硅藻土新功能材料产业技术发展汇编.docx

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1、硅藻土新功能材料产业技术发展汇编辽宁生产力促进中心二一三年九月三日目 录硅藻土综合利用现状及发展前景2对中国硅藻土产业可持续发展的战略思考8硅藻土的国际市场动态22硅藻土的开发应用30硅藻土国内外发展现状及展望44硅藻土综合利用现状及发展前景摘要:本文介绍了硅藻土的成因、分布和基本特性,对硅藻土产品作助滤剂、填料、涂料和建材等的综合利用现状进行了阐述,举例说明了硅藻土利用的新进展,并对其发展前景做出了展望 关键词:硅藻土;利用;发展;前景 1 硅藻土资源概述 硅藻土是由古代地质时期硅藻、放射虫类或海绵的遗体组成的一种生物成因的硅质沉积岩。其化学成分以SiO2为主,矿物成分为蛋白石及其变种。硅藻

2、土中的SiO2在结构、成分上与其他矿物和岩石中的SiO2不同,它是有机成因的无定形蛋白石矿物,通常称为硅藻质氧化硅。硅藻土除含水和SiO2外,还有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5等成分。矿物组成除硅藻外,常伴有各种黏土及石英、白云石等1。 世界硅藻土资源十分丰富,分布范围很广,除南极其它各洲均有发现,已知全球共有硅藻土18.4220亿吨,远景储量35.73亿吨。其中亚洲居第一位,约10亿吨;欧洲5亿吨;美洲、非洲和大洋洲5亿吨。 我国的硅藻土资源丰富,主要集中在东部及西南地区。从地质时代上讲,有工业意义的硅藻土矿床仅限于第三系及第四系,因此在资源分布上受

3、到一定地域的限制,其中探明储量的矿区有354处,矿石总保有储量达3.85亿吨,仅次于美国,居世界第二位。我国10省(区)有硅藻土矿产出。在地区分布上,以吉林最多,占全国储量的54.8%,云南、福建、河北等地次之。此外,在黑龙江、山西、海南都发现了硅藻土矿。 2 硅藻土资源的综合利用现状 2.1 硅藻土资源利用的发展历程 硅藻土自1833年首先在德国汉诺威发现以来,已有一百多年的历史。最初用于吸收硝化甘油,进入20世纪后,美国、德国、法国、丹麦等国的硅藻土工业稳定并持续发展,到了50年代,产品品已遍及生产生活各个领域,用于过滤,保温材料,填料和催化剂载体等领域的产品结构已基本定型,产品总量达10

4、0万吨,而后,硅藻土工业随世界经济发展而继续发展。到1975年总产量达140万吨,1984年为152万吨,1988年达186万吨。进入90年代初中期,总产量有所回落,在145万吨到160万吨之间波动2。 2.2 国外硅藻土产品综合利用现状 2.2.1 助滤剂 硅藻土产品种类繁多,主要用途之一是生产助滤剂,且品种最多,用量也最大。用硅藻土粉制品可以滤除液体中的固体颗粒、悬浮物质、胶体粒子及细菌,起到滤清和净化液体的作用。助滤剂主要应用领域有啤酒、医药(用于抗生素、血浆、维生素、合成医药、注射液等的过滤)、净水过滤、油脂工业、有机溶液、涂料和染料、肥料、酸类、碱类、调味料、糖类、酒类等。 2.2.

5、2 填料和涂料 所谓填料,是指将硅藻土填加到某种材料或产品中,使其性能有所改善和提高,所以也叫功能材料3。国外硅藻土填料的消费约占硅藻土制品总量21%23%,美国的硅藻土填料消费量在总量中的比例近年呈缓慢下降趋势,但年产量仍在10万吨左右,法国生产高白度的硅藻土填料,德国用本原料生产油漆、塑料填料和炸药吸收剂等,每年产量数万吨,约占总产量的50%。 2.2.3 建材和保温绝热材料 国外的硅藻土建材和保温材料生产国有丹麦、罗马尼亚、俄罗斯、日本、英国等。其制品主要有隔热砖、硅酸钙制品、粉料、硅钙板、水泥添加剂以及泡沫玻璃、轻质骨料、沥青路面混合料添加剂等。 2.3 我国硅藻土综合利用现状 2.3

6、.1 硅藻土助滤剂产品的发展 硅藻土助滤剂己广泛应用于食品酿造、医药、石油、化工和水处理等部门。成都理工学院综合的血浆过滤用硅藻土助滤剂,咸阳非金属矿研究院研制的彩显像管荧光粉过滤用硅藻土助滤剂,质量大大提高,其效果均达到国外同类产品的标准;四川绵阳“亚太啤酒集团”用硅藻土助滤剂和珍珠岩助滤剂进行复配使用,在预涂和添加中调整用量比例,在滤饼强度和保证滤速和产力等方面,比单一使用硅藻土助滤剂效果更好。 吉林大学的王泽民等利用硅藻土复合净水剂对以枝丫材、稻草、麦秆、芦苇为原料的造纸废水进行处理。结果表明,利用提纯硅藻土下脚料制成的复合净水剂处理造纸废水,效果优于硫酸铝絮凝法和酸析法,特别是絮凝物脱

