硅微粉是从金属硅或者硅铁等合金冶炼中回收的粉尘,主要成分是二氧化硅。硅微粉作为一种重要的无机非金属材料,具有良好的理化特性:粒径小、质量轻、比表面大、耐火度高,被广泛的应用在橡胶、陶瓷、耐火、化工等领域。
1、混凝土工业作高强掺和剂
硅微粉应用于混凝土行业是国内外研究硅微粉回收最早、成果最多、应用最广的一个领域。主要利用硅微粉优良的理化特性,将其用作掺和剂加入到混凝土中可有效改变混凝土各方面的性能。
2、用于耐火材料作添加剂
日本每年从中国进口大量的硅微粉用于耐火材料行业。优质硅微粉主要被用作高性能耐火浇注料、预制件、钢包料、透气砖、自流型耐火浇注料及干湿法喷射材料。在高温陶瓷领域,硅微粉具有高流动性、低蓄水量、高致密度和高强度等特点,能提高烧结制品的强度和耐磨性。
硅微粉和α-Al2O3微粉对耐火浇注料加水量、成型性能、强度和抗渣性能影响。实验结果表明将硅微粉和α-Al2O3微粉结合使用,能够提升材料性能,最佳用量为硅微粉6%,α-Al2O3微粉2%。当α-Al2O3微粉用量一定时,增加硅微粉用量,用水量显著降低。张巍等研究了不同硅微粉的加入量对焦宝石基喷涂耐火材料性能的影响,实验表明:焦宝石基喷涂耐火材料随着硅微粉含量的增加,体积密度增大,热膨胀系数减少;硅微粉的质量分数为5%时,焦宝石基喷涂耐火材料具有最佳的抗热震性能。贺东强等人研究了硅微粉在不定性耐火材料中的应用,结果表明硅微粉的加入,有效的改善了不定型耐火材料的强度、浇注性能、耐高温耐久性等性能。
3、用于水泥行业作掺和材料
硅微粉可用作水泥原料。挪威冰岛加拿大铁合金厂收回的部分硅微粉都有作为水泥原料的报导。水泥原料中配入18%〜25%的微硅粉,可提高水泥窑的产量和水泥质量,窑的生产能力提高10%〜20%抗压强度由47MPa提高到54〜56MPa。
硅微粉加入对低水泥镁铝尖晶石浇注料流变行为、力学性能、物理性能和抗渣渗透性的作用与影响,实验结果表明,当使用0.05%分散剂CastmentF510,随着硅微粉加入量增加,浇注料体密、抗折强度和耐压强度增加,硅微粉加入量达到4%时,抗渣渗透性能最好。M.T.Palou等利用硅酸盐水泥-炉渣-硅微粉-变质高岭土制备了混合水泥
4、在塑料、涂料、橡胶方面的应用
在塑料、橡胶、涂料等现代高分子材料中,非金属矿物填料占有很重要的地位。在高聚物基料中添加硅微粉等非金属矿物填料,不仅可以降低高分子材料的成本,更重要的是能提高材料的性能、尺寸稳定性,并赋予材料某些特殊的物理化学性能,如抗压、抗冲击、耐腐蚀、阻燃、绝缘性等。
在环氧模塑料中用硅微粉作填料,研制出了具有优异电性能、耐电弧性能优、耐高压、耐候性好、表面电阻率高的SlEC特种耐高压环氧模塑料,该塑料是高压绝缘子、高压开关的首选材料。韩永海等在阻燃绝缘涂料专利中通过加入硅微粉,提高了涂料的触变性能,该涂料具有涂敷均匀、不会出现裂纹并且具有固化时间短、成本低等特点。刘友等在环氧树脂中加入硅微粉,研制出了防腐功能的无毒环氧增韧涂料,克服了已有涂料在低温下刷涂和喷涂的缺陷和不足。许美等在专利电器绝缘密封胶片中,以丁基橡胶为基料并加入硅微粉,制得的胶片具有绝缘强度高、防水、耐热、耐寒、抗化学腐蚀、抗老化、可塑性好、绝缘性好等特点,适用于0.4~10kV的电线母排及各类电器裸露接头的绝缘密封。
5、在其他方面的应用
硅微粉凭借其优良的理化性能,在冶金、化工、环保等领域也有广泛的应用。李小英等采用硅微粉加碱焙烧、熟料浸出、溶液净化、碳分沉淀、洗涤干燥锻烧工艺制取了纯度在99.98%以上的白炭黑。硅微粉与氢氧化钾或碳酸钾混合加热可制成缓农肥硅酸钾,具有不易挥发流失的特性,能保护土壤,促进作物根部发育,抑制病虫害,此外硅微粉还可以防止肥料结块。硅微粉还可用作化工产品的分散隔离剂,被广泛用于微细农药、化肥、灭火剂等产品,在挪威、法国和意大利等国都有应用。
