微硅(gui)(gui)(gui)(gui)粉(fen)是(shi)礦熱(re)爐生產硅(gui)(gui)(gui)(gui)鐵(tie)合金(jin)和金(jin)屬硅(gui)(gui)(gui)(gui)過程(cheng)中產生的(de)(de)(de)Si和SiO氣體在(zai)煙道中與空氣氧化(hua)(hua)并迅(xun)速冷凝形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)粉(fen)塵，也稱為硅(gui)(gui)(gui)(gui)灰(hui)（或(huo)凝聚硅(gui)(gui)(gui)(gui)灰(hui)）。隨(sui)著(zhu)環保力(li)度的(de)(de)(de)加(jia)強，微硅(gui)(gui)(gui)(gui)粉(fen)產量(liang)逐年增加(jia)，如(ru)果直接(jie)排(pai)放或(huo)堆棄，會造成(cheng)(cheng)環境污(wu)染和資(zi)源浪費(fei)，因此，如(ru)何資(zi)源化(hua)(hua)利(li)用這些數量(liang)巨大的(de)(de)(de)微硅(gui)(gui)(gui)(gui)粉(fen)已成(cheng)(cheng)為硅(gui)(gui)(gui)(gui)鐵(tie)冶煉企(qi)業急(ji)需解決的(de)(de)(de)問題。

　　微硅粉是硅鐵和金屬(shu)硅冶(ye)煉的(de)副產物(wu)，憑借其優異(yi)和神奇(qi)的(de)性能被(bei)廣泛(fan)應用于冶(ye)金球團、特種混凝土、特種水泥(ni)、耐火材料、化工產品等領域。

　　1、微硅粉的特征

　　微硅粉(fen)的主要化(hua)學成(cheng)分為SiO2 ，其(qi)中的 SiO2主要以(yi)非結晶相（或無定形 SiO2）存在，含量≥80%、雜質成(cheng)分少，比表面(mian)積為20~28㎡/g，粒度(du)小于10μm的顆粒占80%以(yi)上，化(hua)學活性(xing)高，容(rong)易與堿反應，且(qie)具(ju)有(you)質量輕、耐火度(du)高、活性(xing)強等特(te)點(dian)，被廣泛應用于建筑、耐火材料、冶金、陶瓷、化(hua)工等領域。

　　2、微硅粉的形成

微硅粉的形成過程

　　3、微硅粉的危害

　　微硅粉塵(chen)是一(yi)種顆粒(li)細(xi)小、輕(qing)、易(yi)漂浮的可吸(xi)入顆粒(li)，如果直(zhi)接排放，會造成粉塵(chen)不(bu)易(yi)沉降，

　　漂浮于空氣中，嚴(yan)重影(ying)響(xiang)人(ren)類(lei)健(jian)康和周邊環境。微硅粉(fen)塵(chen)顆粒(li)被人(ren)體吸入后可直(zhi)接進入肺(fei)部，會(hui)引起肺(fei)癌(ai)等塵(chen)病(bing)。

　　4、微硅粉的高附加值利用途徑

　　一般而言，微硅粉(fen)中SiO2的品位越(yue)高，其附加值(zhi)越(yue)高。

　　（1）用于混凝土工業

　　摻(chan)微硅粉混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)具(ju)有強度高、黏附與(yu)凝(ning)(ning)(ning)聚性(xing)能(neng)好和(he)可增加成(cheng)型厚度等特點。大跨度橋梁(liang)、海洋石油(you)鉆(zhan)井平臺(tai)等水利水電工(gong)程(cheng)(cheng)中，摻(chan)微硅粉混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)可以改善(shan)其防(fang)滲(shen)性(xing)、防(fang)腐性(xing)和(he)抗沖(chong)磨性(xing)。道(dao)路修(xiu)建過程(cheng)(cheng)中，微硅粉可以較(jiao)大程(cheng)(cheng)度上(shang)提高混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)早期(qi)強度和(he)耐磨性(xing)。