7、水快、处理周期短。处理后的水清亮透明,略带微黄色,可部分循环利用。 2.3.2 硅藻土填料和涂料产品的发展 硅藻土广泛用作塑料、橡胶等高聚物基复合材料的填料。其化学组成、晶体结构、粒度、颗粒形状、表面性质等决定其填充性能。现代新型高聚物基复合材料不仅要求非金属矿物填料具有增量和降低材料成本的功效,更重要的是能够改善填充材料的性能或具有补强或增强等功能。 -我国昆明煤炭研究所近来利用云南中低品位硅藻土经高温焙烧后,配以涂料所需的悬浮剂、粘结剂等,综合和研制出了金属型铸造和压铸用系列涂料,加工工艺简单,使用方便;并延长模型使用寿命,增加铸件表面光洁度,提高产品合格率;节约涂料用量,降低涂料成本,价

8、格便宜。此外,该涂料无毒无害无异味,不会造成环境污染及人体危害,具有良好的社会效益。清华大学机械系用吉林长白硅藻土,研制成了用于离心铸管生产的高纯硅藻土涂料。 2.3.3 硅藻土建材和保温绝热材料产品的发展 我国有丰富的硅藻土资源,综合新型硅藻土建材产品,对我国的建筑行业的发展有重要意义和良好前景。近年来的研究发现,以硅藻土为主材料,添加其他化合物,可以制得很多新型的性能优良的建材。如在硅藻土中加K2O及某些有机化合物后,经高温处理可制得可导电、防火的涂料;从硅藻土中提取SiO2及少量Al2O3,再涂加一些碱性金属,经一系列工序后制得的泡沫玻璃,是一种很好的隔热、吸声材料。在隔热保温填料中,硅

9、藻土性能比轻质碳酸钙、海泡石效果更好4。 清华大学冯乃谦和地科院地质所黄成彦,以福建漳浦低品位硅藻土为主要原料,掺入钙质材料和硅酸钠凝胶,经成球、养护研制成非煅烧性硅藻土陶粒。生产这类产品投资少,收效快,工艺简单,无污染。该产品的研制成功,为我国分布广,储量大的中低品位硅藻土资源的综合利用开辟了新的途径,有重要的实际意义。 3 硅藻土综合利用的发展前景 硅藻土用于作催化剂载体,主要限于作钒触媒、镍触媒,用于其它方面的还比较少。今后,随着石油化工的发展,在气化反应、加氢反应、脱氢反应、水合反应等方面用硅藻土作载体的数量会增多;国家建委决定要大力发展轻质建筑材料,减轻建筑的自重,硅藻土生产轻质砖和

10、轻骨料也将得到进一步发展。 硅藻土在我国是具有资源优势的矿种,但目前综合水平偏低,和发达国家相比,存在品种少、应用领域不多、人均消费量低和生产规模较小的差距。但可以认为,随着改革开放和科学研究的深入,相关部门的关注,我国硅藻土资源的综合利用水平与国外的差距将逐步缩小。随着硅藻土提纯的新技术深入研究,可以满足新产品综合的需要;另外结合硅藻土的理化特性,对硅藻土表面微观改性、微孔结构的人为调控等,可以综合硅藻土的新用途,进一步提升其附加价值。 对中国硅藻土产业可持续发展的战略思考1概述对硅藻土产业而言, 受资源禀赋、工业发展、科技进步、政策导向等主客观因素影响, 世界各地的产业格局与发展速度都会存

11、在一定的差异, 但就全球硅藻土行业整体或对某一区域的长远发展而言, 一般都遵循渐进式(总体) 或跨越式(阶段性) 的发展模式。随着硅藻土加工业和其他产业的发展与技术进步, 新的应用领域不断扩大, 世界硅藻土的产量和消费量将会呈现较稳定的增长趋势。然而, 从世界硅藻土产业的发展历史和现状分析, 产业发展的影响因素是颇为复杂的、非线性的。1994 年世界硅藻土总产量已达到200万t /a, 人们曾预测到2000年硅藻土总产量将达到250万t / a、市场需求量为280万t / a, 事实上, 近10余年来, 世界硅藻土总产量一直稳定在200万t / a左右, 直到2006年出现产量峰值, 也仅为2

