YS/T724-2009硅粉

目前國內(nèi)大部分生產(chǎn)硅微粉與微硅粉的廠商對二者的概念混為一談，僅從字面意思上理解，把二者看做是一種產(chǎn)品。事實上，硅微粉與微硅粉有著很大的差別，正是由于二者概念的不清楚，給中國的硅微粉與微硅粉市場造成了混亂，導(dǎo)致很多貿(mào)易洽談失誤，微硅粉市場價格遠(yuǎn)低于國際市場，也給中國硅微粉與微硅粉市場的國際聲譽帶來了較大負(fù)面影響。 隨著國外對硅微粉與微硅粉認(rèn)識的的不斷深入，硅微粉與微硅粉得到了廣泛的使用，其商業(yè)優(yōu)勢和廣泛的市場空間逐漸突顯了出來。為了區(qū)分二者之間的關(guān)系，澄清市場的混亂狀態(tài)，減少企業(yè)的損失，筆者將從外觀、性能、生產(chǎn)流程、用途、指標(biāo)、市場現(xiàn)狀等各方面對這兩種產(chǎn)品做具體的分析。

當(dāng)前來說，世界上只有中國、美國、德國等少數(shù)國家具備硅微粉生產(chǎn)能力，中國硅微粉的市場主要還是在國內(nèi)，集中在安徽鳳陽，浙江湖州，江蘇連云港等地，出口量相對來說比較小，多出口韓國和日本，國內(nèi)生產(chǎn)硅微粉的較大企業(yè)有安徽伊納高新技術(shù)有限公司和東海硅微粉廠，每月產(chǎn)量都在1000噸以上。太陽能產(chǎn)業(yè)的加速又促使硅微粉的市場需求迅猛增長，硅微粉呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面。據(jù)有關(guān)資料顯示，國內(nèi)生產(chǎn)太陽能光電轉(zhuǎn)換器用硅微粉的廠家達(dá)170多家，其中上海占40家左右，因此，硅微粉在國內(nèi)有很大的市場需求和潛力。 微硅粉的市場多集中在國外，國外對微硅粉的研究已經(jīng)有幾十年了，對微硅粉研究比較系統(tǒng)，不少國家成立了相應(yīng)的研究機(jī)構(gòu)，建立了相應(yīng)的生產(chǎn)廠，美國1983年在修補(bǔ)Kinzua壩消力池一項工程中使用微硅粉混凝土就節(jié)省了幾千萬美元。 而微硅粉在中國還屬于一中粗放型的工業(yè)副產(chǎn)品，大多數(shù)工業(yè)硅生產(chǎn)每3噸工業(yè)硅可回收1噸位微硅粉。以前大部分企業(yè)對微硅粉的回收都不夠重視，一些規(guī)模較大的企業(yè)回收回來的微硅粉，僅僅是堆放在一邊，沒有發(fā)現(xiàn)其中的價值和效益，而且這些回收回來的微硅粉硅含量大多數(shù)都不達(dá)標(biāo)，國內(nèi)的企業(yè)受其質(zhì)量的影響，大都不敢輕易購買這些產(chǎn)品，中國的微硅粉市場還呈現(xiàn)一種無序的狀態(tài)，市場還有待于進(jìn)一步的開發(fā)。國外在微硅粉的使用中已經(jīng)獲取了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。如挪威的埃肯每年都會從中國以低價收購大量的微硅粉，西北鐵合金等國內(nèi)大部分鐵合金廠家的微硅粉每年都被?？瞎臼召?，在國內(nèi)進(jìn)行加工后高價賣到國內(nèi)的建筑、水泥、化肥等領(lǐng)域，其中利潤不菲，?？瞎灸赇N售微硅粉達(dá)25萬噸，稱得上是微硅粉行業(yè)的絕對領(lǐng)先者。而國內(nèi)專門做微硅粉的企業(yè)甚少，產(chǎn)量較大的還是西北地區(qū)的幾家大的鐵合金企業(yè)，環(huán)保設(shè)備達(dá)標(biāo)，回收回來的微硅粉硅含量比較高，國內(nèi)微硅粉的市場還沒有充分開發(fā)，所以說還有很大的市場空間。但是微硅粉的資源也是有限的，隨著國家對環(huán)保力度的加強(qiáng)，在強(qiáng)行規(guī)定硅鐵合金和工業(yè)硅生產(chǎn)廠家安裝環(huán)保除塵設(shè)備的同時出現(xiàn)抑制高耗能產(chǎn)業(yè)過度發(fā)展的政策，微硅粉的資源會越來越豐富。因此，各商家在面對相關(guān)優(yōu)惠政策的取消的同時，應(yīng)該主動尋找因回收煙塵而帶來的微硅粉市場收益。如今影響微硅粉價格的主要原因還是集中在回收設(shè)備的成本，電力耗損，以及其物理特性所帶來的包裝選擇，是否加密及運輸成本。微硅粉的深層次的研究、開發(fā)與利用關(guān)乎中國工業(yè)煙塵回收環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來。 總之，在加強(qiáng)微硅粉再利用的認(rèn)識同時，各商家也應(yīng)該更主動地尋找商機(jī)，增強(qiáng)整個微硅粉市場地活力使其增溫。

硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2)經(jīng)破碎、球磨(或振動、氣流磨)、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。 微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，也有人叫硅粉。是鐵合金在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅)時，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強(qiáng)的SiO2和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工業(yè)冶煉中的副產(chǎn)物，整個過程需要用除塵環(huán)保設(shè)備進(jìn)行回收，因為質(zhì)量比較輕，還需要用加密設(shè)備進(jìn)行加密。 在實際的交易過程中，許多廠商都把硅微粉當(dāng)做微硅粉，但是由于二者有著本質(zhì)的區(qū)別，所以在交易過程中往往會產(chǎn)生偏差，使得廠家提供的產(chǎn)品指標(biāo)和需求方的指標(biāo)參數(shù)存在很大差異。

從外觀上來說硅微粉與微硅粉基本也是比較容易辨別的，硅微粉其質(zhì)純、色白、顆粒均衡，是一種無毒、無味、無污染的無機(jī)非金屬材料;根據(jù)硅石原料、還原劑或爐況的不同，絕大多數(shù)微硅粉呈灰色或深灰色 。在形成過程中， 因相變的過程中受表面張力的作用，形成了非結(jié)晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團(tuán)聚體。白色微硅粉較為罕見，過去一直沒有合適的市場定位，上海天愷特種材料公司曾經(jīng)推出白色微硅粉，成功應(yīng)用于復(fù)合化肥、農(nóng)藥(作為吸附劑，或者生產(chǎn)硅肥)、涂料、油漆(作為增稠劑、抗沉劑)、橡膠(作為補(bǔ)強(qiáng)劑)、塑料(作為填充劑)、特種陶瓷，可替代白炭黑，但是數(shù)量是比較有限的。

從硅微粉與微硅粉性能或作用上硅業(yè)在線是這么劃分的:硅微粉概括的說具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導(dǎo)熱性差、高絕緣、低膨脹、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度大等優(yōu)良的性能。根據(jù)其用途硅微粉分為以下幾類:普通硅微粉、電工級硅微粉、電子級硅微粉系列、熔融石英硅微粉、超細(xì)石英硅微粉、.納米硅微粉。

各種硅微粉的具體用途如下: 1.通硅微粉，主要用途用于環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護(hù)層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、涂料及其它化工行業(yè)。 2.電工級硅微粉，主要用途用于普通電器件的絕緣澆注，高壓電器的絕緣澆注，APG工藝注射料，環(huán)氧灌封料，高檔陶瓷釉料等。 3.電子級硅微粉，主要用途主要用于集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。 4.熔融石英微粉，熔融石英微粉(WG)所用原料是天然石英經(jīng)經(jīng)高溫熔煉，冷卻后的非晶態(tài)SiO2，經(jīng)多道工藝加工而成的微粉。該產(chǎn)品純度高，具有熱膨脹系數(shù)小，內(nèi)應(yīng)力低，高耐濕性，低放射性等優(yōu)良特性。用于大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路用塑封料，環(huán)氧澆注料，灌封料，及其它化工領(lǐng)域。 5.超細(xì)石英微粉，主要用途 主要用于涂料，油漆，工程塑料，粘合劑，奎 橡膠，精密鑄造高級陶瓷。 6.納米SiOx，納米SiOx作為納米材料中的重要一員，主要應(yīng)用于電子封裝材料、高分子復(fù)合材料、塑料、涂料、橡膠、顏料、陶瓷、膠粘劑、玻璃鋼、藥物載體、化妝品及抗菌材料等領(lǐng)域，已經(jīng)成為傳統(tǒng)產(chǎn)品的提檔升級換代的新型材料。

