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十余位專家思想大碰撞,石英砂行業(yè)發(fā)展正當(dāng)時(shí) 承德人和礦業(yè)

發(fā)布時(shí)間:2017/12/20 點(diǎn)擊量:

 2017年12月12~13日,中國(guó)粉體網(wǎng)在安徽鳳陽(yáng)國(guó)際大酒店主辦了石英砂精細(xì)加工與應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)。本次會(huì)議圍繞石英砂的提純、表面改性、終端應(yīng)用以及高純石英砂的制備與發(fā)展現(xiàn)狀前景為主題,邀請(qǐng)了十余位專家于鳳陽(yáng)“論劍”,吸引了近400位代表齊聚“石英之鄉(xiāng)”!

 

 

 

會(huì)議旨在方便業(yè)內(nèi)人士了解石英砂行業(yè)現(xiàn)狀,助力石英砂產(chǎn)品向高附加值轉(zhuǎn)化;促進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)先進(jìn)生產(chǎn)工藝,明確企業(yè)產(chǎn)品加工潛力;同時(shí)聯(lián)通產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),面對(duì)面溝通交流,合作共贏!會(huì)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(chǎn)業(yè)將會(huì)開啟新的篇章!

 

一、國(guó)內(nèi)外高純石英砂的現(xiàn)狀

 

石英砂是自然界最常見、應(yīng)用最廣泛的非金屬礦物原料,但石英砂產(chǎn)業(yè)也是典型的壟斷市場(chǎng),全球CR5約為70%,來自中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院石英院王玉芬院長(zhǎng)指出目前國(guó)內(nèi)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(chǎn)品的原料等,市場(chǎng)前景非常巨大,但是目前國(guó)內(nèi)的高純石英砂主要依賴進(jìn)口。

 

 

對(duì)于國(guó)外的高純石英砂供應(yīng)商,來自南京大學(xué)陳培榮教授提到了長(zhǎng)期以來一直壟斷著國(guó)際高純石英砂市場(chǎng)的美國(guó)UNIMIN公司,其產(chǎn)品主要有IOTA-CG、IOTA-4、IOTA-6和IOTA-8四種規(guī)格,IOTA系列是國(guó)際著名的高純石英玻璃原料。另外,還有挪威的TQC公司生產(chǎn)的兩種規(guī)格高純石英砂:NC-4A和NC-4X,主要用來生產(chǎn)單晶硅拉制用石英玻璃坩堝。

 

目前國(guó)際公認(rèn)的高純石英砂是等于或高于UNIMIN公司IOTA-CG標(biāo)準(zhǔn),即十二種元素雜質(zhì)(Al,K,Na,Li,Ca,Mg,F(xiàn)e,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(guó)內(nèi)而言,太陽(yáng)能光伏行業(yè)的蓬勃發(fā)展,激發(fā)了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高純石英砂的熱情和激情。其中太平洋公司生產(chǎn)的高純石英砂分為三個(gè)級(jí)別:太陽(yáng)能級(jí)、光源級(jí)和半導(dǎo)體級(jí),產(chǎn)品應(yīng)用到電光源等各個(gè)行業(yè)。

 

二、高純石英砂的提純與改性

 

我國(guó)能用于生產(chǎn)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(guān)的礦物學(xué)及地質(zhì)成因等地球科學(xué)方面的基礎(chǔ)研究,產(chǎn)品不能達(dá)到高純石英原料的要求。這是制約我國(guó)高純石英砂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因之一。

 

針對(duì)這個(gè)問題,來自蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院段樹桐所長(zhǎng)在石英砂綠色生產(chǎn)方面提出了自己的看法,并就目前環(huán)保的要求設(shè)計(jì)出適應(yīng)綠色生產(chǎn)的思路,在高純石英砂制備新技術(shù)方面提出高溫真空處理技術(shù)、氯化煅燒技術(shù)以及浮選和中性浮選新藥劑新技術(shù)。

 

 

另外,在石英砂除鐵方面,長(zhǎng)沙礦冶研究院礦冶裝備研究所李小靜副所長(zhǎng)指出,目前磁選除鐵設(shè)備向大型化和高磁場(chǎng)化發(fā)展;更加趨向精細(xì)化、自動(dòng)化。同時(shí)李副所長(zhǎng)還提出重磁拉(內(nèi)筒式)磁選機(jī)分選原理以及具有自動(dòng)疏通功能的斜長(zhǎng)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(guān)鍵,而石英砂的改性則是實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用的關(guān)鍵。未改性石英用作樹脂的填料,分散性差容易產(chǎn)生團(tuán)聚,流動(dòng)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(xué)等機(jī)械性能。

 