12、16万t。近年来, 有人预测, 到2010年我国硅藻土的市场空间可达300亿元, 2020年将高达600亿元, 事实上, 目前全世界硅藻土产业的年总产值(销售总额) 尚不足10亿美元。鉴于此, 在硅藻土产业发展战略研究与规划制定过程中, 既要有发展的眼光, 又要有科学的态度, 坚持科学发展!2国内外硅藻土产业现状与发展趋势21国内外硅藻土资源分布状况21.1世界硅藻土储量分布特征硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩, 在世界上广泛分布。据统计, 全球约122个国家或地区存在硅藻土资源, 初步估计储量为9.2 亿t , 其中, 美国是世界上硅藻土储量最多的国家, 储量为2.5 亿t,储量基础为5.0

13、亿t (截至2007年底) ; 其次分别为中国、独联体、秘鲁和捷克(图1) 。世界硅藻土资源分布广泛, 但是, 可供直接开发、经济价值较高的矿床很有限。目前, 全球仅有3个矿床可以不经选矿直接加工生产硅藻土助滤剂, 1处是美国加利福尼亚州的罗姆波克矿床, 另2处是中国吉林省长白县的马鞍山矿床和西大坡矿床, 属少有的世界级硅藻土矿床。2.1.2中国硅藻土储量分布特征截至2007年底, 中国共有硅藻土矿产地61 处,查明资源储量4.7亿t。中国硅藻土资源分布极不平衡, 吉林省硅藻土查明资源储量为2.66亿t, 占全国的56.7%; 其次是云南、浙江、河北、广东、四川、内蒙古等(图2) 。2.2国内

14、外硅藻土产品结构与市场需求状况2.2.1世界硅藻土生产格局与产量规模20世纪90年代中期以来, 全球硅藻土产量一直保持比较稳定的状态, 总产量在200万t左右, 其中,主要生产国美国在65万t左右、中国在35万t左右;2006年美国出现增长高峰值, 年产量达到79.9万t;中国总体呈稳步增长趋势(图3)世界硅藻土的生产集中度很高。目前, 世界主要的硅藻土生产国家为美国、中国、丹麦和日本, 这4个国家的产量约占到全球总产量的75%左右(图4) 。从历年数据来看, 美国都是硅藻土行业当之无愧的老大, 中国一直排行第二。中国的硅藻土产量约占全球总产量的20%左右, 并且发展潜能较大。目前, 中国硅藻

15、土资源总量在20亿t以上, 原矿的年平均生产能力为50万t /a左右, 硅藻土制品生产能力为40万t /a左右。2.2.2国内外硅藻土的产品结构国际上, 以美国为代表, 尽管不同时期硅藻土产品消费结构会有不同程度的调整, 但助滤剂一直占据主导地位, 其次是填料、吸附剂、绝缘材料及其他;以法国、德国、丹麦、日本和俄罗斯等为代表的工业发达国家, 助滤剂产品的应用也占主导地位。日本绝大部分地区都能以低成本开发硅藻土资源, 近年来以硅藻土为原料的新型室内装修材料在日本受到消费者的青睐, 由此拉动日本硅藻土建材生产的稳定增长。在硅藻土产品结构上, 中国与国外还有相当大的差距。由于技术、工艺等方面的原因,

16、 国内对硅藻土的应用还主要以轻质保温材料为主, 而国际上则以助滤剂为主(表1) 。中国硅藻土资源优势显著, 随着全球性节能、环保要求的提高以及中国工业的发展、人民生活水平的提高和硅藻土产业自身的技术进步,中国硅藻土的产品结构必将发生重大变化。2.2.3世界硅藻土产品的市场需求状况近年来, 从世界不同地区硅藻土的消费情况来看, 欧洲和北美地区的消费量最大, 2007 年欧洲和北美地区消费量占世界总消费量的60%左右(图5) 。224中国硅藻土主要产品的市场需求现状目前, 中国硅藻土产品主要有助滤剂、保温材料、催化剂载体、功能性填料等。中国是世界上硅藻土生产大国, 同时也是消费大国。在不考虑库存的

17、情况下, 表观消费量(表观消费量=产量+进口量- 出口量) 等于国内市场消费总量。20032007 年中国国内硅藻土的表观消费量见图6。23国内外硅藻土产品价格与进出口贸易状况231国内外硅藻土产品价格及其变化特征美国是世界上硅藻土生产和消费大国, 产销量均居世界首位。因此, 美国市场价格是世界硅藻土市场价格的标杆。根据美国各厂商硅藻土产品销售量和销售金额计算, 20012005年硅藻土相关产品的价格均处于一种平稳上升的状态, 其中2003年吸附剂系列产品价格出现了大幅下滑, 主要原因是硅藻土吸附产生的污染比较严重, 并且出现了可替代品。根据美国市场状况分析, 在硅藻土相关制品中, 功能性填料