而微硅粉的作用主要作用有如下幾個方面: 1.用于砂漿與砼中:高層建筑物、海港碼頭、水庫大壩、水利涵閘、鐵路公橋梁、地鐵、隧道、機(jī)場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。 2.材料工業(yè)中:高檔高性能低水泥耐火澆注料及預(yù)制件，使用壽命是普通澆注料的三倍，耐火度提高約100℃，高溫強(qiáng)度及抗熱震性能都明顯改善;已普遍應(yīng)用于:焦?fàn)t、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發(fā)電等行業(yè);大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、涂抹修補(bǔ)料等;自流型耐火澆注材料及干濕法噴射施工應(yīng)用;氧化物結(jié)合碳化硅制品(陶瓷窯窯具、隔焰板等);高溫型硅酸鈣輕質(zhì)隔熱材料;電瓷窯用剛玉莫來石推板。;高溫耐磨材料及制品;剛玉及陶瓷制品;賽隆結(jié)合制品;除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結(jié)型耐火材料亦獲得大量應(yīng)用。 3.新型墻體材料、飾面材料:1墻體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界 面劑。 4.水泥基聚合物防水材料。 5.輕骨料保溫節(jié)能砼及制品。 6.內(nèi)外墻建筑用膩子粉加工。 7.其他用途: ① 硅酸鹽磚原料。② 生產(chǎn)水玻璃。③ 用做有機(jī)化合物的補(bǔ)強(qiáng)材料。因其成份與氣相法生產(chǎn)的白炭黑相近?？梢杂迷谙鹉z、樹脂、涂料、油漆、不飽合聚酯等高分子材料中用作填充補(bǔ)強(qiáng)材料。④ 化肥行業(yè)中用作防結(jié)塊劑。

從指標(biāo)上來說，二者有很多相同之處，也有很多不同之處。具體來說，硅微粉與微硅粉的化學(xué)成分基本上是相同的，主要成分都是二氧化硅，而且雜質(zhì)里都含有氧化鈉、氧化鈣，氧化鎂，氧化鐵，氧化鋁等。只不過硅微粉的含硅量比較高，基本都在99%以上，而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都屬于很不常見的。

從粒度上來說，硅微粉由天然石英加工而成的，粒度比較大，有200目，300目，400目、500目、600目、800目、1000目、1250目、3000目、5000目等是一種粉狀態(tài)。而微硅粉的細(xì)度小于1μm的占80%以上，平均粒徑在 0.1-0.3μm ，是一種灰狀態(tài)。

在實際的貿(mào)易中，硅微粉的價格與目數(shù)有關(guān)，目數(shù)越大價格越高，當(dāng)前市場上硅微粉出廠價格200目500元/噸，325目600元/噸，400目750元/噸，500目950元/噸，600目1200元/噸，800目1500元/噸，1000目2200元/噸，1250目2600元/噸，3000目6200元/噸，4000目8400元/噸;微硅粉的價格與硅含量和水分、燒矢度有關(guān)，一般來說硅含量為85%的微硅粉出廠價格為1700元/噸左右，天津港FOB價格在180美元/左右。

從市場方面來說，微硅粉的潛在市場要比硅微粉要大，國內(nèi)微硅粉的市場還有很大的開發(fā)空間。從以上我們可以看出硅微粉與微硅粉有著本質(zhì)的區(qū)別，性質(zhì)不同決定著二者用途的不同，在以后的商業(yè)貿(mào)易中，還要分清二者的概念和區(qū)別，以提高貿(mào)易的成功率。

