钙硅酸盐矿物之硅灰石的15大行业应用领域

硅灰石（wollastonite）的分子式是Ca3〔Si3O9〕。三斜晶系，属于单链硅酸盐矿物。通常呈片状、放射状或纤维状集合体。白色微带灰色。玻璃光泽，解理面上珍珠光泽。硬度4.5～5.0。解理平行{100}完全，平行{001}中等，两组解理面交角为74°。密度2.78～2.91克/立方厘米。主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带，为构成矽卡岩的主要矿物成分。此外，还见于某些深变质岩中。用作：造纸、陶瓷、水泥、橡胶、塑料等的原料或填料；气体过滤材料和隔热材料；冶金的助熔剂等。

硅灰石是一种钙硅酸盐矿物，具有针状、纤维状晶体形态及较高的白度和独特的物理化学性能，广泛应用于陶瓷、油漆涂料、塑料、橡胶、冶金保护渣、化工、造纸、电焊条以及作为石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃和水泥配料等。

1、油漆涂料

硅灰石色泽光亮，折射率（1.63）高，遮盖力强，吸油率较低，可有效提高涂料和油漆的耐洗刷、抗风化、涂膜的抗裂抗曲等机械强度以及耐腐蚀、耐候性和耐热性，是建筑涂料、防腐涂料、防水和防火等涂料的功能型填料。

硅灰石可用于生产高质量的白漆和清亮透明的有色漆；在内墙乳胶漆体系中，硅灰石可在不影响涂料遮盖、耐洗刷的前提下，替代体系中20%-30%的钛白粉，并且提高体系的pH值，同时降低涂料生产成本。

2、陶瓷

硅灰石在陶瓷生产中的应用领域包括釉面砖、日用瓷、卫生瓷、艺术瓷、过滤用特种陶瓷、陶瓷釉料、绝缘高频电瓷、轻质陶瓷模具和电工陶瓷等。由于添加了硅灰石，这些陶瓷产品性能更加优越，釉面白度、吸水率、吸湿膨胀率以及耐急冷急热性能得到明显改善，外观平滑光亮，且制品强度高、耐压性好、过滤性能好。

硅灰石作为陶瓷原料的作用主要体现在以下四个方面：

一是降低烧成温度，缩短烧成周期；

二是减少烧成收缩和制品缺陷；

三是降低坯体的吸湿膨胀和烧成过程中的热膨胀；

四是可以提高制品的机械强度。

3、冶金保护渣

硅灰石具有熔点低、高温熔融粘度低和隔热性能好的特点，因而在连铸保护渣中得到很好的应用。以硅灰石为基料的冶金保护渣与非硅灰石保护渣相比具有以下优点：

一是性能稳定，适应性广；

二是不含结晶水，烧失量很小；

三是有很强的吸附、溶解夹杂物能力；

四是具有良好的工艺稳定性；

五是有很好的冶金功能；

六是更加卫生、健康和环保；

七是可提高连铸生产质量和生产效率。

4、电焊条

用硅灰石作电焊条药皮配料，能起助熔和造渣添加剂作用，抑制焊接时放电，减少飞溅，提高熔渣流动性，使焊缝成型整洁美观，增强机械强度。

硅灰石还可为焊条的焊剂提供氧化钙，同时带进二氧化硅，所获得高碱性涪渣，能减少接缝处灼气孔和其他缺陷，加入量一般为10-20%。

5、玻璃纤维

在玻璃纤维中加入硅灰石，在为玻璃成型提供SiO2的同时，带入部分氧化钙，可在玻璃配合料中减少石灰石用量；由于石灰石用量的减少降低了配合料中的CO2挥发，既提高了玻璃的转化率，同时减少了窑炉中烟气的排放，降低了窑炉热耗。

质量控制要点：

一是必须严格控制氧化镁含量，因与透闪石伴生，透闪石中MgO含量较高，且含有氧化铁，选矿时必须严格挑选；

二是以致密状硅灰石原矿加工的分料为宜，否则流动性较差，易堵料；

三是硅灰石成分波动较大，最好批量矿石均化，批量加工，成分容易控制稳定。

6、摩擦材料

硅灰石具有针状特性、低膨胀率及优良的抗热冲击性，是短纤维石棉理想代用品。高摩擦系数硅灰石代替石棉制备的摩擦材料主要应用在刹车片、阀塞、汽车离合器等领域。

日本成功研制了含氧化镁和硅灰石的混杂纤维无石棉摩擦材料、摩擦性能好的含硅灰石纤维摩擦材料、含石墨及硅灰石的氟聚合物滑磨件以及含硅灰石纤维的汽车用无石棉盘式制动片。经测试和批量装车使用证明，各项性能良好，制动距离和使用寿命满足相关要求。