18、价格最高, 平均为350美元/ t; 其次为助滤剂, 平均为254.7美元/ t; 吸附剂和绝缘材料的平均价格分别为104.2美元/ t和38.9美元/ t。近8年硅中国藻土的平均价格与美国市场价格走势基本一致, 呈现逐年走低的趋势(图7 ) 。但是,与美国相比, 中国硅藻土的平均价格每t要低300700元, 这主要是由于中国硅藻土产品中深加工、高附加值产品少所造成的。232中国硅藻土产品进出口贸易状况20032006年, 中国硅藻土出口数量和金额逐年快速增长, 但2007年出口数量骤减到1.5万t左右,估计2008年又将回升至4万t左右。从近5年中国硅藻土产品进出口情况分析, 总体表现为出口

19、量远大于进口量, 年出口总量在2.5万5.5万t左右, 进口总量在1 5002 000 t左右。从中国硅藻土进出口数量和金额对比分析, 近年来进口硅藻土产品价格有上升的趋势, 但是, 出口价格变化不大, 说明中国硅藻土产品结构和技术含量有待提升。中国硅藻土出口产品以硅藻土粉和保温材料为主, 出口产品的科技含量、附加值和价格都比较低, 从2003年到2008年上半年的出口情况看, 平均价格为143.67美元/ t, 折合人民币约1 005.72元/ t。进口硅藻土产品则以技术含量高的高端产品为主(主要是高端助滤剂) , 平均价格为756.64美元/ t, 折合人民币约5 296.48元/ t;

20、进口产品平均价格是出口的5.3倍(图8) 。3中国硅藻土产业发展战略3.1硅藻土产业的发展速度世界硅藻土产业发展从二战后的发展历史分析,硅藻土行业最大生产国美国的硅藻土产量年均增长量为1 万t / a, 其中19461965 年, 为快速增长期, 从19万t猛增到53 万t, 20 年间年均增长1.7万t / a, 之后由于助滤剂市场基本饱和, 其他领域未出现大的需求, 美国硅藻土产量增长缓慢, 到2006年约为80万t, 40年间年均增长0.7万t / a。全球硅藻土产量的变化趋势和美国大体相似, 年增长量平均为3万t / a, 其中19501965 年, 从50 万t猛增到150万t, 年

21、均增长6.7万t / a, 1965年后增长放缓,年均增长约1.6万t / a, 到2006年达到216万t。世界各地区硅藻土市场需求年增长幅度存在差异, 其中, 东欧和亚洲是未来发展相对快速的地区,尤以俄罗斯和中国为代表。据美国Gobi国际预测机构(2008) 预测, 今后5年世界硅藻土市场需求的综合年均增长速率(销售额) 为3.4% , 其中, 中国年均增长速率在7%左右。3.2硅藻土产业的生产规模目前, 中国年产硅藻土万t以上的产地主要有吉林省长白、临江和梅河口, 云南省腾冲、昆明, 浙江省嵊州和内蒙古化德等。2007 年以来, 中国吉林白山的临江、长白地区以及云南、内蒙古相继有数个上万

22、t的项目拟建或者在建, 这些项目将在近期陆续释放产能, 预计到2010年, 中国硅藻土年产量将达到65万t (图9) , 即与2005年美国的产量规模相当。根据全球硅藻土资源禀赋条件、产业基础、市场需求、增长速率等, 预测到2015 年, 全球硅藻土总产量将达到280 万t左右, 变化范围为250 万300万t, 其中, 美国和中国是最主要的生产国, 二者大体相当, 各占全球硅藻土总产量的1 /3左右, 预计中国2015年的产量为90万t。3.3硅藻土产业经济发展目标由于硅藻土应用领域广、产品系列复杂多样、产品价格差异悬殊, 对硅藻土产业的产值估测难度很大。目前, 全球硅藻土产业的总产值尚不足

23、10亿美元, 据美国Gobi国际预测机构( 2008) 资料, 2005年、2006年、2007年全球硅藻土产业的市场规模分别为8.08 亿美元、8.96 亿美元、9.87 亿美元, 其中, 中国的市场规模分别为1.35亿美元、1.58亿美元、1.84亿美元。预测至2010年, 世界硅藻土产业的市场规模为11.57亿美元, 其中中国硅藻土产业的市场规模为2.23亿美元。结合全球硅藻土产品的市场需求、产业经济增长速率以及中国国民经济发展现状等, 预测到2015年,全球硅藻土市场总值在15亿美元/a左右, 约计人民币100亿元/ a; 中国硅藻土产业占有的市场空间在25亿32 亿元左右; 伴随中国

24、硅藻土相关产业发展、政策引导和需求拉动, 预测上限也很难超过50亿元,30亿元左右较为现实。3.4硅藻土产业的产品结构与发展方向硅藻土是一种十分重要的非金属矿产, 由于其具有特殊的理化性能, 而被广泛用作化工生产中的催化剂载体, 涂料、橡胶、造纸中的填料, 食品工业中的过滤剂、漂白剂, 隔热、隔声材料以及石油精炼、陶瓷、玻璃、钢铁、冶金热处理等行业。在硅藻土产品结构上, 中国与国外还有相当大的差距。由于技术、工艺等方面的原因, 国内对硅藻土的应用还主要以轻质保温材料为主, 而国际上则以助滤剂为主(表1)。图102012年世界主要国家和地区硅藻土市场潜力预测图中国硅藻土资源优势显著, 随着全球性

