第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程
1、定義
溫石棉又叫蛇紋石石棉,它是蛇紋石的變種,是蛇紋石石棉的統(tǒng)稱。屬鎂硅酸鹽礦物。蛇紋石石棉是最重要的石棉礦物。
蛇紋石石棉的纖維強(qiáng)度比其他石棉都要好。單根纖維呈白色有絲般光澤,而聚集在一起的蛇紋石石棉一般顯出綠色或淺黃色。蛇紋石石棉的纖維像彈簧那樣螺旋狀卷起來(lái),在電子顯微鏡下可見一個(gè)空心管狀的纖維。蛇紋石的纖維長(zhǎng)度可超過(guò)15厘米。
蛇紋石是由硅氧四面體和氫氧化鎂石八面體組成的雙層型結(jié)構(gòu)的三八面體硅酸鹽礦物。由于四面體層和八面體層之間不協(xié)調(diào),因此形成三種不同的基本結(jié)構(gòu),構(gòu)成三種礦物,即具有平整結(jié)構(gòu)的板狀蛇紋石;具有交替波狀結(jié)構(gòu)的葉蛇紋石;具有卷曲狀圓柱形結(jié)構(gòu)的纖蛇紋石。
2、發(fā)展歷程
國(guó)際溫石棉市場(chǎng)隨著世界經(jīng)濟(jì)景象的變化,幾經(jīng)起伏呈現(xiàn)曲線上升的發(fā)展趨勢(shì)。在六十年代和七十年代初期石棉市場(chǎng)興旺,出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面;七十年代中、后期,市場(chǎng)波動(dòng)較大;八十年代一開始市場(chǎng)蕭條,進(jìn)出口量連年下降,進(jìn)入九十年代末期世界溫石棉用量落至最低水平。
加拿大是世界主要溫石棉出口國(guó),每年約以全國(guó)總產(chǎn)量的90~95%供給出市場(chǎng)。
南非每年出口占全國(guó)石棉總產(chǎn)量的90~95%,主要供給日本和歐洲市場(chǎng)。
津巴布韋,每年約以全國(guó)石棉產(chǎn)量95~100%供給。
前蘇聯(lián)溫石棉以年總產(chǎn)量的25~30%出口供給東歐和日本。前蘇聯(lián)解體后,俄羅斯溫石棉生產(chǎn)量仍在100萬(wàn)噸以上,哈薩克斯坦年產(chǎn)溫石棉在40萬(wàn)噸左右。目前,俄哈兩國(guó)已成為主要溫石棉出口國(guó),其產(chǎn)品遍布亞洲市場(chǎng)。
溫石棉進(jìn)口量的變化,也是反映溫石棉市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的重要標(biāo)志。根據(jù)不同地區(qū)溫石棉進(jìn)出口量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,進(jìn)口量下降最大的是美洲,其次是澳洲和歐洲。在美洲的進(jìn)口數(shù)字中美國(guó)占主要地位,因此隨著美國(guó)進(jìn)口量的大幅度下降,美洲的溫石棉市場(chǎng)不再景氣。而亞洲的溫石棉市場(chǎng)較穩(wěn)定,但日本進(jìn)口量有所減少,如果不計(jì)日本的進(jìn)口量,則亞洲總進(jìn)口量仍有所增長(zhǎng),這就說(shuō)明在亞洲,除日本外有較多的國(guó)家溫石棉用量是相對(duì)穩(wěn)定的。亞洲現(xiàn)已成為主要的溫石棉市場(chǎng)之一。非洲溫石棉進(jìn)口量不大,也不穩(wěn)定,但該區(qū)多數(shù)國(guó)家屬發(fā)展中國(guó)家,溫石棉使用量有增長(zhǎng)的潛力。
社會(huì)需求的增長(zhǎng),顯出石棉業(yè)發(fā)展的必要性。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年我國(guó)汽車保有量將達(dá)到5000多萬(wàn)輛左右,石棉制動(dòng)摩擦制品也需隨之增長(zhǎng)2倍多;石油工業(yè)的迅速發(fā)展,作為石油管道的石棉保溫材料需求量也會(huì)有較大增加;泡沫石棉在我國(guó)屬新興的工業(yè)產(chǎn)品,其用量呈上升趨勢(shì);我國(guó)建筑業(yè)正在興旺發(fā)達(dá),常規(guī)的石棉水泥制品需求量不斷增長(zhǎng),用作屋面材料的石棉水泥貼板在我國(guó)剛剛興起,具有一定生命力;石棉瀝青路、石棉地面磚等在我國(guó)還未興起;橡膠和其它制品等等,這些都是大量消耗溫石棉、而又不可缺少、別的代用品又無(wú)法代替的產(chǎn)品。