此外硅灰石还能制成毡状矿棉和各种隔音隔热等石棉代用品，能大量减少石棉的使用，有益于环境保护和保障人体健康。

7、橡胶

硅灰石在橡胶行业的应用研究在国内开展较早，在浅色橡胶中可大量代替钛白粉、陶土和立德粉，起到一定的补强作用，并能提高白色着色剂的遮盖能力，起到增白作用。

硅灰石有机改性后，不仅其表面具有亲油性，同时由于处理剂油酸钠分子具有双键，可参与硫化，增强交联，补强作用有较大提高。

8、塑料

在塑料行业中，硅灰石所具有的高电阻、低介电常数和低吸油性使之相对其他非金属矿物材料表现出明显的优势。改性后的硅灰石与塑料的相容性大大提高，其经粉碎后仍保持的针状晶形使之添加到塑料中可以改善塑料的性能，并保证产品具有高的热稳定性、低介电性、低吸油性以及高机械强度，同时降低制品的成本。

尼龙是硅灰石应用的最大市场之一，用硅烷偶联剂改性处理后的硅灰石增强尼龙6或尼龙66，可改善弯曲强度、拉伸强度，降低吸湿率，提高尺寸稳定性。

9、造纸

在造纸行业中，硅灰石具有折射率高、白度高等特性，做造纸填料，能增加纸张的不透明度和白度。硅灰石用于造纸，所形成的硅灰石—植物纤维网络具有更多微孔型结构，使纸张的吸墨性能提高，同时由于平滑度提高、透显降低，因而增加了纸张的适印性。

硅灰石干扰植物纤维的结合，使之对湿度不敏感，降低其吸湿性和变形程度，增加了纸张的尺寸稳定性。根据纸质要求，硅灰石填充量5%～35%不等。

此外，添加了硅灰石粉的纸张涂布颜料同样具有填平纸面、改善外观、增加白度、赋予涂布纸所需要的光学性能等相类似的性能。经过超细粉碎的硅灰石粉的白度、分散性、流平性得到很大改善，可取代钛白粉作为纸张填充料。

10、生物活性材料

人工骨通常是在钛合金表面涂敷一层具有生物活性的陶瓷材料制成。这种人工骨强度高、韧性好是其优点，但其成分与人骨组织的成分相差较大，很难达到真正意义上的愈合，且易被腐蚀。研究结果表明，以硅灰石为主要原料制备的生物陶瓷，生物活性高、强度高、稳定好、与人骨组织的相容性好，可望在人工骨领域得到应用。

11、环保建材

高长径比的针状硅灰石粉以其无毒、无味、无放射性等优点，逐渐取代了石棉和玻璃纤维，成为优质的环保建材新原料。由于硅灰石在被粉碎到很细的情况下仍能保持其独特的针状结构，使得添加了硅灰石针状粉的硅钙板、防火板等材料的抗冲击性、抗弯折强度、耐磨强度均大大提高。在建筑材料领域，硅灰石的应用前景不可限量。

12、农用硅肥

硅灰石配上少量辅料可制成水稻生长发育不可缺少的硅肥，研究表明，硅灰石在缺硅水稻土中的应用，既提高水稻产量又能有效地减少水稻镉的积累。

13、环境污染治理

环境保护是当今人们关心和研究的重要问题之一，其中废水处理问题尤显得相当突出，可以利用硅灰石颗粒的表面性质来除去水中的有害杂质离子以达到净化水质的目的。如利用硅灰石作为吸附剂来分别初去废水溶液中的Cu2+、Fe2+和Ni2+等有害杂质离子以及废水中的其它有害物质，以取代价格昂贵的活性吸附材料作为吸附剂。

14、稀土抛光粉配料

以硅灰石与稀土氧化物按适宜比例混匀，经化学和物理加工处理，可制成高级抛光材料，经有关光学仪器厂试用，质量已达到国产稀土抛光材料的质量标准，而成本仅为后者的一半。

15、生产白炭黑

硅灰石中偏硅酸钙纯度可达94%以上，杂质少，不溶于盐酸，是制备白炭黑的理想原料。

16、其他用途

美国采用硅灰石粉为主要组分，制成了含硅灰石干粉灭火剂；在玻璃工业中用硅灰石取代石英砂和石灰石，可大大降低玻璃配料的融化温度并获得优质玻璃制品；含锰0.02%～0.1%的硅灰石能发出强的黄色阴极浅荧光，随着国防工业对磷光体的需要，已开始运用CaSiO3·Mn磷光体代替ZnBe[SiO4]磷光体；硅灰石用于生产硅钙板用作建筑板材；针状硅灰石晶体加入水泥中用于建筑用屋面板及下水道管等，其横截面强度比波特兰水泥中加入大量石棉再进行专门加工而成的产品的强度超出2～3倍。