25、节能、环保要求的提高以及中国工业的发展、人民生活水平的提高和硅藻土产业自身的技术进步, 中国硅藻土的产品结构必将发生重大变化, 主导性的产业发展方向有主流型高质量的硅藻土助滤剂、高效型功能性填料和复合材料、节能型中高档保温隔热材料、环保型水处理剂和吸附剂与潜力型原土提纯系列。3.5硅藻土产业的市场开拓目标在经济全球化背景下, 产业的发展规模客观取决于市场需求不同地区产业发展程度除与当地的区位优势、产业政策、科技水平和经济基础相关外, 主要取决于资源禀赋条件。据预测, 在2007 年基础上, 今后8 年全世界硅藻土市场需求的增长幅度为30% , 其中, 欧洲地区和一些发展中国家呈较快的发展态势,

26、 以中国市场潜力最大, 其次为俄罗斯、日本、德国等(图10) 。从世界硅藻土资源分布特征分析, 资源分布极不均衡, 集中度极高, 95%以上的储量集中在美国和中国。无论是在质量, 还是在数量上, 美国和中国的资源优势都极其明显, 也是世界任何其他国家和地区所无法比拟的。从硅藻土资源禀赋条件、产业基础、产能规模以及发展潜力综合分析, 丹麦和日本也都远不及美国和中国。因此, 未来的硅藻土产业的全球市场竞争格局主要表现在美国和中国之间。综合分析美国和中国各自的资源优势、产业基础、发展态势和区位优势, 中国硅藻土产业发展的主要市场目标应该定位在“拥有中国、兼顾亚洲, 开拓欧洲、重在俄罗斯”。4中国硅藻

27、土产业发展对策与建议1) 坚持集约增效, 促进持续发展中国硅藻土矿产资源丰富, 但优质矿床少。低品位硅藻土的开发利用意义深远, 特别是通过选矿来提高低品位硅藻土质量, 是很有前景的方向。在产品结构调整与产业升级过程中, 应重视如下几个问题: 优先开发高质量的硅藻土助滤剂、催化剂载体、原土提纯产品以及功能性填料、中高档保温隔热材料等; 限制低档保温材料等产品的盲目发展; 重视那些批量小、价值高、用途广的产品; 发展与菜篮子工程有关的硅藻土矿物原料新产品; 鼓励和重点支持出口产品或代替进口产品的发展; 开拓市场潜力巨大的产品领域, 如高效、节能、环保、农业等领域。2) 依托科技创新, 实施品牌战略

28、整合科技资源, 加快建设开放式科技资源共享平台, 建立开放型研究开发体系; 发挥高等院校与科研院所的基础和主力军作用, 加强引进、消化、吸收、再创新和集成创新, 促进产学研结合, 建立“硅藻土产学研基地”, 加大研发力度, 开发具有自主知识产权的技术和产品, 培育一批在国内外同类产品中具有很强竞争力的硅藻土名牌产品和著名商标。设立硅藻土科技创新基金, 鼓励高等院校和重点科研院所提高创新能力, 引导其围绕产业优化升级的关键技术环节, 会同企业开展联合攻关, 发挥好技术辐射带动作用。依托科技创新, 促进产品升级和产业结构调整, 以品牌为纽带, 催生新的产业经济增长点。3) 实施系统工程, 加强平台

29、建设硅藻土产业发展也是一项系统工程, 大体包括以下3个子系统: 核心系统资源状况企业规模产品结构市场潜力; 辅助系统区域经济地域条件基础设施人文环境; 动力系统科技水平人才素质产业政策信息交流。只有上述3个子系统有机结合、共同进步, 才能有效促进硅藻土产业的快速、健康和可持续发展。硅藻土的国际市场动态1 世界硅藻土储量和生产1.1 储量硅藻土属生物沉积矿床，按成因可分为海相及陆相湖泊沉积两大类。有经济价值的矿床产于新生界的沉积建造中。多数矿床为陆相湖泊沉积，海相沉积的硅藻土矿床较少，但矿床规模较大。世界硅藻土储量较大的国家和地区主要有美国、中国、独联体、捷克和秘鲁等。美国硅藻土储量25 000

30、万t，基础储量50 000万t，占世界第一位。硅藻土生产集中在加利福尼亚、内华达、俄勒冈及华盛顿等西部各州。中国截至2006年，硅藻土探明储量的矿区有61处，储量8 283万t，基础储量1.24亿t，居世界第二位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的60%以上，其次为浙江、内蒙、云南、四川、河北、广东等地。独联体在西伯利亚的油气开采区发现了储量为500亿m3的硅藻土矿床，已经发现可供露采的硅藻土地表露头有1 000余处。秘鲁拥有基础储量达6 100万t的优质硅藻土。捷克硅藻土储量450万t，基础储量480万t。法国硅藻土基础储量200万t，主要产于南部的康塔尔省，生产质量很高的硅藻土。另一矿

