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十余位專家思想大碰撞,石英砂行業發展正當時 承德人和礦業

發布時間:2017/12/20 點擊量:

 2017年12月12~13日,中國粉體網在安徽鳳陽國際大酒店主辦了石英砂精細加工與應用技術交流會。本次會議圍繞石英砂的提純、表面改性、終端應用以及高純石英砂的制備與發展現狀前景為主題,邀請了十余位專家于鳳陽“論劍”,吸引了近400位代表齊聚“石英之鄉”!

 

 

 

會議旨在方便業內人士了解石英砂行業現狀,助力石英砂產品向高附加值轉化;促進企業學習先進生產工藝,明確企業產品加工潛力;同時聯通產業鏈上下游企業,面對面溝通交流,合作共贏!會議期間,十余位石英砂專家各抒己見,新思路層出不窮,共促石英砂產業將會開啟新的篇章!

 

一、國內外高純石英砂的現狀

 

石英砂是自然界最常見、應用最廣泛的非金屬礦物原料,但石英砂產業也是典型的壟斷市場,全球CR5約為70%,來自中國建筑材料科學研究總院石英院王玉芬院長指出目前國內高純石英砂主要用來做航空航天的玻璃,其次還可以用來制造玻璃原料硅膠化工產品的原料等,市場前景非常巨大,但是目前國內的高純石英砂主要依賴進口。

 

 

對于國外的高純石英砂供應商,來自南京大學陳培榮教授提到了長期以來一直壟斷著國際高純石英砂市場的美國UNIMIN公司,其產品主要有IOTA-CG、IOTA-4、IOTA-6和IOTA-8四種規格,IOTA系列是國際著名的高純石英玻璃原料。另外,還有挪威的TQC公司生產的兩種規格高純石英砂:NC-4A和NC-4X,主要用來生產單晶硅拉制用石英玻璃坩堝。

 

目前國際公認的高純石英砂是等于或高于UNIMIN公司IOTA-CG標準,即十二種元素雜質(Al,K,Na,Li,Ca,Mg,Fe,Mn,Cu,Cr,Ni,B)的總含量小于20ppm,其中堿金屬(K,Na,Li)分別小于1ppm。

 

而就國內而言,太陽能光伏行業的蓬勃發展,激發了國內生產高純石英砂的熱情和激情。其中太平洋公司生產的高純石英砂分為三個級別:太陽能級、光源級和半導體級,產品應用到電光源等各個行業。

 

二、高純石英砂的提純與改性

 

我國能用于生產高純石英砂的礦源很多,但是由于加工處理手段落后以及缺少石英玻璃原料礦相關的礦物學及地質成因等地球科學方面的基礎研究,產品不能達到高純石英原料的要求。這是制約我國高純石英砂產業發展的重要原因之一。

 

針對這個問題,來自蚌埠玻璃工業設計研究院段樹桐所長在石英砂綠色生產方面提出了自己的看法,并就目前環保的要求設計出適應綠色生產的思路,在高純石英砂制備新技術方面提出高溫真空處理技術、氯化煅燒技術以及浮選和中性浮選新藥劑新技術。

 

 

另外,在石英砂除鐵方面,長沙礦冶研究院礦冶裝備研究所李小靜副所長指出,目前磁選除鐵設備向大型化和高磁場化發展;更加趨向精細化、自動化。同時李副所長還提出重磁拉(內筒式)磁選機分選原理以及具有自動疏通功能的斜長孔給料裝置的新思路。

 

石英原料的提純除鐵是制備高純石英砂的關鍵,而石英砂的改性則是實現規?;瘧玫年P鍵。未改性石英用作樹脂的填料,分散性差容易產生團聚,流動性變差,影響加工工藝性能;與樹脂的親和性差,影響制品的力學等機械性能。

 

