硅灰石產品可分為高長徑比硅灰石和磨細硅灰石兩大類。前者主要利用其針狀物理機械性能，廣泛用于塑料、橡膠、石棉代用品、油漆涂料等領域，可增加制品硬度、抗彎強度、抗沖擊性，改善材料的電學特性，提高熱穩定性和尺寸穩定性，是最有前途的應用領域。后者主要用于陶瓷和冶金工業，硅灰石中的SiO₂、CaO成分提供了低的膨脹率和良好的抗熱震性。

▲硅灰石原礦

硅灰石各類應用簡介：

1、用于橡膠

在不同的制品中，用特定的硅灰石粉代替立德粉、部分鈦白粉、白炭黑、輕鈣、陶土等，制品的各項性能指標多數得到改進。應用結果表明，硅灰石能提高白色著色劑的遮蓋能力，起到一定的增白作用；用在淺色膠料中，可大量代替鈦白粉和陶土及立德粉，起到一定的補強作用，并降低了產品成本。硅灰石與偶聯劑并用，可改善膠料性能，并擴大其應用范圍。

▲各種橡膠制品

2、用于陶瓷原料

硅灰石可用于制備各種電磁用瓷、建筑用瓷和日用瓷，其硅灰石的質量要求為：SiO₂38%～58%，CaO36%～55%，CO₂≤6%，Fe₂O₃≤1.7%。陶瓷原料大約占世界硅灰石總消費量的40%～45%。硅灰石可以致密陶瓷結構，提高機械強度，降低濕膨脹系數，提高坯體強度和壓型質量，降低燒成溫度，縮短燒成周期，達到節能增效的目的。

硅灰石做建筑陶瓷原料，可使素燒溫度降低200℃（從1280℃降到1080℃），素燒周期從58h縮短到24h。在制釉工業中，在釉面磚中使用硅灰石做原料，可實現低溫快速燒成，素燒節油可達30%；而且可提高釉的白度，改善流動性能，減少制品的刺點。硅灰石可提高坯體的抗熱沖擊性能且固相反應生成鈣長石(熔點1550℃)，可實現低溫快速燒結。顯微硅灰石鏈增強了玻璃相微粒之間的聯結，使制品能承受切鋸、鉆孔等特殊機械加工，而且它還提供了一種低損耗絕緣結晶相，可用作電工陶瓷、電子陶瓷。

3、替代玻纖作塑料的增強填料

填料用硅灰石是其最有潛力、附加值最高、增長最快的應用領域。目前，該領域占硅灰石世界總消費量的25%左右。硅灰石可取代或部分取代玻纖作聚合物復合材料的增強體，提高材料性能，降低成本，起增量和增強的雙重作用。目前硅灰石應用研究重點是硅灰石填充復合材料在電子元件、封裝材料、高性能橡塑制品、汽車殼體、模具以及光盤材料等領域中的應用。硅烷偶聯劑改性硅灰石增強尼龍的填充量可達50%，沖擊強提高了20多倍，并具有極低的吸濕率；超細改性高長經比硅灰石和碳纖維填充聚四氟乙烯樹脂可制成耐用、不泄漏的自動密封圈體，應用在減壓閥、蝶閥以及壓縮機反復軸中。

4、作石棉代用品

硅灰石具有針狀特性及低熱膨脹性、優良的抗熱沖擊性，是短纖維石棉的理想替代材料。作石棉替代品用硅灰石占世界硅灰石總消費量的20%～25%。高摩擦系數硅灰石替代石棉制備的摩擦材料主要應用在剎車片、閥塞、汽車離合器等領域。有些研究表明，硅灰石針狀粉部分取代石棉的制動補片的綜合性能良好，其摩擦系數在300℃以下比較穩定，熱衰退不明顯，恢復性好，摩擦損率較小，制品的沖擊強度有所降低但高于國家標準。

▲針狀硅灰石粉

5、作油漆涂料填料

硅灰石色澤光亮，反射率高，適于生產高質量的白漆和清亮透明的有色漆。油漆涂料對硅灰石的質量要求為：SiO₂≥49%，CaO≥45%，Fe₂O₃≤0.2%，325目礦粉吸油量為20～25g/100g，水溶物≤0.5%，水萃取pH值為7～9，325目礦粉白度≥90%。針狀硅灰石是很好的平光劑，顏色覆蓋率高且分布均勻；具有抗紫外線的特性，在內墻涂料、外墻涂料、特種涂料(尤其是防火涂料)以及乳膠漆中得到廣泛的應用。硅灰石粉替代鈦白粉生產油漆涂料不僅可以改善制品色澤，提高油漆的光整度，增強涂料的抗張能力、減少裂紋，而且還可以減少吸油量，增強抗腐能力。粒度越細，白度、pH值愈高，油漆色澤和涂敷性愈好，且油漆顯堿性可用作鋼件等金屬設備的防腐涂層。硅灰石還可作油漆涂料的填料，可改進產品的物化性能、持久性和耐候性，減少油漆的斷裂、老化。