第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 分析
1、特點(diǎn)
溫石棉塊體通常為不同色調(diào)的綠色及黃色,也有的為白色。劈分后的絲狀纖維為白色,絲絹光澤;硬度2~2.5;理論密度為2.56 g/cm3,化學(xué)成分中類質(zhì)同象代替,決定實(shí)際密度值的大小,F(xiàn)e、Ti、Mn、Ni等元素取代Mg時(shí),密度偏大,Al、Ti取代Si時(shí),密度偏小,與纖維管心有無(wú)充填物也有關(guān)系,實(shí)際密度為2.426~2.646 g/cm3。
溫石棉的光學(xué)性質(zhì),折射率Ng為1.534~1.555,Np為1.522~1.549,Ng值隨Fe2O3及FeO含量增多而增大,Np值隨FeO及H2O+含量增多而增大;多色性,Ng為各種色調(diào)的綠色,Np為各種色調(diào)的黃色;平行消光,正延性為主。
溫石棉的X射線衍射特征,有兩條強(qiáng)衍射線,d(002)為0.728~0.740nm和d(004)為0.369~0.366nm;另有四條中強(qiáng)衍射線,d(020)為0.437~0.459nm、d(201)為0.256~0.260nm、d(202)為0.243~0.248nm、d(402)為0.130~0.134nm。溫石棉在自然界產(chǎn)出以2Mc型纖蛇紋石最多,ZORc型正纖蛇紋石少見。
溫石棉的熱效應(yīng),在670~730℃區(qū)間出現(xiàn)深而大的放熱效應(yīng)(吸熱谷或脫羥谷);815~830℃區(qū)間出現(xiàn)矮而窄的放熱效應(yīng)(熱放峰),原礦物結(jié)構(gòu)被徹底破壞,形成新的物相,即鎂橄欖石和頑輝石的混合相。
溫石棉的紅外光譜,不同結(jié)晶程度的溫石棉,主要表現(xiàn)在1 100~950cm-1三個(gè)方向的Si—O伸縮振動(dòng)帶及3 700~3 600cm-1羥基吸收振動(dòng)的差別。
溫石棉的電子顯微像多為空心管狀,其內(nèi)徑一般為6~8nm,外徑為20~50nm。
溫石棉的理論化學(xué)成分:SiO2 43.36%、MgO 43.64%、H2O+13%。一般含有Fe2O3、FeO、TiO2、Al2O3、MnO、CaO、K2O、Na2O、Cr2O3、V2O5、NiO、F-、Cl等雜質(zhì)。表明混有磁鐵礦、方解石、白云石、菱鎂礦、水滑石、石英、水鎂石、鉻尖晶石等雜質(zhì)礦物或元素的類質(zhì)同象取代。
2、應(yīng)用領(lǐng)域
1)應(yīng)用方面
溫石棉的消費(fèi)結(jié)構(gòu)各國(guó)均有差異。溫石棉的最大消費(fèi)是生產(chǎn)石棉水泥制品,其用量占總消費(fèi)量的85%左右,其次是用來(lái)生產(chǎn)摩擦材料和墊圈。長(zhǎng)纖維石棉主要用于生產(chǎn)石棉織物,石棉織物主要是用作各種防火或耐高溫防護(hù)材料。
中國(guó)地面材料用石棉制品幾乎是空白,而美國(guó)卻達(dá)到20%左右。在石棉制品中,制動(dòng)制品和紡織制品占主要地位,前者約占該類消費(fèi)中的50%,后者占40%;橡膠制品約占10%左右。在石棉水泥制品中,石棉水泥瓦占主要地位,石棉水泥板和石棉水泥管次之。這種結(jié)構(gòu)形式與國(guó)外相比,其中摩擦制品和紡織制品占的比重大,而石棉橡膠制品偏低。水泥制品中石棉用量較大,但產(chǎn)品單一,各種彩色石棉瓦、石棉復(fù)合的彩色板、大型的水泥石棉管、各種石棉地面材料尚在發(fā)展中,有的甚至尚未起步。尤其是彩色石棉瓦,在東南亞地區(qū)非常普及,大多選用意大利和比利時(shí)技術(shù)和工藝,或全套進(jìn)口設(shè)備,生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量好。和彩鋼瓦相比,有使用年限長(zhǎng)、隔熱保溫效果好、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)在彩瓦噴涂中選用德國(guó)涂料技術(shù),色彩鮮艷保持時(shí)間長(zhǎng),俄羅斯已廣泛采用。國(guó)內(nèi)引進(jìn)歐洲技術(shù)的彩瓦生產(chǎn)已經(jīng)起步。
