硅微粉生产（建设）工程中的注意事项

2019年中国非金属矿科技与市场交流大会

6月1-3日 · 武汉中南花园饭店

点击了解

1

硅微粉简介

1.1 简介

硅微粉是由天然石英（二氧化硅）或熔融石英（天然石英经过高温煅烧、熔融和冷却后的非晶态二氧化硅）或无碱玻璃等经过破碎、粉碎、筛分分级、球磨、浮选、重选、磁选或酸浸提纯、洗涤、脱水、干燥、粉磨（或振动磨、气流磨等）、气流分级等多道加工工艺而成的微粉。

1.2 特性及用途

硅微粉是一种无毒、无味、无污染的白色无机非金属矿物材料。由于它具有优良的物理性能、极高的化学稳定性、独特的光学性质和合理、可控的粒度分布；并且它还具有耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良特性，所以，它被广泛地应用于光学玻璃、电子封装、电气绝缘、高档陶瓷、油漆涂料、精密铸造、硅橡胶、医药、化妆品、电子元器件、超大规模集成电路以及微电子、移动通讯、手提电脑、航空、航天等生产领域。硅微粉还是生产多晶硅的重要原料，而多晶硅则是太阳能电池的主要原材料……随着我国高新技术和新型材料的迅猛发展，我国硅微粉的用量将越来越大，应用领域将越来越广。

1.3 分类

1.3.1 按产品级别分类

按产品级别划分，硅微粉可分为：普通硅微粉、电工级硅微粉、电子级硅微粉、熔融型硅微粉、复合型硅微粉、超细硅微粉、高纯超细硅微粉、纳米级硅微粉和球形硅微粉等。

1.3.2 按产品用途分类

按产品用途划分，硅微粉可分为：油漆涂料用硅微粉、环氧地坪用硅微粉、橡胶用硅微粉、密封胶用硅微粉、电工级和电子级型封料用硅微粉和精密陶瓷用硅微粉等。

1.3.3 按生产工艺结合原料特性分类

按生产工艺并结合原料特性，硅微粉可分为：结晶型硅微粉、熔融型硅微粉、复合型硅微粉、方石英硅微粉和活性硅微粉等。

2

项目建设规模和产品纲领的确定

无论是已建硅微粉加工厂还是正在筹建的硅微粉加工厂，项目建设规模和产品纲领的确定是十分重要的。

2.1 项目建设规模

硅微粉项目的建设与其他工程项目建设一样，它涉及到原料、生产工艺和市场这三大要素。在确保原料（或矿山资源）可靠、上规模；生产工艺成熟（选矿加工小试、中试已完成）和市场需求调研充分的前提下，才能确定企业建设项目的生产规模。建议：在一般情况下，企业一期工程生产规模不宜过大（除非有产品供货协议和合同外）；待一期工程投产一段时间（2-3年）后，根据市场需求状况，再迅速扩大生产规模较好。否则，生产规模过大，企业投产后易产生一系列的被动局面。

2.2 产品纲领

产品纲领（即企业生产的产品品种和产品主要技术指标）与市场需求及工艺技术、原料特性等紧密相关。建议：企业一定要根据市场和原料（或资源）状况，结合生产工艺等情况，生产市场需要的高、中、低相互兼顾的多种产品，不要一味追求高、中端产品。这样，对于原料的综合利用和市场的抗风险能力极为有利！

3

原料的选择

硅微粉生产其原料的选择是关键。因为生产用原料的好坏，将直接关系到生产工艺流程的长短、生产成本的高低和最终产品质量的优劣。

3.1 自由矿山原料

自由矿山原料（无论是石英岩、石英砂岩、粉石英和脉石英等），企业在建厂前必须要做自有矿山矿石的工艺矿物学分析和选矿工艺试验研究后，才能确定该矿山矿石的工艺生产流程，才能确定该矿石适合做哪一类那种级别的硅微粉产品。

3.2 半成品砂

采购半成品砂（含熔融石英砂、酸洗砂等）或无碱玻璃球、片等原料时，要特别注意这些半成品原料的内在质量和长期供货质量的稳定性（颜色、成分和黑点等），以确保生产的硅微粉产品的质量。

