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                战略性优势矿产硅灰石最近又有哪些值得关注的新进展?
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                随着国家的大力、全面发展,非金属矿产的重要作用日益显露,非金属矿产在国民经济建设及战略性产业中有着重要的作用,而硅灰石在其他非金属矿中具有相当高的优势。

                硅灰石是一种钙硅酸盐矿物,具有针状、纤维状晶体形态及较高的白度和独特的物理化学性能,广泛应用于陶瓷、油漆涂料、塑料、橡胶、冶金保护渣、化工、造纸、电焊条以及作为石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃和水泥配料等。

                硅灰石产品主要为高长径比硅灰石和磨细硅灰石两大类。前者属于高档产品,主要是利用其物理机械性能,广泛用于塑料、橡胶、石棉代用品、油漆、涂料等行业。相比高长径比硅灰石产品,磨细硅灰石的市场前景偏差一些,它属于低档产品,主要用于陶瓷和冶金工业。

                硅灰石应用新进展

                灌封胶

                灌封胶是指以树脂为主要成份,添加各类功能性助剂、填料,配合合适的固化剂制作的一类液体封装或灌封材料,用于电子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保护。

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                ▲ 电子灌封胶

                环氧灌封胶使用纤维填充材料硅灰石,可赋于环氧灌封材料更高的介电性能、机械性能、耐热性、耐久性、高强度和阻燃性等一系列优异的性能。硅灰石粉不仅具有良好的增强作用、化学稳定性好、耐热性和耐久性优良,而且硅灰石比重与氧化铝等重质填料相比要低得多,可调节复合填料的比重,针状结构在熔融胶液中相比球形粉体更不容易沉淀,所有硅灰石可以改善灌封胶中的重质无机填料的沉淀。此外,针状结构的硅灰石与球形填料如二氧化硅、氧化铝可以形成交叉堆砌,使灌封更加致密,空隙更少,避免了电子产品由于散热不佳引起的过热、起火和爆炸。

                随着科技的迅猛发展,5G网络横空出世,运营商不断加速5G基站建设,争取早日完成通信设备布局,而各手机品牌厂商陆续发力,发布5G旗舰终端。在智能手机迈入5G时代的当下,各大厂商对其可靠性与轻薄性也有了进一步的追求,5G手机的配置变化主要是处理器、射频前端、天线、摄像头、材料等器件,这就对手机的组装和粘接方案提出了更严苛的要求。

                5G手机是新一代高新科技产品,手机性能面临一次大幅提升,处理器的升级、5G基带以及高速闪充都成为了手机狭窄空间中的高发热源。5G手机的便携性要求手机的组装必须轻量化,这些内部高发热元器件与整机散热系统的组合离不开胶粘剂的粘接和灌封。手机作为我们几乎寸步不离的通信设备,如何因发热引起起火爆炸将严重危害我们的健康和安全,这就要求电子胶具备良好的绝缘性、导热性、粘接强度以及阻燃性能。针状结构的硅灰石集导热、绝缘、补强、耐热、耐久、阻燃等优点于一身,作为一种胶粘剂的功能性填料,在5G通信发展中必将发挥不可替的作用。

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                人工骨

                人工骨通常是在钛合金表面涂敷一层具有生物活性的陶瓷材料制成的。这种人工骨强度高、韧性好是其优点,但其成分与人骨组织的成分相差较大,很难达到真正意义上的愈合,而且容易被腐蚀。许多学者的研究表明,以硅灰石为主要原料制备的生物陶瓷,生物活性高、强度高、稳定好、与人骨组织的相容性好,可望在人工骨领域得到应用。

