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戰(zhàn)略性優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)硅灰石最近又有哪些值得關(guān)注的新進(jìn)展?
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隨著國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(dāng)高的優(yōu)勢(shì)。

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(dú)特的物理化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于陶瓷、油漆涂料、塑料、橡膠、冶金保護(hù)渣、化工、造紙、電焊條以及作為石棉代用品、磨料粘結(jié)劑、玻璃和水泥配料等。

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。前者屬于高檔產(chǎn)品,主要是利用其物理機(jī)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(zhǎng)徑比硅灰石產(chǎn)品,磨細(xì)硅灰石的市場(chǎng)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(yīng)用新進(jìn)展

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(hù)。

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▲ 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(jī)械性能、耐熱性、耐久性、高強(qiáng)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(qiáng)作用、化學(xué)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(fù)合填料的比重,針狀結(jié)構(gòu)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(jī)填料的沉淀。此外,針狀結(jié)構(gòu)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(luò)橫空出世,運(yùn)營(yíng)商不斷加速5G基站建設(shè),爭(zhēng)取早日完成通信設(shè)備布局,而各手機(jī)品牌廠商陸續(xù)發(fā)力,發(fā)布5G旗艦終端。在智能手機(jī)邁入5G時(shí)代的當(dāng)下,各大廠商對(duì)其可靠性與輕薄性也有了進(jìn)一步的追求,5G手機(jī)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(duì)手機(jī)的組裝和粘接方案提出了更嚴(yán)苛的要求。

5G手機(jī)是新一代高新科技產(chǎn)品,手機(jī)性能面臨一次大幅提升,處理器的升級(jí)、5G基帶以及高速閃充都成為了手機(jī)狹窄空間中的高發(fā)熱源。5G手機(jī)的便攜性要求手機(jī)的組裝必須輕量化,這些內(nèi)部高發(fā)熱元器件與整機(jī)散熱系統(tǒng)的組合離不開膠粘劑的粘接和灌封。手機(jī)作為我們幾乎寸步不離的通信設(shè)備,如何因發(fā)熱引起起火爆炸將嚴(yán)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(dǎo)熱性、粘接強(qiáng)度以及阻燃性能。針狀結(jié)構(gòu)的硅灰石集導(dǎo)熱、絕緣、補(bǔ)強(qiáng)、耐熱、耐久、阻燃等優(yōu)點(diǎn)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)揮不可替的作用。

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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(qiáng)度高、韌性好是其優(yōu)點(diǎn),但其成分與人骨組織的成分相差較大,很難達(dá)到真正意義上的愈合,而且容易被腐蝕。許多學(xué)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(qiáng)度高、穩(wěn)定好、與人骨組織的相容性好,可望在人工骨領(lǐng)域得到應(yīng)用。

有日本學(xué)者以Bis-GMA樹脂為有機(jī)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(jī)填料來比較研究制成的粘固粉與真骨組織相容性及結(jié)合狀態(tài)。結(jié)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(jié)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(shí)間比較長(zhǎng)。

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▲人工脊椎

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造紙

將硅灰石研磨成超細(xì)粉代替植物紙漿,實(shí)現(xiàn)礦石造紙的云南,現(xiàn)已生產(chǎn)出上千噸優(yōu)紙張。目前,這一重大技術(shù)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(shí)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(zhǎng)徑比通常為20:1,最高可達(dá)30:1。

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▲硅灰石

β晶型纖維狀硅灰石具有高白度、高電阻、高長(zhǎng)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(jī)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)省原料又有其優(yōu)勢(shì)。

硅灰石超細(xì)粉被稱為“礦物纖維”。據(jù)悉,運(yùn)用超細(xì)粉碎技術(shù),可以將硅灰石粉碎為纖維狀,使其與植物紙漿混合使用進(jìn)行造紙,而無須改變傳統(tǒng)工藝和設(shè)備。表示,硅灰石造紙可以生產(chǎn)從普通包裝紙,到銅版紙等各類紙張。這些紙張不再帶有很強(qiáng)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(jì)效益。造紙每使用一噸硅灰石超細(xì)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(xì)粉,可降低成本100~300元。

硅灰石戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)

中國(guó)和印度是世界上硅灰石資源豐富的國(guó)家。雖然中國(guó)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(jìn)展。

中國(guó)的硅灰石資源豐富,已探明資源儲(chǔ)量約2億噸,保有資源儲(chǔ)量1.3億噸,遠(yuǎn)景資源量達(dá)3.2億噸以上,有著巨大的資源優(yōu)勢(shì),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(kù),黑龍江密山、龍江,河北武安、遷西,江蘇江寧、溧陽(yáng),浙江長(zhǎng)興,福建漳州、南平,安徽銅陵,湖南長(zhǎng)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(guó)的硅灰石礦產(chǎn)之路始于上個(gè)世紀(jì)70年代,1975年,我國(guó)在湖北大冶小箕鋪發(fā)現(xiàn)硅灰石礦,并早開發(fā)應(yīng)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(huì)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。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(guó)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(zhǎng)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。

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我國(guó)主要硅灰石礦山礦石化學(xué)成分(%)

我國(guó)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(guó)硅灰石年產(chǎn)量達(dá)到30萬t,約占世界總產(chǎn)量的54.7%,超過美國(guó)、印度,成為硅灰石資源和生產(chǎn)大國(guó)。我國(guó)生產(chǎn)的硅灰石大約50%用于國(guó)內(nèi),主要用于陶瓷、耐火材料涂料、塑料和橡膠。我國(guó)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。


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