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非金属矿粉体在建材行业的应用与发展 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2015-02-28 10:09:28 浏览次数: |
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(中国粉体技术网/班建伟)非金属材料是新材料的重要组成部分之一,在现代产业发展中具有重要作用。近20 年来,我国的非金属矿物材料粉体的加工技术有了显著进步。非金属矿物粉体工业已形成相当的规模,各类非金属矿物材料粉体的年产量达上亿吨,已经在高技术新材料产业以及塑料、橡胶、建材、造纸、涂料、冶金、电子、食品、化工等传统产业以及环保产业得到了广泛地应用。
1 非金属矿粉体在材料加工上的应用
我国非金属矿物在各工业领域的应用很广。电子电工:石墨、石棉、云母、金红石、高岭土等;建筑材料:矾石、石膏、石灰石、天然碱、板石、膨胀页岩、大理石、花岗岩、膨润土等;绝热耐火保温材料:矾石、石墨、蓝晶石、叶腊石、白云石、菱镁矿、蛭石、珍珠岩、浮石等;化学工业:硅砂、石灰石、硫磺、重晶石、明矾石、铯矿石、硼砂、菱镁矿、锂矿石、钠硝石、钾矿石、白土、高岭土、滑石、凹凸棒土等;陶瓷:冰晶石、硼砂、叶腊石、长石、粉土、白土、滑石等;能源:重晶石、石墨、硅石、硅灰石、蛭石、膨润土等;冶金:矾石、氟石、石墨、石灰石、膨润土等;生物和农业:沸石、麦饭石、硅藻石、凹凸棒土、海泡石、珍珠岩等。这里将要重点介绍在塑料、水泥、建筑陶瓷上的用途。
1.1 粉体材料在塑料加工中的重要地位
采用粉体材料作为塑料原料可以节省石油资源和能源,降低塑料制品原材料成本,提高塑料制品的市场竞争力,使塑料材料的某些性能按照预期的方向得到改善、提高;可以赋予塑料材料新的功能,而这种改性效果是直接使用高分子材料所不得及的。碳酸钙是塑料加工时使用得最广、用量最大的非金属矿粉体填料。
据中国无机盐工业协会钙镁分会统计,每年用于塑料填充的碳酸钙总量在五百多万吨,是各种用途中所占份额最大的;滑石粉也是大家所熟知的塑料用填料,它的最大优势是具层状结构和低硬度,前者可使填充塑料的刚性和耐热性提高,而后者可大大减轻填充塑料加工时物料对所接触的机械设备和模具的磨损;高岭土用于功能性农膜,可增强大棚的保温性能,促进农作物生长,这种作用优于滑石粉;氢氧化镁和氢氧化铝在塑料中兼有填充、阻燃和消烟作用,与碳酸类添加剂共同使用起到阻燃作用,是环氧树脂和聚酯制品较理想的添加剂。
为了使复合材料达到预期的性能,需对填料表面进行改性。可用偶联剂对填充剂界面进行改性,以增强它与基本树脂的相容性和结合力,其作用是:① 提高塑料制品质量档次;② 提高塑料制品附加值;③促进塑料制品新产品开发和新技术的应用。
1.2 粉体材料在水泥加工中的重要地位
水泥是一种粉体,所以水泥工业的范畴属于粉体工程。随我国建筑业的迅猛发展,水泥作为建筑的主要材料,其需求将更趋紧张。
非金属矿物原料可用于特种水泥生产。目前,已经生产的特种水泥有白水泥、沸石水泥、彩色水泥、大坝水泥、耐酸水泥、油井水泥、防腐水泥等。我国用于特种水泥的矿物原料储量丰富,已广泛开发利用的主要原料以及配料是一些石灰质和粘土质原料。特种水泥已成为环境美化、装饰、交通等不可缺少的重要原料。
1.3 粉体技术应用于建筑陶瓷
在建筑陶瓷生产中,原料是基础,而且绝大多数是天然矿物原料。按照节约能源的要求,陶瓷工业的发展趋势将走向“低温快烧”。为实现这一目标,应积极开发陶瓷原料,而原料的超细化处理可以实现这一目的,因为超细粉体材料具有高的比表面积及高的表面活性,从而降低烧结温度。
利用新的粉体技术,可制备出合适的具有抗菌、净气等功能的粉体材料,例如TiO2 粉体。将这些粉体材料添加到陶瓷坯体材料中,再经压制、烧结得到具有抗菌、净气功能的建筑卫生陶瓷等新型陶瓷料。
2 非金属矿物材料加工技术的缺点与改进
我国非金属矿粉体加工的技术水平和装备水平与发达国家相比有很大的差距,在许多矿产企业,尤其是中小型企业仍在沿用陈旧、落后的设备和工艺技术,而许多能耗较低、工艺效果较好的设备还处于实验室或半工业性试验阶段。
要想让我国的粉体工业技术达到较高水平,还需改进现有的技术。粉体技术发展的一个重要趋势是,将两个或两个以上现有的工艺过程复合成一种新的有效的工艺过程,如将颗粒增重(密实)和粉碎过程复合,适用于洗涤剂、食品、饲料添加剂的生产。
3 结语
目前,我国粉体生产与发达国家相比还有很大的差距,因此我们要:
①创建一批现代化粉体技术研究中心,从理论到实践,深入地开展研究工作。壮大粉体科研和工程技术队伍,健全和发展学术组织。
②开展学术活动,增强国际交流,使我国粉体技术水平逐渐达到国际先进水平。
③组织科研力量瞄准一批重大课题,如深加工非金属矿的技术攻关,加强科研成果的转化与推广,将技术转化为产业,提高经济效益,从进口转为出口。
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