料行業(yè)主要用于聚丙烯防腐涂料中，其粉狀原料具有較高的表面光澤度、較好的防水侵蝕和緩沖pH值的性能。

硅灰石在涂料中作為體質(zhì)顏料部分代替鈦白粉等白色顏料，起遮蓋、增量作用，能夠降低涂料的成本，增加漆膜厚度，使漆膜豐滿、堅(jiān)實(shí)、耐磨，同時(shí)調(diào)節(jié)涂料的流變性能。

2.5冶金行業(yè)

硅灰石是天然的低溫熔化材料，具備固有的助熔性能、成分穩(wěn)定、純度高、堿度（CaO/SiO2）趨于中性等優(yōu)良特性，為冶金煉鋼的保護(hù)連鑄料提供了理想的原料，特別是硅灰石中Al2O3的含量甚微，使制成的冶金保護(hù)渣吸附鋼水中有害雜質(zhì)Al2O3的能力極強(qiáng)。

2.6造紙行業(yè)

硅灰石具有折射率高、白度高等特性，做造紙?zhí)盍希茉黾蛹垙埖牟煌该鞫群桶锥?。硅灰石用于造紙，所形成的吸墨性能提高，同時(shí)由于平滑度提高、透顯降低，因而增加了紙張的適印性。

2.7石棉纖維代用品

硅灰石的針狀特性、低膨脹率及優(yōu)良的抗熱沖擊性，是短纖維石棉理想代用品。高摩擦系數(shù)硅灰石代替石棉制備的摩擦材料主要應(yīng)用在剎車片、閥塞、汽車離合器等領(lǐng)域

2.8其他用途

a.硅灰石可與稀土氧化物按適當(dāng)比例混勻，經(jīng)處理后制成高級(jí)稀土氧化拋光材料；

b.在環(huán)保中用硅灰石制成吸附劑除Ni、處理酸性廢水；

c.以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷活性高、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，與人骨組織的相容性好，可用于假骨移植；

d.硅灰石中偏硅酸鈣純度可達(dá)94%以上，雜質(zhì)少，不溶于鹽酸，是制備白炭黑的理想原料；

e.硅灰石配上少量輔料可制成水稻生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的硅肥；

f.用硅灰石制成的電焊條電弧吹力大、熔渣流動(dòng)性高、焊花飛濺減少、焊縫強(qiáng)度增加并且整潔美觀，還能有效焊接時(shí)放電；

g.美國(guó)采用硅灰石粉為主要組分，制成了含硅灰石干粉滅火劑；

h.在玻璃工業(yè)中用硅灰石取代石英砂和石灰石，可降低玻璃配料的融化溫度并獲得玻璃制品；

i.含錳0.02%~0.1%的硅灰石能發(fā)出強(qiáng)的黃色陰極淺熒光，隨著國(guó)防工業(yè)對(duì)磷光體的需要，已開始運(yùn)用CaSiO3?Mn磷光體代替ZnBe[SiO4]磷光體；

j.硅灰石用于生產(chǎn)硅鈣板用作建筑板材；

k.針狀硅灰石晶體加入水泥中用于建筑用屋面板及下水道管等，其橫截面強(qiáng)度比波特蘭水泥中加入大量石棉再進(jìn)行專門加工而成的產(chǎn)品的強(qiáng)度超出2~3倍。

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Q3：硅灰石儲(chǔ)量多少？

目前世界上已查明的硅灰石資源儲(chǔ)量約5億t，遠(yuǎn)景資源量達(dá)6億t，硅灰石的主要生產(chǎn)國(guó)有中國(guó)、美國(guó)、印度、芬蘭、加拿大、智利、墨西哥、土耳其和巴基斯坦等。世界硅灰石產(chǎn)量50～60萬t/a，生產(chǎn)能力70萬t/a左右。

硅灰石作為一種附加值高、增長(zhǎng)快的非金屬礦物材料，隨著研究的深入，研究方向應(yīng)集中到對(duì)硅灰石在非陶瓷方面的開發(fā)應(yīng)用，其中填料是其潛力的應(yīng)用領(lǐng)域。

經(jīng)過深加工的硅灰石超細(xì)產(chǎn)品及針狀粉增值到初級(jí)產(chǎn)品的幾倍甚至幾十倍。未來塑料、橡膠、涂料和造紙行業(yè)對(duì)各種填料的需求將突破2000萬t，而對(duì)硅灰石針狀粉等填料的需求更為迫切。