3.3 原料的综合利用

无论是矿山原料还是采购的半成品原料，都会存在一定的缺陷和问题，建议：企业对矿山原料挑选后的黄皮料、红筋、黑筋料等以及半成品中黑点较多、颜色不好的物料进行进一步处理加工，以生产适合市场对路的产品，以提高企业的经济效益和减少企业的环保压力。

4

工艺路线的确定

硅微粉的生产工艺路线一般是根据原矿性质和矿石工艺矿物学的特性以及用户对产品质量的具体要求而制定的。一般原料相似，其生产工艺路线也大同小异。而高纯超细硅微粉的生产，则在高纯砂制备的基础上再进行进一步地超细粉碎、超细研磨、超细分级而获得的。矿石提纯现在一般均采用：色选、磁选、重选、浮选、高温煅烧、熔融及化学处理等方法而获得。具体情况详见下图。

从上图可以明显看出，企业进厂的原矿（或原料）如果质量好，则工艺生产流程就会短捷而简单，生产成本亦会较低，且生产的产品在市场上就会有较强的竞争力，反之则不然。

譬如：我们采用熔融石英或高质量的酸洗砂作为原料，则工艺流程就十分简单；如果用高质量的脉石英，则生产工艺流程也较简单。如果用成分复杂的石英岩等矿石，则工艺流程就相对复杂。

5

主要工艺设备的选择

硅微粉的生产，其加工工艺设备的选择显得尤为重要，尤其是生产高纯超细硅微粉时，超细研磨和超细分级设备的选择显得更为关键。因工艺设备选择的好坏将直接关系到最终产品的产量和质量。目前，国内生产硅微粉的主要设备有球磨加分级、偏心振动磨加分级、振动磨加分级和气流磨加分级这四种类型，其有关情况详见下表。

表1 硅微粉生产工艺设备情况一览表

企业可根据自己的原料，生产规模和产品纲领，市场需求状况和人员素质等情况，决定采用哪种生产工艺设备来生产硅微粉产品。

6

工艺辅助设备及材料的选择

硅微粉生产线工艺辅助设备及材料选择的好坏，将直接关系到整条生产线能否顺利运行、企业产品质量优劣的关键。建议：

（1）生产线系统除尘设备和局部除尘设备一定要选择正规品牌厂家设备，布置合理、正确，使整条生产线均在负压下运行，防止粉尘外溢。

（2）生产线中的给料设备和输送设备以及阀门等，尽量选用正规厂家设备；凡是与物料接触部分材料尽量改用白色高分子耐磨材料或经特殊处理。不采用铁质和不銹钢等易污染金属材料。

（3）生产线中的缓冲料仓，溜槽、管道等内壁需经特殊处理或采用高分子耐磨材料，以防物料污染，使整条生产线运行时能做到“零”污染等。

建议

（1）随着我国材料科学和电子工业及半导体工业的快速发展，硅微粉市场的需求量越来越大，纯度要求越来越高，细度要求越来越细，颗粒形状要求越来越球形化，粒度分布要求越来越窄。故此，建议我国非金属矿加工设备厂家和硅微粉加工设备制造厂应该不断地创新、优化硅微粉的加工设备。尤其是磨矿、提纯、煅烧、熔融、研磨、分级、整形等设备。

（2）建议国内硅微粉生产企业，应该根据自身拥有和掌握的原材料特性，结合市场需求与发展趋势，适当增加不同类型的超细研磨和超细分级设备，包括生产纳米级硅微粉（60、100、200纳米等研磨产品）的超细研磨分级设备，以适应市场需求和发展的需要。

