中国粉体网讯 钛白粉是一种非常重要的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。近年来，钛白粉价格大幅走高的态势让部分下游产业不得不寻找钛白粉的替代品。
据了解，2021钛白粉产业链上下游“业绩”全面飘红。上半年钛精矿、硫酸及钛白粉价格悉数呈现超20%的涨幅，同时同比2020年上半年、环比2020年下半年变动幅度均“飘红”。
国内钛白粉产业链季度行情变动一览表
来源：卓创化工
为有效缓解钛白粉价格持续上涨给企业带来的压力，业内先后考虑用湿法碳酸钙、无水硫酸钙、高岭土、纳米硫酸钡、硅灰石等替代钛白粉。其中，硅灰石具有特殊的针状结构、高的白度和折射率、高介电性、高电阻、无磁性、强耐热、耐腐蚀、耐碱性、低温化学惰性及低吸油性，因此备受关注。
资源优势
我国是世界上硅灰石资源最丰富的国家，资源储量为世界第一位。经统计，截至2018年底，我国19个省、自治区发现硅灰石矿产地86处(其中超大型8处、大型13处、中型24处、小型32处、矿点9处)。
在77处矿床中，查明硅灰石矿石量2.44亿t，保有硅灰石矿石量2.27亿t。其中，超大型查明矿石量15062.2万t，保有矿石量14890.7万t；大型查明矿石量6592.8万t，保有矿石量5400.2万t；中型查明矿石量2303.4万t，保有矿石量2031.3万t；小型查明矿石量460.6万t，保有矿石量401.8万t。8个超大型矿床的资源储量占全国的60％以上。
中国硅灰石矿资源储量统计(截至2018年底)
性能优良，可部分替代钛白粉
硅灰石是一种呈纤维状解理的偏硅酸盐矿物，具有针状结构、白度较高、热膨胀系数低、化学稳定性与阻燃性能优良、电绝缘性高等一系列优良的物理化学性能。其折光指数（1.63）高于许多白色矿物，表面易生成OH-等活性基团，这些特征都有助于在制备以硅灰石为基体，通过表面包覆TiO2的复合颜料中形成协同效应。
黄敏使用了硅灰石部分代替钛白粉来制作的醇酸漆，得到了分散性和附着力较好的涂膜。雷福尧文章中计算了用硅灰石来替代立德粉和钛白粉所带来的经济效益，能够降低涂料的成本。
陈莺莺等选用3种不同的硅灰石，按一定比例与钛白粉进行复配，制备氮系阻燃尼龙材料。结果表明硅灰石会与钛白粉产生一定协同作用，当硅灰石与钛白粉的复配比例小于2∶8时，可以达到一定的增白作用；当复配比例大于2∶8时，L会随着复配比例的的增加呈下降趋势。此外，硅灰石与钛白粉复配物对产品的其他性能影响较小。综合考虑钛白粉复配物对产品色相及性能的影响，在氮系阻燃产品中，最佳钛白粉替代物为PA1210－Z，替代比例为20%。
邓鑫等用江西广源化工有限责任公司生产的超细硅灰石在白色PVC压延膜中部分代替钛白粉，并系统研究了其在装饰膜、木纹膜和遮盖布等PVC压延制品中的应用研究。结果表明：装饰膜配方中采用硅灰石部分替代钛白粉，样品的拉伸强度、密度和硬度未观察到明显的改变，但白度有所下降；木纹膜中采用硅灰石部分替代钛白粉，产品的遮盖力更好，白度也能达到要求，同时其拉伸强度、密度和硬度基本保持不变；遮盖布中采用硅灰石部分替代钛白粉，产品遮盖力达到要求，白度有所降低，拉伸强度、密度和硬度基本保持不变。
应用广泛，有望“蝶变”
随着硅灰石深加工技术研究的发展，硅灰石已逐渐成为高分子橡塑行业、油漆涂料行业、建材行业、陶瓷冶金行业、造纸行业等诸多工业领域的优质原料。
来源：新余市南方硅灰石有限公司
陶瓷领域
在陶瓷墙、地砖坯料中加入适量的硅灰石，可以大幅度地降低烧成温度，缩短制品的烧成时间，实现低温快速一次烧成，节约大量燃料，明显降低产品成本。在陶瓷釉泥原料中引入硅灰石，可代替白色颜料，又增加釉的光泽，降低釉泥的粘度，改善施釉工艺和釉面质量。由于硅灰石的线性热膨胀性质，在陶瓷制品中硅灰石的应用可以降低产品挠曲度，防止瓷器的微裂、破损和瓷釉缺陷，大大提高了成品率。硅灰石制品中不含碱金属，因而其具有良好的电绝缘性质，且高抗冲击强度和外形稳定性兼备，这种特性使得硅灰石在精密陶瓷业、电力陶瓷业得到了应用。
冶金领域
硅灰石的化学成分稳定，其碱度值近于１，是冶金保护渣的理想原料，可使保护渣具有良好的热稳定性，达到保温隔热，润滑铸坯等效果；同时可减少冶金保护渣配渣的种类，简化其生产工艺，降低生产成本，现已在模铸、连铸（板坯、方坯）、合成渣及不锈钢连铸等多类型连铸保护渣中广泛应用。