31、山在阿尔代什省，露天开采两个不同层位的硅藻土。墨西哥硅藻土基础储量也仅200万t。丹麦是硅藻土与粘土混合物Moler产品的唯一来源，矿床位于日德兰半岛北部和莫斯岛及富尔岛，矿层年代属始新世。日本的秋田、石川、冈山等海、湖相硅藻土矿床储量达l亿t。1.2 生产硅藻土的主要生产国家是美国、中国、丹麦、日本、独联体、法国、墨西哥和德国等(见表1)。2004年世界硅藻土生产为196万t，至2007年达220万t，生产增长较快的有中国和智利，这在某种程度上抵消了美国、西班牙的减产以及冰岛Kisilidjan工厂2004年的关闭。美国和中国继续主宰世界硅藻土的生产，而趋势是向中国集中。近年来，在阿尔及利亚

32、、阿曼、新西兰和赞比亚发现新的矿藏，俄罗斯的摩尔多瓦共和国也有660万m3的高品位硅藻土产出。美国是世界最大的生产国，硅藻土产量居世界第一。目前，美国在4个州有7家公司、11个矿山、9家加工厂生产硅藻土，2007年产量达83万t，其中加利福尼亚州和内华达州是美国硅藻土生产的主要地区(2006年占美国总产量的78%)。2006年中国硅藻土原矿产量(据中国矿业联合会)约70万t左右，预计2010年，中国产硅藻土80万t。中国目前有硅藻土生产企业31家，助滤剂厂40余家。中国的硅藻土生产矿山一般规模较小。2 世界硅藻土的消费世界主要消费国家有美国、独联体、法国、丹麦、德国等。2007年世界硅藻土产量

33、220多万t，世界各国对硅藻土的需求及消费不同。用于助滤剂的比例占消费总量的55%60%，经济发达国家硅藻土用于助滤剂的比例占消费量更高，其消费比例：助滤剂65%、合成填料15%20%，催化剂载体8%10%。美国占世界硅藻土消费第一位。2007年消费硅藻土65.9万t，略高于2006年的65.3万t。2007年美国消费总量的60%用于助滤剂，20%用于水泥配料，填料10%，吸附剂5%，其他约5%。西欧硅藻土消费近年有上升的趋势，年均消费量在70万t左右，消费比例与美国接近。中国硅藻土消费量为60万t左右，主要用作助滤剂，隔热保温材料和功能填料等。国内外硅藻土产品消费结构对比见表2。3 国际市场

34、贸易目前，硅藻土每年的国际贸易量约为50万t，主要出口国为美国、中国、丹麦、法国、西班牙、加拿大、墨西哥等；主要进口国为荷兰、加拿大、中国台湾、日本、韩国、比利时、澳大利亚、德国等。美国一直是世界上最大的硅藻土出口国。2006年美国硅藻土出口量为15万t，比2005年的14.2万t增加0.8万t，出口占美国国内硅藻土生产的22%。2007年美国硅藻土出口量为17.5万t，比2006年的15万t增加2.5万t，出口占美国国内硅藻土生产的22%。据美国统计局数字，出口目的国有83个，其中荷兰2.14万t；加拿大1.77万t；比利时0.99万t；日本0.87万t；澳大利亚0.78万t；德国0.66万

35、t等，占美国总出口的56%。2006年美国出口的平均价格为FAS 324美元/t；美国国内出厂价格20032007年分别为255、258、274、220、220美元。美国也进口少量原矿。2007年美国进口量4 000 t左右，进口来源主要有：法国34%、德国11%，意大利12%、墨西哥35%，其他8%。丹麦是仅次于美国的第二出口国，主要出口硅藻土产品。法国是西欧最大的助滤剂硅藻土出口国，但也从德国、西班牙及美国进口吸附剂及保温材料。硅藻土在中国属于高档非金属矿物，开采成本也较高，国际市场价格多年来一直维持在500600美元/t。中国硅藻土产量占世界第二位，2006年出口数量5.55多万t，比2

36、005年的4.25万t有所增加；2007年出口2.39万t，有较大幅度减少。中国硅藻土的出口量与产量相比，还是较少的。出口目的地主要有台湾省以及日本、韩国、印度、俄罗斯和泰国等。表35为中国硅藻土近年进出口情况统计。中国是硅藻土生产大国，但也高价进口部分硅藻土，中国近年年均进口量在1 500t左右。中国进口硅藻土及其制品的来源地主要是美国，2006年从美国进口硅藻土1 510.4t，金额78.8万美元，平均单价521.9美元/t；2007年，从美国进口931t，金额83万美元。其次是日本，2007年从日本进口231t，金额34万美元，平均价格1 471.9美元/t，进口价格比我国对日出口(20