2019年中国非金属矿科技与市场交流大会

（点击 告题目了解详情）

功能性矿物粉体方向：

1.非金属矿微粉在涂料中的应用

复旦大学 游 波 教授

2.无机材料的表面处理技术现状与前景

徐同考 教高

3.硅灰石结构与改性“剂”的选择

广东畅吉庆固体废物研究所 畅吉庆 所长/教授

4.抗菌材料及其应用

北京崇高纳米科技有限公司 李毕忠 董事长

5.助剂在超细重钙加工及应用中的研究

江西广源化工有限责任公司 张晓明 经理

6.新一代HEM混联式粉体表面改性机

张家港市通沙塑料机械有限公司

张剑 总经理

7.非金属矿物粉体的高值化加工工艺设备

山东埃尔派粉体科技股份有限公司

张景杰 董事长

8.改性塑料材料力学性能与无机物填料特质关系探讨

江苏易聚新技术发展有限公司

房树吉 技术总监

9.造纸填料的研究热点与技术进步

陕西科技大学/高性能纸基功能材料团队

宋顺喜 副教授

10.无机粉体在功能改性母料应用中的常见问题及解决方案

发言人待定

11.BGRIMM非金属矿细磨提纯专用装备研发及应用

北矿机电科技有限责任公司 吕沛超 区域经理

石英方向：

1.石英矿物资源开发利用的关键技术问题

成都理工大学 汪 灵 教授

2.高纯石英砂精细提纯与绿色制造技术

武汉理工大学 雷绍民 教授

3.球形硅微粉的加工工艺及装备

黄冈师范学院 黄林勇 高级工程师

4.压裂支撑剂(石英砂、陶粒)技术发展现状与展望

西南石油大学 李小刚 教授

5.玻璃（含各种新玻璃）与人造石英板用石英砂的提纯技术与工艺

武汉理工大学 任子杰 教授

6 硅微粉在覆铜板中的应用

发言人待定

7. 面向第三代半导体器件硅基材料面临的机遇与挑战

南京航空航天大学 傅仁利 教授

8.石英砂固废整体处理与资源化利用

四川南联环资科技股份有限公司

曾伟 总经理/高级工程师

黏土方向：

1.蒙脱石纳米片在太阳能收集、储存与利用领域的开发研究

武汉理工大学 宋少先 院士

2.膨润土和沸石在水处理中的研究应用

——清华大学 何仕均 教授

3.管状高岭土(埃洛石)的开发利用及其功能材料

暨南大学 刘明贤 教授

4.粘土矿物在畜牧上的应用讨论

美国美泰克/天津美泰克饲料科技有限公司

周慧堂 董事长

5.层状硅酸盐矿物对放射性铯环境行为及过程的调控机制

中科院西北生态环境资源研究院

范桥辉 研究员

6.非金属材料行业供给侧改革细微样板试析（活性白土为例）

7.凹凸棒石黏土的技术创新与发展

（1、新型农药控失助剂研发与试范；2、涂料；3、新一代空气净化，糖果分离系列新产品）

飞洲公司/安徽凹土创新联盟

顾文宇 研发工程师

8.膨润土防水毯制备技术及国内外研究现状

武汉理工大学 管俊芳 教授

9.蒙脱石的环境属性与应用

华南师范大学化学与环境学院 吴宏海 教授

石墨方向：

1.我国煤系隐晶质石墨特性及应用

中国矿业大学（北京） 刘钦甫 教授

2.国内外石墨资源及市场状况分析

武汉理工大学 张凌燕 教授

3.多孔石墨烯的制备及其在分离分析领域的应用研究

李湛 副研究员

4.晶质石墨层压粉碎-分质分选技术

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

刘磊 博士/副研究员

综合类 告：

1.面向国家重大需求的非金属矿物材料的战略思考

中南大学 杨华明 教授

2.智能制造在非金属矿加工应用初探

浙江大学 郭吉丰 教授

3.湿法研磨技术在非金属矿微纳米粉体中的应用（湿法重钙等粉体在管材、型材、电缆等行业的应用）

长沙矿冶研究院 张国旺 教授

4.非金属矿物粉体的高值化加工工艺设备

山东埃尔派粉体科技股份有限公司

张景杰 董事长

5.电磁仿真技术在高梯度磁选机磁系优化设计上的运用与实验对比分析

佛山市万达业机械股份有限公司

龚正华 研发总监

6.多种类型非矿样品的激光粒度仪测试方法的开发

珠海欧美克仪器有限公司

沈兴志 销售应用经理

7.非金属矿旋流器个性化设计及应用

威海市海王旋流器有限公司

李永峰 选矿工程师

点“阅读原文”了解2019武汉非金属矿盛会更多内容！