對(duì)此,來自東華理工大學(xué)余志偉教授在報(bào)告中指出具有雙官能團(tuán)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(diào)整石英表面性質(zhì)是改性的核心,改性工藝條件是改性的關(guān)鍵,必須引起重視;改性設(shè)備是最終獲得理想改性產(chǎn)品的重要手段,切不可將就。

 

三、高純石英砂研磨與檢測(cè)

 

目前,高純超細(xì)石英粉存在市場(chǎng)需求量越來越大、純度要求越來越高、粒度要求越來越細(xì)、顆粒形態(tài)要求越來越球形化、粒度分布要求越來越窄的趨勢(shì)。蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的沈君麟教高建議國(guó)內(nèi)高純超細(xì)石英粉生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)該根據(jù)自身原料的特性和市場(chǎng)需求及發(fā)展趨勢(shì),適當(dāng)增加不同類型的超細(xì)研磨和超級(jí)分級(jí)設(shè)備。包括生產(chǎn)100nm—200nm的超細(xì)研磨設(shè)備,以適應(yīng)市場(chǎng)需求發(fā)展的需要。

 

針對(duì)設(shè)備問題,來自華南理工大學(xué)的王燕民教授在會(huì)上提到了新型無軸封立式介質(zhì)攪拌磨,此設(shè)備比現(xiàn)代介質(zhì)攪拌精細(xì)化加工超細(xì)設(shè)備具有更多的優(yōu)點(diǎn),如φ0.1-2.0mm微珠研磨,管網(wǎng)離心分離,無機(jī)封結(jié)構(gòu)三大優(yōu)點(diǎn),目前已有多家企業(yè)采用該設(shè)備并產(chǎn)生企業(yè)附加值。

 

 

對(duì)于石英砂產(chǎn)品的檢測(cè),來自中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院陳健研究員提到,美國(guó)Unimin公司的超高純石英砂產(chǎn)品是經(jīng)過反復(fù)大量測(cè)試才能給客戶供貨;相比之下,國(guó)內(nèi)的硅料提純加工企業(yè)只進(jìn)行了非常少的最終產(chǎn)品純度檢測(cè)甚至只是抽檢,提純中間過程幾乎沒有檢測(cè)的。

 

有鑒于此,陳老師自行開發(fā)了獨(dú)特硅料ICP-OES測(cè)試樣品制樣設(shè)備和檢測(cè)技術(shù),該檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)品硅料純度比生產(chǎn)過程中不進(jìn)行檢測(cè)的提高50%~90%,合格率從30%提高到99%。另外,該技術(shù)有效解決了石英砂提純過程不檢測(cè)所帶來的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大的問題,而且具有測(cè)試速度快、成本低的優(yōu)勢(shì)。

 

四、高純石英砂的應(yīng)用技術(shù)

 

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,石英砂的應(yīng)用己不再局限于玻璃制品、建筑材料等對(duì)原料質(zhì)量要求不高的傳統(tǒng)領(lǐng)域,而更多的開始涉入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,如半導(dǎo)體技術(shù)、薄膜材料、原子能、光纖通訊電纜材料以及國(guó)防科技尖端等諸多方面。

 

傳統(tǒng)領(lǐng)域,濟(jì)南大學(xué)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(yīng)用,認(rèn)為耐火材料的耐壓強(qiáng)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(yīng)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(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,來自山東工業(yè)陶瓷研究院設(shè)計(jì)院欒強(qiáng)高工指出石英材料可以實(shí)現(xiàn)飛行器通訊、探測(cè)、制導(dǎo)等信號(hào)傳輸,以及為突破超高聲速下的氣動(dòng)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(qiáng)石英陶瓷、碳纖維增強(qiáng)石英陶瓷、石英纖維隔熱材料等材料應(yīng)用到天線罩/窗、隔熱罩/瓦、燒蝕帽、空氣舵前緣等產(chǎn)品中。

 

五、會(huì)議總結(jié)

 

高純石英砂是大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、激光、航天、軍事中的基礎(chǔ)材料,其需求量越來越大,已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。隨著優(yōu)質(zhì)水晶資源的枯竭,需要優(yōu)先進(jìn)行高純石英砂制備技術(shù)的深入研究,盡快掌握石英砂的提純改性以及檢測(cè)技術(shù),打破國(guó)外壟斷,形成自己具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。

 

石英砂精細(xì)加工與應(yīng)用技術(shù)交流會(huì),十余位專家?guī)缀跄依耸⑸爱a(chǎn)業(yè)鏈的上中下游,專家們的思維碰撞產(chǎn)生了層出不窮的石英砂精細(xì)加工新思路、新技術(shù),為企業(yè)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(yè)發(fā)展正當(dāng)時(shí)!

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