37、07年均价310.1美元/t)要高出5倍之多。值得注意的是，2006年我国内地出口到台湾的硅藻土价格只有10.2美元/t，2007年为22.1美元/t；而经台湾加工再出口到内地(2006年、2007年每吨平均价格1 661.8美元和1 071.4美元)要高出50100倍。表6是近年硅藻土的国际市场价格，从中可以看出，中国硅藻土出口价格大大低于国际市场价格，而进口远远高于国际市场价格。4 硅藻土市场趋势随着世界经济平稳增长，世界市场对硅藻土的消费需求将有所增长，特别是对硅藻土助滤剂的需求将增长较快，使市场价格竞争加剧。以美国市场为例，混凝土级硅藻土在200美元/t左右，而助滤剂级则达到450美元

38、/t以上。而在过去两年里，生产商已经将标价提高三倍。虽然一些技术更先进的新型过滤材料如陶瓷膜、聚合物薄膜和碳素薄膜也侵入了助滤剂市场，但其成本较高，对硅藻土市场不构成威胁。此外，硅藻土功能性填料及高强、耐火、隔热保温材料也出现较大的需求；硅藻土在生物工艺学、医药工业、无毒杀虫剂生产方面已引起广泛关注，硅藻土新的市场也随之形成。另一方面，能源成本、运输费用、原材料和环保成本等的大幅增加，导致世界市场硅藻土的价格有可能在短期内继续上涨。综上所述，预计世界硅藻土的产量会有所增加，世界贸易也将有进一步的扩展。从中国的情况来看，用硅藻土作填料的比例还很小，特别是在橡胶、颜料、造纸、农药、涂料等工业上的应

39、用仍处于开拓阶段，其前景十分可观；随着冶金、建材工业的迅速发展，利用硅藻土资源开发新型高强轻质硅藻土系列保温制品前景也很广阔。硅藻土的开发应用1概述 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，南古代硅藻遗体组成，其化学成分主要是 SiO2， 含有少量的 A1203、Fe203、CaO、MgO、K2O、Na20、P205和有机质。硅藻土的颜色为白色、 灰白色、灰色和浅灰褐色等。硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状 、针状 、筒状 、 羽状等。 世界上有 20多个围家产出硅藻土矿 ，其中以欧洲的储量最为丰富 ，其次是南美和北美中同硅藻土矿资源较富，资源量在 20亿t以上，位居世界前列。中同硅藻土矿分布

40、较广，其中吉林省矿床数最多保有储量也最多，达21119万t，其次是云南省，保有储量7752万t。拥有硅藻土保有储量的省 、自治区有l0个，此外在黑龙江、山西、海南等地也不断发现新的硅藻土矿。目前，全同6个大型矿床共计保有储量 30320万 t，占全圉保有储量的 78， 其中以吉林省长白县西大坡矿规模最大，其次是云南省寻甸县先锋矿区，第三位是浙江省浦义矿区。 2硅藻土的新用途 硅藻土细腻 、松散 、质轻、多孑L、吸着力和渗透性强、颗粒细小。硅藻土的传统用途为 如下几个方面：作为保温材料，硅藻土用于锅炉、蒸馏器、热处理炉、f燥器的保温材料以及轻质保温板、保温砖 、保温管等；作为助滤剂，应用在啤酒、

41、制药等行业中，是著名 的啤酒助滤剂；作为功能性填料，加入添加颜料的薄膜中可以起到消光的作用：硅藻土也是化学工业催化剂载体，在制造硫酸中作钒催化剂，精炼石油中能加强石油的氢化作用； 是建筑材料中的优选轻质材料，又是防水防渗的原料之一；高纯的硅藻土细粉加到银抛光粉中，可作汽车的抛光剂等 。随着科技的发展和人17J硅藻土从宏观到微观认识的逐渐深入 ，发现硅藻土壳壁上点纹 、线纹和助纹都是整齐排列的小孔 ，线纹JJ-fb的直径在 20lOOnm，壳缝为 125nm 左右。这样硅藻土作为天然的有机孔材料受到了科技工作者的重视，以硅藻土为原料，在此基础上尝试开发其他的纳米材料方兴未艾。另一方面，硅藻土壳壁

42、主要南非晶质二氧化硅(sio2)组成，以硅藻土为原料，还可以合成橡胶行业的重要补强剂一白炭黑。硅藻土同其他非金属矿物一样，也可以进行有机或无机改性，使其制品性能更加优良。近来，硅藻土在农业方面的应用也大有进展，或者用于种子存贮，或者用于牲畜饲养，除虫杀虫，效果都颇明显。下面是硅藻土在应用领域取得的进展。21微孔材料 硅藻土的形体尺寸一般为几个微米到几十微米 ，最小只有 1 gm，而其线纹小孔和壳缝均在纳米范畴，是天然的纳米材料：利用其天然的微孑L及纳米缝隙的特性 ，硅藻土被更多地用于制造微孑L材料。 211多孔道纳米沸石 在硅藻土的沸石化制备多级孑L道结构沸石材料的方法(专利号 ：CNO1 1