建筑材料领域
硅灰石以其无毒、无味、无放射性优点，能够取代对人体健康有害的石棉，是天然绿色环保的原料。同时长纤维硅灰石针状粉能够部分的替代碎短玻纤的用量，可大幅降低制品的生产成本。硅灰石经过特殊加工工艺后仍能保持其独特的针状结构，使添加了硅灰石针状粉的硅钙板、防火板、纤维水泥板、硫酸钙板等新型环保建筑材料的抗冲击性、抗弯折强度、耐磨强度、防腐蚀、隔热防火性能均大大提高。此外，硅灰石还可用于白水泥、建筑腻子等方面。
橡塑领域
硅灰石超细针状粉添加到PA、PP、PE、PVC、ABS、PS、PC等树脂中，可明显改善树脂的物理性能，扩大制品的应用领域,其独特的结构与性能赋与了树脂更优良的性能。与其它填料相比，硅灰石具有优良的电学、机械和热力学的性质。可降低昂贵色料的用量，而不影响质量。硅灰石水份含量低，颜色浅具有光泽，形状稳定，有加固性质，常常取代部分钛白粉、白炭黑、玻璃纤维等被应用在尼龙模压材料中，可明显提高制品的拉伸强度、弯曲强度和热变形温度，降低模塑收缩率和塑料制品翘曲变形，大大降低生产成本。
涂料油漆领域
优等硅灰石粉作为填充剂用于油漆涂料产品中，替代部分立德粉及部分钛白粉、进口P820，能改善涂层的流平性。硅灰石的粒子形状是涂料的很好悬浮剂，其沉淀物柔软分散，可做清洁型涂料的增强剂。由于它吸油量低，有很高的充填量，减少粘结物质的消耗，因而大幅度降低涂料的成本。硅灰石偏碱性，喷涂性能良好,表面有均匀分布的性能，它可以把适用酸性介质的颜料连接起来，非常适用于聚乙酸乙烯涂料。它做填充料，能改进钢涂层耐腐蚀能力。硅灰石除用于水性涂料、聚乙烯醇缩甲醛外，还可用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在沥清涂料中可以取代石棉，在自净漆中，可用硅灰石作为一种加固剂。
玻璃纤维和陶瓷纤维
硅灰石中主要成分是SiO2和CaO，其含量达到92%以上，在玻璃纤维生产中可部分替代原料中的石英砂、叶蜡石、石灰石，同时引入部分氧化硅、氧化钙，具有更好的助熔效果，降低了窑炉熔成温度，既减少碳的排放又达到节能效果；同时增加了纤维成型的硬化速度，改善了的玻璃熔成率，提高了玻璃纤维质量。硅灰石在玻璃纤维、陶瓷纤维中的应用，解决了石英砂等材料难熔的问题，窑炉熔化率也相应提高，大大降低了生产成本。
造纸领域
硅灰石不同于传统的填料，它加填于纸张中并不是简单的填充，而是凭借其高长径比与植物纤维交织在一起，构成“植物纤维-矿物纤维”网状结构，从而部分替代植物短纤维。硅灰石用于造纸，同时具有提高纸张不透明度、降低生产成本、改善匀度、提高印刷适性等优势。
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，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。
其他应用
硅灰石用于焊条涂层，可加速融熔速度，具有节能、抗气孔等优点,增加焊缝强度、促进焊缝表面光滑、改善熔滴过度、加速涂层融化速度。
在摩擦材料中应用，可以改进摩擦材料的稳定性，减少或消除开裂，大大增强成品的耐摩擦性及耐热性，提高其物理力学性能。并可以替代或部分替代摩擦材料中的其它纤维原料，降低其产品的生产成本，提高产品的附加值。可应用于刹车片、衬片、离合器、阀塞、滑轮等方面。
电子工业：电子绝缘材料、荧光灯、电视机显像管、x一射线管、电子工业光屏涂料、电路自动断路器的电弧分离版、集成电路、多层次化基底材料。
小结
硅灰石是一种节能矿物原料，在我国资源丰富，除能满足国内需求外，还可大量出口，具有重要的资源优势。随着表面改性、超细粉碎及材料复合等方面深加工水平的提升，硅灰石可替代钛白粉、石棉、立德粉等粉体，广泛应用于陶瓷、塑料、橡胶、油漆、涂料、颜料、树脂、耐火材料、建材、造纸、机械加工等领域，具有广阔的市场前景。
参考资料:
邓鑫等.超细硅灰石部分替代钛白粉在PVC压延制品中的应用研究
陈莺莺等.硅灰石和钛白粉的复配物在尼龙产品中的应用研究
欧阳友和.我国硅灰石矿产资源及勘查开发现状和发展建议
新余市南方硅灰石有限公司官网
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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