　　微(wei)(wei)硅(gui)粉(fen)(fen)能(neng)提高混凝土(tu)(tu)的(de)(de)(de)抗壓、抗拉(la)、抗沖擊(ji)強(qiang)度(du)和(he)耐(nai)磨性能(neng)。這(zhe)是由于微(wei)(wei)硅(gui)粉(fen)(fen)不參與固化(hua)反應，提高了混凝土(tu)(tu)中各組分間的(de)(de)(de)粘結強(qiang)度(du)和(he)密實度(du)，減弱(ruo)了Ca（OH）2的(de)(de)(de)危害。微(wei)(wei)硅(gui)粉(fen)(fen)與樹脂易(yi)混合(he)且不易(yi)團(tuan)聚，能(neng)有效減少(shao)沉淀和(he)分層。微(wei)(wei)硅(gui)粉(fen)(fen)塵能(neng)降低(di)混凝土(tu)(tu)的(de)(de)(de)膨脹和(he)收縮率(lv)，對混凝土(tu)(tu)有良好的(de)(de)(de)絕緣性和(he)抗電(dian)弧性能(neng)。一般而(er)言，摻微(wei)(wei)硅(gui)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)混凝土(tu)(tu)與多數酸堿不進行化(hua)學反應，增強(qiang)混凝土(tu)(tu)的(de)(de)(de)抗腐蝕性。

　　（2）作為水泥摻和料

　　將微(wei)(wei)硅粉作(zuo)為摻和(he)材料用于生產特種水泥。摻微(wei)(wei)硅粉的(de)特種水泥能制(zhi)作(zuo)成強度是普通混凝(ning)土2~3倍的(de)致(zhi)密(mi)度混凝(ning)土，其具(ju)有(you)良好的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)、耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)、抗滲性(xing)、絕(jue)緣性(xing)、抗凍(dong)性(xing)及對氯(lv)離子的(de)阻(zu)擋性(xing)能等。

　　水(shui)泥的強度隨摻(chan)(chan)入微(wei)硅粉含量(liang)增加(jia)(jia)而顯(xian)著增加(jia)(jia)，微(wei)硅粉能有效提高(gao)水(shui)泥的密(mi)實性(xing)和割線彈性(xing)模(mo)量(liang)，顯(xian)著提高(gao)水(shui)泥的腐(fu)蝕阻力和蠕變性(xing)等，但水(shui)泥的吸水(shui)率和體積質量(liang)會降低。因(yin)此，將微(wei)硅粉摻(chan)(chan)入水(shui)泥時，要關注吸水(shui)率和體積質量(liang)降低的問題。

　　（3）用于耐火材料行業

　　微硅粉塵具有較高耐(nai)(nai)火度等(deng)優(you)良性(xing)質(zhi)，被廣泛應用于耐(nai)(nai)火材(cai)料行(xing)業，主要用來制備高溫(wen)陶瓷(ci)、鋼包料、高溫(wen)耐(nai)(nai)磨材(cai)料、透氣(qi)磚(zhuan)、耐(nai)(nai)火澆注料等(deng)。

　　微硅粉能提高耐火材(cai)料(liao)的流動性(xing)、體積密度和強度，改(gai)善耐火材(cai)料(liao)的凝聚性(xing)和高溫(wen)性(xing)能，延長(chang)耐火材(cai)料(liao)的使用壽命，可實(shi)現硅鐵和工業硅冶煉企業粉塵內部消化和清潔生(sheng)產(chan)。

　　（4）冶金球團

　　在(zai)冶金行(xing)(xing)業(ye)，多數(shu)企業(ye)將(jiang)(jiang)(jiang)微硅粉(fen)(fen)作為(wei)一種返回料(liao)使用(yong)。將(jiang)(jiang)(jiang)硅石(shi)和微硅粉(fen)(fen)混合造(zao)球(qiu)礦作為(wei)電爐(lu)還原煉硅的(de)原料(liao)，可(ke)以實現硅回收率正常，單(dan)位產品(pin)能耗不變。用(yong)水將(jiang)(jiang)(jiang)微硅粉(fen)(fen)潤(run)濕、造(zao)塊制成4cm左右的(de)球(qiu)團不需要焙燒、干燥等可(ke)直接進行(xing)(xing)電爐(lu)還原熔煉。球(qiu)團也可(ke)進行(xing)(xing)高溫(wen)燒結，燒結過程中沒有爆裂等問題，產品(pin)燒結礦強度較(jiao)高。

　　將微硅(gui)粉(fen)(fen)和紙(zhi)漿廢液混合制成球(qiu)團，進行(xing)電爐還原熔煉，生(sheng)產證明(ming)由于該球(qiu)團比普通料的強度(du)大，在運輸(shu)過程(cheng)中不容易破碎。將電爐煉硅(gui)濕法(fa)回收(shou)的微硅(gui)粉(fen)(fen)料漿作(zuo)為返(fan)回硅(gui)源，與鉻(ge)礦混合造球(qiu)，生(sheng)產表明(ming)微硅(gui)粉(fen)(fen)能增強鉻(ge)礦球(qiu)團的黏(nian)結性。

