隨著國家的大力、全面發(fā)展，非金屬礦產(chǎn)的重要作用日益顯露，非金屬礦產(chǎn)在國民經(jīng)濟建設及戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)中有著重要的作用，而硅灰石在其他非金屬礦中具有相當高的優(yōu)勢。

 

硅灰石是一種鈣硅酸鹽礦物，具有針狀、纖維狀晶體形態(tài)及較高的白度和獨特的物理化學性能，廣泛應用于陶瓷、油漆涂料、塑料、橡膠、冶金保護渣、化工、造紙、電焊條以及作為石棉代用品、磨料粘結劑、玻璃和水泥配料等。

 

硅灰石產(chǎn)品主要為高長徑比硅灰石和磨細硅灰石兩大類。前者屬于高檔產(chǎn)品，主要是利用其物理機械性能，廣泛用于塑料、橡膠、石棉代用品、油漆、涂料等行業(yè)。相比高長徑比硅灰石產(chǎn)品，磨細硅灰石的市場前景偏差一些，它屬于低檔產(chǎn)品，主要用于陶瓷和冶金工業(yè)。

 

硅灰石應用新進展

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灌封膠

灌封膠是指以樹脂為主要成份，添加各類功能性助劑、填料，配合合適的固化劑制作的一類液體封裝或灌封材料，用于電子元器件的粘接，密封，灌封和涂覆保護。

 

▲ 電子灌封膠

 

環(huán)氧灌封膠使用纖維填充材料硅灰石,可賦于環(huán)氧灌封材料更高的介電性能、機械性能、耐熱性、耐久性、高強度和阻燃性等一系列優(yōu)異的性能。硅灰石粉不僅具有良好的增強作用、化學穩(wěn)定性好、耐熱性和耐久性優(yōu)良，而且硅灰石比重與氧化鋁等重質(zhì)填料相比要低得多，可調(diào)節(jié)復合填料的比重，針狀結構在熔融膠液中相比球形粉體更不容易沉淀，所有硅灰石可以改善灌封膠中的重質(zhì)無機填料的沉淀。此外，針狀結構的硅灰石與球形填料如二氧化硅、氧化鋁可以形成交叉堆砌，使灌封更加致密，空隙更少，避免了電子產(chǎn)品由于散熱不佳引起的過熱、起火和爆炸。

 

隨著科技的迅猛發(fā)展，5G網(wǎng)絡橫空出世，運營商不斷加速5G基站建設，爭取早日完成通信設備布局，而各手機品牌廠商陸續(xù)發(fā)力，發(fā)布5G旗艦終端。在智能手機邁入5G時代的當下，各大廠商對其可靠性與輕薄性也有了進一步的追求，5G手機的配置變化主要是處理器、射頻前端、天線、攝像頭、材料等器件，這就對手機的組裝和粘接方案提出了更嚴苛的要求。

 

5G手機是新一代高新科技產(chǎn)品，手機性能面臨一次大幅提升，處理器的升級、5G基帶以及高速閃充都成為了手機狹窄空間中的高發(fā)熱源。5G手機的便攜性要求手機的組裝必須輕量化，這些內(nèi)部高發(fā)熱元器件與整機散熱系統(tǒng)的組合離不開膠粘劑的粘接和灌封。手機作為我們幾乎寸步不離的通信設備，如何因發(fā)熱引起起火爆炸將嚴重危害我們的健康和安全，這就要求電子膠具備良好的絕緣性、導熱性、粘接強度以及阻燃性能。針狀結構的硅灰石集導熱、絕緣、補強、耐熱、耐久、阻燃等優(yōu)點于一身，作為一種膠粘劑的功能性填料，在5G通信發(fā)展中必將發(fā)揮不可替代的作用。

2

人工骨

人工骨通常是在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成的。這種人工骨強度高、韌性好是其優(yōu)點，但其成分與人骨組織的成分相差較大，很難達到真正意義上的愈合，而且容易被腐蝕。許多學者的研究表明，以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷，生物活性高、強度高、穩(wěn)定好、與人骨組織的相容性好，可望在人工骨領域得到應用。

 

有日本學者以Bis-GMA樹脂為有機基材料，分別選出磷灰石-硅灰石(AW)、羥基磷灰石(HA)和β-磷酸三鈣(β-TCP)三種無機填料來比較研究制成的粘固粉與真骨組織相容性及結合狀態(tài)。結果表明，AWC移植脛骨移植后兩周，在未愈合的Bis-GMA基樹脂表面層全部被新生成的類骨組織填滿，AW玻璃陶瓷顆粒被骨組織包圍并通過磷灰石與骨組織緊密結合在一起，而沒有出現(xiàn)中間軟組織；其他兩種粘固粉均有較好生物相容性，但需要的時間比較長。