43、26842)中，用层叠层和气同相转晶技术沸石化硅藻土制备多级孑L道结构。将纳米沸石作为吸附沉积液 ，硅藻土作为基质，在静电引力作用下用层叠层方法将纳米沸石组装到硅藻土上。可以在不破坏硅藻土形貌结构的条件下将无定形的二氧化硅转化为沸石，所制得的产品南纳米沸石构成并且具有丰富的大孔，因此，能够提供很快的孔内扩散和高的活性位利用率，可用在制备催化剂、分离材料中，是有广泛应用前景的复合沸石材料。 212 微 孔 玻 璃 微孔玻璃是最近发展起来的功能性材料 ，根据制法的不同，具有特殊的用途制造这种微孔玻璃最常使用的添加剂就是硅藻土，其原理也是利用了硅藻土纳米孔的特性，上海硅酸盐研究所在用硅藻土为主要原料

44、制作无机非金属材料方面作过 1 0多年的研究，制得了多种性能各异 、具有不同使用价值的材料，所采取的温变比水热处理高，但比使用一般原料的要低，时间也较短他们取得的成果有：制造微孔玻璃，微孔玻璃在生物化工、医药工业中可用作载体 、分离材料。用硅藻土为主要原料引进 SiO2及少量 Al2O3，并往其中添加其他一些原料配制 Na2OCaOA12O3SiO2玻璃或 CaOA1203一B203SiO2料，先作水热处理，然后熔制裁玻璃。熔制温度比用普通原料低 、熔制时间也较短。将制得的玻璃按常法作分相热处理及酸浸析出即可得到孔径从微米至纳米级的微孔玻璃。孔径大小 、孔隙率由原始玻璃组成及分相热处理条件来调

45、节。此项研究已获专利权 ，并推广生产 制造孔径百微米的多孔材料。用硅藻土为主要原料引进 SiO2及少量 A1203，另加一些氧化物，氢氧化物配制原料，先作水热处理 ，然后添加粒度为百微米级的成孔剂 ，经混匀 、成型 、烧结 ，排除成孔剂后即可制得 孔径百微米级的多孔材料。孔径由孔剂的粒度大小控制，孔隙率由引入的成孔剂的量控制。这种材料可用于同定微生物作活水的分解处理 ，也可用于贮存 、分配液体，作气体过滤介质以及催化剂载体。制造中空玻璃珠。用硅藻土为主要原料引进 Si02及少量A1203，添加某些氧化物、氢氧化物及起泡剂配制玻璃料，先将粉料作水热处理及预烧，后将其加丁成百微米粒度的粉料，然后在

46、火焰中喷烧，即可制得中空玻璃珠。这种材料可用作塑料填料，有提高塑料强度，减轻重量而又具不燃性能的作用，也可用作生物工程中细胞培养的微载体。具有光电氧化还原作用的涂 TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠的制造。根据现代同体电子理论，物质只要具有几纳米大小的有序结构就有块状同体材料一样的能带结构，用能量大于半导体禁带宽度的光辐照这种材料就可以产生电子和空穴 ，能对与其接触的物质起氧化还原作用。 用硅藻土为主要原料制得的微孔玻璃及密度小于l gcm3 的中空玻璃珠作表面涂 TiO2膜处理，制得涂 TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠 ，增大活性表面及浮于水面，易于感光，经试验，具有光电氧化还原的作用。制造泡沫玻

47、璃。泡沫玻璃是一种优良的隔热、吸声材料，与其他隔热吸声材料比有导热系数低、性能稳定、不燃、不吸水 、抗腐蚀、使用温度范围宽、机械强度高等优点，是相当理想的隔热吸声材料。目前泡沫玻璃多用废玻璃为原料制造，也有用珍珠岩 ，黑曜岩等天然材料为原料制造的。但用这些材料制造 ，在原料加工方面需较多工序，不一定便宜。用硅藻土为主要原料引进 SiO2及少量 Al2O3，另添加一些碱金属，碱土金属氧化物或氢氧化物以及起泡剂，先作水热处理，后细磨 、入模、焙烧 、脱模、退火等工序可方便地制得。 21 3 无机分离膜 膜技术是一种高新分离技术，其核心为分离膜。膜分离技术的基本原理是利用离子、分子和微粒的电性、几何尺寸的差别，将多组分的混合物进行精细分离。膜分离技术以其高效、节能、环保、分离精度高等特性，己广泛地应用于水处理、化工、电子、医药、冶金、纺织、食品加工、环境保护、生物技术等众多领域。它己成为相关行业提高产品品质和生产效率、开发新产品、实现产业升级的关键技术，是本世纪