溫石棉是天然納米絲狀材料,具有極好的可劈分性,較好的可紡性和較高的抗拉強(qiáng)度,并具有絕熱、絕緣及耐堿性等優(yōu)異的物化性能,主要用于生產(chǎn)水泥、紡織、制動(dòng)、橡膠、保溫、密封等石棉制品,以及石棉瀝青制品和石棉增強(qiáng)塑料制品等,在機(jī)械、交通、化工、冶金、建筑、電力等工業(yè)中應(yīng)用廣泛,在國(guó)防和航天工業(yè)中也有許多用途。
在自然界蛇紋石礦物產(chǎn)出廣泛,而且結(jié)晶程度高,可分性能良好;絲狀特征顯著的纖蛇紋石,為有用的工業(yè)礦物。溫石棉的晶體化學(xué)特性使這種纖維材料具有較好的熱穩(wěn)定性(一般要在700℃左右才能使晶體結(jié)構(gòu)完全破壞),熱導(dǎo)率低,隔熱效果好,電阻率高,絕緣性強(qiáng)。因此,溫石棉是相關(guān)材料工業(yè)的重要多功能性原材料。由于目前還沒有找到大量理想的石棉代用品,就連提出禁用或控制使用石棉的美國(guó)在20世紀(jì)最后幾年的石棉磨擦材料和石棉水泥制品的用量仍分別以3.4%和4%的平均增長(zhǎng)率增加.不僅如此,無(wú)論是溫石棉還是代用纖維(一切需要增強(qiáng)纖維材料的產(chǎn)品都還不能離開纖維物質(zhì)),都有嚴(yán)格控制粉塵的共同課題,關(guān)鍵是樹立嚴(yán)肅的環(huán)境保護(hù)觀念,使纖維粉塵的空氣濃度達(dá)標(biāo)。
(1)化妝品級(jí)滑石粉:用于各種潤(rùn)膚粉、美容粉、爽身粉等。
(2)醫(yī)藥食品級(jí)滑石粉:用于醫(yī)藥片劑、糖衣、中藥方劑、食品添加劑、隔離劑等。
(3)工業(yè)應(yīng)用:用于涂料、油漆、造紙、塑料、橡膠、電纜、陶瓷、防水材料等生產(chǎn)領(lǐng)域。
2)開發(fā)方面
蛇紋石其天然的一維納米管結(jié)構(gòu)具有許多獨(dú)特的優(yōu)良性能,極好的抗張強(qiáng)度、柔韌性、密封性等,用在摩阻材料、密封材料上可與合成的碳納米管相媲美;良好的熱穩(wěn)定性及低導(dǎo)熱率又使之成為納米碳管所不具備的優(yōu)質(zhì)隔熱材料;高電阻率使其在絕緣材料上有良好的應(yīng)用;巨大的比表面積和表面化學(xué)活性還是潛在的處理污染的環(huán)保材料,同時(shí)也為增強(qiáng)纖維緊固效應(yīng)和表面改性提供了可能。
此外,天然產(chǎn)出的蛇紋石石棉其低成本也是投資成本高、價(jià)格昂貴的人工合成材料無(wú)法比擬的。然而,目前有關(guān)纖蛇紋石納米管的結(jié)構(gòu)特征及性能的 研究 還很少。 研究 及合理應(yīng)用其納米管的性能并進(jìn)行無(wú)害化改性,以發(fā)揮這種儲(chǔ)量豐富、性能優(yōu)異成本低廉的天然原料的長(zhǎng)處,對(duì)于納米材料的發(fā)展具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈概述
一、在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置
上游:蛇紋石
1、介紹
蛇紋石因其花紋似蛇皮而得名,最常見的顏色為綠色和褐色。摩氏硬度在2.5至4之間。含大量的鎂,源于火成巖。重結(jié)晶作用和鉆石拋光效果有時(shí)不佳。
蛇紋石是一種含水的富鎂硅酸鹽礦物的總稱,如葉蛇紋石、利蛇紋石、纖蛇紋石等。它們的顏色一般常為綠色調(diào),但也有淺灰、白色或黃色等。因?yàn)樗鼈兺乔嗑G相間像蛇皮一樣,故此得名。蛇紋石的結(jié)構(gòu)常會(huì)有卷曲狀,像纖維一樣。這樣的蛇紋石常被當(dāng)作石綿用。塊狀或纖維狀的蛇紋石都會(huì)具有光澤,塊狀如蠟,纖維狀如絲。人們將蛇紋石當(dāng)作建筑用材料,有些可當(dāng)作耐火材料,顏色好看的還可以制成裝飾品或工藝品。除此以外,蛇紋石還可用來(lái)制造化肥。