▲人工脊椎

3

造紙

將硅灰石研磨成超細粉代替植物紙漿，實現(xiàn)礦石造紙的云南，現(xiàn)已生產(chǎn)出上千噸優(yōu)質(zhì)紙張。目前，這一重大技術創(chuàng)新被推廣至陜西、四川、山東等地后，更多的造紙廠可以在造紙時用礦石取代部分木材。

 

硅灰石是一種天然產(chǎn)出的鏈狀偏硅酸鈣礦物，分為α晶型和β晶型，α晶型通常為粒狀和粉狀；β晶型通常為纖維狀和針狀，長徑比通常為20:1，最高可達30:1。

 

▲硅灰石

 

β晶型纖維狀硅灰石具有高白度、高電阻、高長徑比、低吸油率、低介電常數(shù)、耐熱、耐腐蝕、耐酸堿、無毒、無磁性、熱膨脹系數(shù)低、燒失量小以及機械性能優(yōu)良等特性，且與植物纖維存在一定親和力，故可以其部分代替紙漿纖維用于新聞紙、膠版紙、書寫紙等印刷文化用紙中，既節(jié)省原料又有其獨特優(yōu)勢。

 

硅灰石超細粉被稱為“礦物纖維”。據(jù)悉，運用先進的超細粉碎技術，可以將硅灰石粉碎為纖維狀，使其與植物紙漿混合使用進行造紙，而無須改變傳統(tǒng)工藝和設備。專家表示，硅灰石造紙可以生產(chǎn)從普通包裝紙，到高級銅版紙等各類紙張。這些紙張不再帶有很強的靜電，而且，紙張的性能改善，透明度提高。

 

利用硅灰石造紙，還可以提高經(jīng)濟效益。造紙每使用一噸硅灰石超細粉，可節(jié)省木材3.6立方米；與采用木漿相比，每使用一噸硅灰石超細粉，可降低成本100~300元。

 

硅灰石戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源優(yōu)勢

 

中國和印度是世界上硅灰石資源最豐富的國家。雖然中國硅灰石地質(zhì)找礦工作起步較晚，但自1975年開始，20年來已取得很大進展。

 

中國的硅灰石資源豐富，已探明資源儲量約2億噸，保有資源儲量1.3億噸，遠景資源量達3.2億噸以上，居世界之首，有著巨大的資源優(yōu)勢，主要分布在吉林大頂山、四平、磐石，江西上高、月光山，遼寧法庫，黑龍江密山、龍江，河北武安、遷西，江蘇江寧、溧陽，浙江長興，福建漳州、南平，安徽銅陵，湖南長寧，云南騰沖，青海都蘭，內(nèi)蒙古巴林左旗，新疆哈密等地區(qū)。

 

我國的硅灰石礦產(chǎn)之路始于上個世紀70年代，1975年，我國在湖北大冶小箕鋪首次發(fā)現(xiàn)硅灰石礦，并最早開發(fā)應用。1980年吉林省梨樹縣大頂山發(fā)現(xiàn)硅灰石礦床，并于1982年廣州春交會首次進入國際市場。1983年在大頂山礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)特大型鐵汞山硅灰石礦床。隨后，在吉林、湖南、江西、福建、青海、河北、浙江、遼寧等省陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一大批大、中型硅灰石礦床。我國硅灰石礦床有湖北硅灰石礦、吉林硅灰石礦、黑龍江硅灰石礦、浙江長興硅灰石礦、江西硅灰石礦、福建南平硅灰石礦和云南騰沖硅灰石礦等。

 

我國主要硅灰石礦山礦石化學成分（%）

 

我國已在上述地區(qū)建廠投產(chǎn)，其中較有代表性的為吉林梨樹硅灰石礦業(yè)公司。目前，我國硅灰石年產(chǎn)量達到30萬t，約占世界總產(chǎn)量的54.7%，超過美國、印度，成為硅灰石資源和生產(chǎn)第一大國。我國生產(chǎn)的硅灰石大約50%用于國內(nèi)，主要用于陶瓷、耐火材料涂料、塑料和橡膠。我國硅灰石主要出口歐洲和日本，占世界硅灰石貿(mào)易量的50%以上。