混凝土的耐久性包括了混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性，抗鋼筋侵蝕能力和抗沖磨性能，在此僅談?wù)勊鼘炷恋目箖鲂?、抗?jié)B性及抗化學(xué)侵蝕性的影響。

a) 抗凍性:當(dāng)硅粉摻量少時，硅粉混凝土的抗凍性與普通混凝土基本相同，當(dāng)硅粉摻量超過15 %時，它的抗凍性較差。通過大量的試驗，這種觀點基本上被證實了，主要原因是當(dāng)硅粉超過15 %時，混凝土膨脹量增大，相對動彈性模數(shù)降低，抗壓強(qiáng)度急劇下降，從混凝土內(nèi)部方面特征看，比表面積小，間距系數(shù)大。

b) 抗?jié)B性:由于硅粉顆粒小，比水泥顆粒小20~100 倍， 可以充填到水泥顆粒中間的空隙中，使混凝土密實，同時硅粉的二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，故硅粉混凝土的抗?jié)B能力很強(qiáng)，混凝土的滲透性隨水膠比的增加而增大，這是因為水灰比混凝土的密實性相對差些。

c) 抗化學(xué)侵蝕性:在混凝土中摻入硅粉，能減少Ca (OH) 2 含量，增加混凝土密實性，有效提高弱酸腐蝕能力，但在強(qiáng)酸或高深度的弱酸中不行，因混凝土中的CSH 在酸中分解，另外，它還能抗鹽類腐蝕，尤其是對氯鹽及硫酸鹽類，它之所以能抗酸鹽侵蝕，原因是硅粉混凝土較密實，孔結(jié)構(gòu)得到改善， 從而減少了有害離子傳遞速度及減少了可溶性的Ca (OH) 2 和鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4 ·32H2 ) 的生成，而增加了水化硅酸鈣晶體的結(jié)果。

盡管應(yīng)用純水泥可以制成抗壓強(qiáng)度高達(dá)100 MPa 的HPC ，但當(dāng)使用硅粉時將容易得多。而對于制備強(qiáng)度超過100 MPa 的混凝土，硅粉的使用幾乎不可缺少。硅粉在混凝土中同時起填充材料和火山灰材料使用。使用硅粉后，大大降低了水化漿體中的孔隙尺寸，改善了孔隙尺寸分布，于是使強(qiáng)度提高，滲透性降低。例如，研究結(jié)果表明(CEB2FIP1988) ， 為獲得70 MPa 的混凝土強(qiáng)度，應(yīng)用純水泥需要水膠比0.35 ， 而當(dāng)加8 %的硅粉時，水膠比可以為0.50。由于硅粉顆粒非常細(xì)，它們可以在很早的幾個小時內(nèi)發(fā)生火山灰反應(yīng)。根據(jù)Carette 和Malhotra 1992) 的報導(dǎo)，硅粉對混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)主要在28d 之前。所以，就長期強(qiáng)度增長方面，一般認(rèn)為硅粉混凝土不如純水泥混凝土或粉煤灰混凝土。Almad (1994) 引用的硅粉對NSC 強(qiáng)度發(fā)展的試驗結(jié)果表明，硅粉摻量增加使得早期相對強(qiáng)度發(fā)展降低，Sandvik 1992 在65 MPa 的混凝土中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。

然而，盡管在相同的水膠比下硅粉混凝土的早期相對強(qiáng)度發(fā)展比純水泥混凝土的慢，由于加入硅粉使得強(qiáng)度大大提高，硅粉混凝土的絕對強(qiáng)度則比純水泥混凝土的高。另一方面，經(jīng)驗表明，HPC 的早期強(qiáng)度發(fā)展比NSC 的快，雖然HPC的凝結(jié)時間可能稍有推遲，其凝結(jié)之后的水化作用會由于高效減水劑和硅粉大大加快。其結(jié)果通常是凝結(jié)之后強(qiáng)度發(fā)展非?？?。

對于某些空氣中干燥或養(yǎng)護(hù)的很低水膠比的硅粉混凝土試件，有抗壓強(qiáng)度倒縮的報導(dǎo)(De Larrard 和Aiticin 1993) 。這種強(qiáng)度降低通常發(fā)生在90 d 齡期之后，一般認(rèn)為是由內(nèi)部自干燥及干燥裂縫引起的。然而，許多其他研究人員的試驗室及現(xiàn)場研究表明，HPC 的后期強(qiáng)度沒有降低。例如，從6 種不同的HPC 中取得的3 個月至3 年齡期的所有鉆芯試樣試驗結(jié)果表明，其強(qiáng)度在不斷增長。當(dāng)然，與NSC 比較， HPC 的長期強(qiáng)度增長潛力較小。