2、用途
蛇紋石,因其外表分化呈灰白、石紅色網(wǎng)紋,似蛇皮而得名。主要用作燒制鈣鎂磷肥、煉鋼熔劑、耐火材料、建筑用板材、雕刻工藝、提取氧化鎂和多孔氧化硅,還用于醫(yī)療方面,凈化高氟水,制造氟寧片等。
蛇紋石是一種含MgO量很高的礦物,熔點(diǎn)1557 ℃。蛇紋石也可用于耐火材料,由于其熔點(diǎn)較低,而且煅燒后有低熔點(diǎn)礦物相,因而需加入MgO,使之轉(zhuǎn)化為高熔點(diǎn)的鎂橄欖石相和對(duì)系統(tǒng)耐火度影響不大的鐵酸鎂相。另外蛇紋石可用作合成堇青石的原料,也可用作制取化肥的原料和作穩(wěn)定白云石熟料的穩(wěn)定劑。
下游:
(一)滑石粉
1、介紹
滑石粉的主要成分是滑石?;饕煞质腔墓杷徭V,分子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑石屬單斜晶系。晶體呈假六方或菱形的片狀,偶見。通常成致密的塊狀、葉片狀 、放射狀、纖維狀集合體。無(wú)色透明或白色,但因含少量的雜質(zhì)而呈現(xiàn)淺綠、淺黃、淺棕甚至淺紅色;解理面上呈珍珠光澤。硬度1,比重2.7~2.8。
滑石具有潤(rùn)滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性,由于滑石的結(jié)晶構(gòu)造是呈層狀的,所以具有易分裂成鱗片的趨向和特殊的滑潤(rùn)性,如果Fe2O3的含量很高則會(huì)減低它的絕緣性。
滑石是礦物質(zhì)中的一種,它與含有石棉成分的蛇紋巖共同埋藏在地下,因而在自然形態(tài)下常常含有石棉成分。美國(guó)國(guó)家毒物學(xué)項(xiàng)目以及美國(guó)職業(yè)安全健康局(OSHA)沒有將滑石粉列為已知或可能的致癌物?;乃矸酃τ貌豢商娲诿绹?guó)依然使用。
2、用途
1)化妝品級(jí)(HZ):用于各種潤(rùn)膚粉、美容粉、爽身粉等。
2)醫(yī)藥—食品級(jí)(YS):醫(yī)藥片劑、醫(yī)藥散劑(如阿咖酚散)糖衣、痱子粉和中藥方劑、食品添加劑、隔離劑等。
3)涂料級(jí)(TL):用于白色體質(zhì)顏料和各類水基、油基、樹脂工業(yè)涂料、底漆、保護(hù)漆等。
4)造紙級(jí)(ZZ):用于各類紙張和紙板的填料,木瀝青控制劑。
5)塑料級(jí)(SL):用于聚丙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚脂類等塑料的填料。
6)橡膠級(jí)(AJ):用于橡膠填料和橡膠制品防粘劑。
7)電纜級(jí)(DL):用于電纜橡膠增劑、電纜隔離劑。
8)陶瓷級(jí)(TC):用于制造電瓷、無(wú)線電瓷、各種工業(yè)陶瓷、建筑陶瓷、日用陶瓷和瓷釉等。
9)防水材料級(jí)(FS):用于防水卷材、防水涂料、防水油膏等。
10)微細(xì)滑石粉:用于高級(jí)油漆涂料、塑料、電纜橡膠、化妝品、銅板紙涂料、紡織潤(rùn)滑劑等。
(二)水泥
1、產(chǎn)量分布
中國(guó)水泥產(chǎn)量主要分布在華東和中南地區(qū),占全部水泥產(chǎn)量66%的份額;其次為華北和西南地區(qū),分別占12%和11%;東北和西北地區(qū)的水泥產(chǎn)量偏小,兩地區(qū)合計(jì)為水泥總產(chǎn)量的11%。
2、企業(yè)快速成長(zhǎng)
目前我國(guó)熟料設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過(guò)1000萬(wàn)噸的企業(yè)集團(tuán)在12家以上,擁有新型干法生產(chǎn)線共218條,熟料設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力24萬(wàn)噸以上,生產(chǎn)線條數(shù)和熟料設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力分別占全國(guó)的28.2%和41.3%。企業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)線單線平均規(guī)模是全 行業(yè) 單線平均規(guī)模的1.6倍。