6、用于冶金澆鑄料

模鑄對保護渣的基本要求是低密度、低熔點、堿度（CaO/SiO₂）比小于1、適當的熔化速度和較好的鋪展性。硅灰石具有低溫助熔特性，化學成份穩定，純度高、堿度（CaO/SiO₂）趨于中性。這一優良特性給冶金煉鋼的保護澆鑄料提供了理想的原料，特別是硅灰石中含Al2O3甚微，因此制成的冶金保護渣吸附鋼水中有害夾雜Al2O3的能力極強，因此廣泛用于冶金工業。冶金助劑原料中要求硅灰石≥50%，方解石≤50%，石英≤5%，S≤0.01%，P≤0.01%。世界上每年有12%～15%的硅灰石消耗在該領域。

現在從普碳鋼、錳鋼到不銹鋼連鑄，渣型從小方坯、大方坯、大板坯到爐外精煉等，都廣泛應用了以硅灰石為基料的保護渣，很快地取代了價格昂貴的進口保護渣，對冶金煉鋼行業的發展起到了促進作用。

7、用于制備生物活性材料

人工骨通常是在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成的。這種人工骨強度高、韌性好是其優點，但其成分與人骨組織的成分相差較大，很難達到真正意義上的愈合，而且容易被腐蝕。許多學者的研究表明，以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷，生物活性高、強度高、穩定好、與人骨組織的相容性好，可望在人工骨領域得到應用。日本有學者以Bis-GMA(Bisphenel-α-glycidylmethacrylate)樹脂為有機基材料，分別選出磷灰石-硅灰石(AW)、羥基磷灰石(HA)和β-磷酸三鈣(β-TCP)三種無機填料來比較研究制成的粘固粉與真骨組織相容性及結合狀態。結果表明，AWC移植脛骨移植后兩周，在未愈合的Bis-GMA基樹脂表面層全部被新生成的類骨組織填滿，AW玻璃陶瓷顆粒被骨組織包圍并通過磷灰石與骨組織緊密結合在一起，而沒有出現中間軟組織；其他兩種粘固粉均有較好生物相容性，但需要的時間比較長。

▲人工脊椎圖片

8、作白炭黑的制備原料

白炭黑是人工合成的無定型二氧化硅超微粒子(粒子≤0.3μm)，具有耐酸、耐堿、耐高溫性能以及良好的電絕緣和分散性能，廣泛用作高檔橡膠、密封膠、紙張、塑料、電纜的補強劑、填充劑、遮蓋劑及涂料油墨的增稠劑與防沉劑。高比表面積SiO₂具有蜂窩狀多孔結構，在高科技領域中可以用作新型催化劑載體，選擇性吸附劑和航空用絕熱材料等。硅灰石中偏硅酸鈣純度可達94%以上，雜質少，能溶于鹽酸，是制備白炭黑的理想原料

9、其他用途

硅灰石配加少量輔助材料可制成水稻生長發育中不可缺少的硅肥。硅灰石電焊條藥皮能有效地抑制焊接時放電，提高熔體流動性，使焊縫整潔美觀，增強機械強度。此外硅灰石在復合材料、玻璃鋼、石棉制品、沼氣池以及泡沫海棉、白水泥、造紙等制品中，都有開發前景。

硅灰石是具有諸多優異性能的少數異形礦物之一，能適應多種工業的應用，在未來工業中將得到更為廣泛的應用。該行業應并不斷改善其物化性能，比如強調硅灰石的深加工，尤其是改性高長徑比硅灰石產品的開發；拓展硅灰石在塑料、優質油漆涂料、摩擦及生物活性材料等領域的應用；重視適于高長徑比硅灰石生產的設備研制和流程開發；研究硅灰石與云母、高嶺土、石英、滑石等混雜粒子在聚合物復合材料中的協同效應，提高材料的綜合性能等。要拓寬其應用領域，增大其市場容量，這些是今后工作的重點。

參考文獻：

[1]陳德良，楊華明，邱冠周.硅灰石的深加工及應用進展[J].礦產保護與利用，2001，(04):41-46.

[2]張夢顯，李如.淺談硅灰石的深加工及應用[J].非金屬礦，1992，(06):31-33.

小黑楊 整