                有日本学者以Bis-GMA树脂为有机基材料,分别选出磷灰石-硅灰石(AW)、羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钙(β-TCP)三种无机填料来比较研究制成的粘固粉与真骨组织相容性及结合状态。结果表明,AWC移植胫骨移植后两周,在未愈合的Bis-GMA基树脂表面层全部被新生成的类骨组织填满,AW玻璃陶瓷颗粒被骨组织包围并通过磷灰石与骨组织紧密结合在一起,而没有出现中间软组织;其他两种粘固粉均有较好生物相容性,但需要的时间比较长。

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                ▲人工脊椎

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                造纸

                将硅灰石研磨成超细粉代替植物纸浆,实现矿石造纸的云南,现已生产出上千吨优纸张。目前,这一重大技术创新被推广至陕西、四川、山东等地后,更多的造纸厂可以在造纸时用矿石取代部分木材。

                硅灰石是一种天然产出的链状偏硅酸钙矿物,分为α晶型和β晶型,α晶型通常为粒状和粉状;β晶型通常为纤维状和针状,长径比通常为20:1,最高可达30:1。

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                ▲硅灰石

                β晶型纤维状硅灰石具有高白度、高电阻、高长径比、低吸油率、低介电常数、耐热、耐腐蚀、耐酸碱、无毒、无磁性、热膨胀系数低、烧失量小以及机械性能优良等特性,且与植物纤维存在一定亲和力,故可以其部分代替纸浆纤维用于新闻纸、胶版纸、书写纸等印刷文化用纸中,既节省原料又有其优势。

                硅灰石超细粉被称为“矿物纤维”。据悉,运用超细粉碎技术,可以将硅灰石粉碎为纤维状,使其与植物纸浆混合使用进行造纸,而无须改变传统工艺和设备。表示,硅灰石造纸可以生产从普通包装纸,到铜版纸等各类纸张。这些纸张不再带有很强的静电,而且,纸张的性能改善,透明度提高。

                利用硅灰石造纸,还可以提高经济效益。造纸每使用一吨硅灰石超细粉,可节省木材3.6立方米;与采用木浆相比,每使用一吨硅灰石超细粉,可降低成本100~300元。

                硅灰石战略性矿产资源优势

                中国和印度是世界上硅灰石资源丰富的国家。虽然中国硅灰石地质找矿工作起步较晚,但自1975年开始,20年来已取得很大进展。

                中国的硅灰石资源丰富,已探明资源储量约2亿吨,保有资源储量1.3亿吨,远景资源量达3.2亿吨以上,有着巨大的资源优势,主要分布在吉林大顶山、四平、磐石,江西上高、月光山,辽宁法库,黑龙江密山、龙江,河北武安、迁西,江苏江宁、溧阳,浙江长兴,福建漳州、南平,安徽铜陵,湖南长宁,云南腾冲,青海都兰,内蒙古巴林左旗,新疆哈密等地区。

                我国的硅灰石矿产之路始于上个世纪70年代,1975年,我国在湖北大冶小箕铺发现硅灰石矿,并早开发应用。1980年吉林省梨树县大顶山发现硅灰石矿床,并于1982年广州春交会进入国际市场。1983年在大顶山矿区内发现特大型铁汞山硅灰石矿床。随后,在吉林、湖南、江西、福建、青海、河北、浙江、辽宁等省陆续发现了一大批大、中型硅灰石矿床。我国硅灰石矿床有湖北硅灰石矿、吉林硅灰石矿、黑龙江硅灰石矿、浙江长兴硅灰石矿、江西硅灰石矿、福建南平硅灰石矿和云南腾冲硅灰石矿等。

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                我国主要硅灰石矿山矿石化学成分(%)

                我国已在上述地区建厂投产,其中较有代表性的为吉林梨树硅灰石矿业公司。目前,我国硅灰石年产量达到30万t,约占世界总产量的54.7%,超过美国、印度,成为硅灰石资源和生产大国。我国生产的硅灰石大约50%用于国内,主要用于陶瓷、耐火材料涂料、塑料和橡胶。我国硅灰石主要出口欧洲和日本,占世界硅灰石贸易量的50%以上。


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