　　（5）制備納米白炭黑（納米SiO2）

　　張德懿等以低品位微硅粉為硅源，通過“酸浸提純—HF 酸溶解—水解—干燥”工藝制備出品位大于97%的納米SiO2，其BET比表面積和平均粒徑分別為210㎡/g和90nm。裴新意等把微硅粉加入生石灰中煅燒后酸浸制備白炭黑，制(zhi)備出純度99.9%、平均粒徑(jing)11.15μm、白(bai)度為96的(de)白(bai)炭黑(hei)。朱慧仙等以(yi)微硅(gui)粉和氧化(hua)鈣為原(yuan)料，經(jing)混酸(suan)加(jia)HF除鐵、高溫煅燒和水溶等步驟(zou)制(zhi)備出穩定(ding)性良好的(de)酸(suan)性硅(gui)溶膠。

　　不過，利用微硅粉塵制(zhi)備白炭黑(hei)的研究主要(yao)集中在制(zhi)備工藝、產品純度和性(xing)能(neng)(neng)控制(zhi)等方面，然而生產出來的產品是(shi)沉淀(dian)白炭黑(hei)，與氣相(xiang)法(fa)生產的白炭黑(hei)性(xing)能(neng)(neng)差距較(jiao)大。

　　（6）制備金屬硅

　　BARATI等(deng)以品位97.5%的(de)微(wei)硅粉為硅源，通過(guo)酸浸、低溫煅燒、鎂熱還(huan)原(yuan)、還(huan)原(yuan)后酸浸等(deng)步驟制備金(jin)(jin)屬硅。所制備的(de)金(jin)(jin)屬硅中硅含(han)量大于99%，B和P含(han)量分別小(xiao)于3g/t和12g/t，其(qi)質(zhi)量優(you)于冶金(jin)(jin)硅，是(shi)制備太陽(yang)能級(ji)硅的(de)優(you)質(zhi)原(yuan)料。因此，采用微(wei)硅粉制備金(jin)(jin)屬硅對于其(qi)高值化(hua)利用是(shi)一(yi)個(ge)重要方向。

　　（7）制備高性能吸附劑

　　微(wei)硅(gui)(gui)粉比表(biao)面(mian)積(ji)大(da)和孔隙發達，有較強的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)作用。由(you)微(wei)硅(gui)(gui)粉制備的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)材料對重(zhong)金屬、CO2和油(you)氣等(deng)有良好的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)作用，可以預見(jian)微(wei)硅(gui)(gui)粉制備的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)材料在廢水、廢氣、廢液等(deng)治理方面(mian)有廣泛的應用。將高污(wu)染(ran)粉塵變成(cheng)治理環境的高效試劑，這是微(wei)硅(gui)(gui)粉高值化利用的重(zhong)大(da)創新(xin)。

　　（8）制備凝膠材料

　　由于微(wei)硅粉(fen)可以通過高溫煅燒或者堿溶制(zhi)備水(shui)玻璃，因此，不論是(shi)以微(wei)硅粉(fen)還(huan)是(shi)水(shui)玻璃為(wei)硅源制(zhi)備硅氣(qi)凝膠(jiao)，都能實(shi)現微(wei)硅粉(fen)高附加(jia)值利用。微(wei)硅粉(fen)為(wei)硅源制(zhi)備的硅氣(qi)凝膠(jiao)氣(qi)孔(kong)率高、強度大、密(mi)度低、隔熱性能好，而且(qie)無毒的特點、有(you)望廣泛應用于航空航天、建(jian)筑、醫藥(yao)等行業(ye)。

　　微硅(gui)粉的(de)利(li)用應重(zhong)點關注微硅(gui)粉資源(yuan)化、綜合(he)化和高(gao)值化利(li)用，對(dui)微硅(gui)粉進行深加(jia)工提高(gao)其(qi)理化性能(neng)，使其(qi)廣泛應用在(zai)電子、航空航天、醫藥(yao)、彩色輪胎、牙膏、橡膠等領域(yu)。

　　資料來源：《張金梁(liang), 盧萍, 楊桂生,等(deng).微硅粉性(xing)能表征與綜(zong)合利用研(yan)究現狀分析.礦(kuang)冶:116-122.2020,(04)》

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