3、技術(shù)與裝備水平提高
我國(guó)水泥工業(yè)技術(shù)與裝備已形成系列化、大型化并向生態(tài)化邁進(jìn)。水泥工業(yè)技術(shù)是伴隨著新型干法水泥的快速發(fā)展而迅速進(jìn)步。新型干法已形成1000t/d~10000t/d系列生產(chǎn)線的技術(shù)與裝備,其中6000t/d及以下生產(chǎn)線技術(shù)裝備已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,10000t/d生產(chǎn)線技術(shù)裝備已基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高。標(biāo)志著我國(guó)新型干法水泥成套技術(shù)裝備主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到世界一流水平,并參與了全球水泥裝備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
4、市場(chǎng)預(yù)測(cè)
水泥是完全市場(chǎng)化產(chǎn)品,主要受制于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、固定資產(chǎn)投資、房地產(chǎn)開發(fā)的速度,產(chǎn)量依賴市場(chǎng)需求而變化。水泥受國(guó)內(nèi)外投資者青睞的原因有三,第一水泥新型干法生產(chǎn)線技術(shù)及裝備成熟,單線規(guī)模大,建設(shè)周期短,投資額度適中,投資者進(jìn)入的門檻較低;第二水泥產(chǎn)品及生產(chǎn)技術(shù)更新?lián)Q代慢;第三市場(chǎng)需求沒有達(dá)到頂峰,雖然水泥市場(chǎng)需求呈周期性變化,存在一定的投資風(fēng)險(xiǎn),且綜合收益率不高,但總體收益比較穩(wěn)定,很適合于長(zhǎng)線投資。
正因?yàn)樯鲜鎏攸c(diǎn),受市場(chǎng)需求(利益)拉動(dòng),投資者能夠響應(yīng)較快,抓住了先機(jī),就抓住了錢,與此同時(shí),也帶來(lái)了一哄而上的后果,造成了市場(chǎng)及價(jià)格的震蕩,結(jié)果是有賺有賠,在下一個(gè)市場(chǎng)高潮到來(lái)之后,水泥企業(yè)可把賠的錢賺回來(lái),這樣維系著水泥 行業(yè) 波浪式前進(jìn)。
二、相關(guān) 行業(yè) 簡(jiǎn)述
1、石棉橡膠板
石棉橡膠板(asbestos rubber sheet)系用石棉、橡膠、填充料壓制的板和片狀密封制品??勺鳛楣艿婪ㄌm、高壓容器法蘭及各種機(jī)械連接面用的密封材料。按配方、性能及用途可分為耐油型、高壓型、中壓型、低壓型、耐酸堿型和絕緣型等類別。使用時(shí)一般按要求沖制成各種形狀、尺寸的墊片。
材質(zhì):是以優(yōu)質(zhì)中長(zhǎng)石棉纖維、橡膠為主要原料壓制而成。
用途:適用于高溫高壓的水、飽和蒸氣、過(guò)熱蒸氣、煤氣、惰性氣體等介質(zhì)的設(shè)備管道法蘭連接處密封襯墊材料。
2、石棉板
石棉板是用石棉,玻璃纖維,陶土等材料,按照科學(xué)的配方生產(chǎn)出來(lái)的,有很強(qiáng)的抗張力,承受壓力.能夠承受1400℃左右!可用于絕熱,保溫隔音,鍋爐,鋼鐵廠,化工廠,鑄鋁廠等以及一般電器絕緣。石棉板主要是由石棉和粘接劑等材料制成的.適于保溫,絕熱,隔音及電器絕緣,也可以用于裝修裝飾。石棉板分為石棉保溫板、石棉橡膠板、石棉水泥板。
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