對此,來自東華理工大學余志偉教授在報告中指出具有雙官能團的硅烷是石英最理想的改性劑;石英改性過程中,硅烷的水解和調整石英表面性質是改性的核心,改性工藝條件是改性的關鍵,必須引起重視;改性設備是最終獲得理想改性產品的重要手段,切不可將就。

 

三、高純石英砂研磨與檢測

 

目前,高純超細石英粉存在市場需求量越來越大、純度要求越來越高、粒度要求越來越細、顆粒形態要求越來越球形化、粒度分布要求越來越窄的趨勢。蘇州中材非金屬礦工業設計研究院的沈君麟教高建議國內高純超細石英粉生產企業,應該根據自身原料的特性和市場需求及發展趨勢,適當增加不同類型的超細研磨和超級分級設備。包括生產100nm—200nm的超細研磨設備,以適應市場需求發展的需要。

 

針對設備問題,來自華南理工大學的王燕民教授在會上提到了新型無軸封立式介質攪拌磨,此設備比現代介質攪拌精細化加工超細設備具有更多的優點,如φ0.1-2.0mm微珠研磨,管網離心分離,無機封結構三大優點,目前已有多家企業采用該設備并產生企業附加值。

 

 

對于石英砂產品的檢測,來自中國科學院合肥物質科學研究院陳健研究員提到,美國Unimin公司的超高純石英砂產品是經過反復大量測試才能給客戶供貨;相比之下,國內的硅料提純加工企業只進行了非常少的最終產品純度檢測甚至只是抽檢,提純中間過程幾乎沒有檢測的。

 

有鑒于此,陳老師自行開發了獨特硅料ICP-OES測試樣品制樣設備和檢測技術,該檢測技術的產品硅料純度比生產過程中不進行檢測的提高50%~90%,合格率從30%提高到99%。另外,該技術有效解決了石英砂提純過程不檢測所帶來的產品質量波動大的問題,而且具有測試速度快、成本低的優勢。

 

四、高純石英砂的應用技術

 

隨著國民經濟和科學技術的飛速發展,石英砂的應用己不再局限于玻璃制品、建筑材料等對原料質量要求不高的傳統領域,而更多的開始涉入高新技術產業領域,如半導體技術、薄膜材料、原子能、光纖通訊電纜材料以及國防科技尖端等諸多方面。

 

傳統領域,濟南大學的陶珍東教授提出硅微粉在耐火材料及不定形耐火澆注料中的應用,認為耐火材料的耐壓強度和抗渣性能隨著硅微粉加入量的增加而增大,但其線變化率也增大,不利于筑爐,所以應該控制硅微粉的加入量,一般為1%~3%。硅微粉能夠提高不定性耐火材料的耐高溫性和耐久性。

 

 

高新技術產業領域,來自山東工業陶瓷研究院設計院欒強高工指出石英材料可以實現飛行器通訊、探測、制導等信號傳輸,以及為突破超高聲速下的氣動加熱提供防熱/隔熱/透波/承載一體化材料。目前主要是將熔融石英陶瓷石英纖維增強石英陶瓷、碳纖維增強石英陶瓷、石英纖維隔熱材料等材料應用到天線罩/窗、隔熱罩/瓦、燒蝕帽、空氣舵前緣等產品中。

 

五、會議總結

 

高純石英砂是大規模及超大規模集成電路、光纖、激光、航天、軍事中的基礎材料,其需求量越來越大,已經成為國民經濟的戰略性產品。隨著優質水晶資源的枯竭,需要優先進行高純石英砂制備技術的深入研究,盡快掌握石英砂的提純改性以及檢測技術,打破國外壟斷,形成自己具有獨立知識產權的技術。

 

石英砂精細加工與應用技術交流會,十余位專家幾乎囊括了石英砂產業鏈的上中下游,專家們的思維碰撞產生了層出不窮的石英砂精細加工新思路、新技術,為企業及研究人員提供了明確的研究方向??登f大道已鋪好,石英砂行業發展正當時!

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