第一節(jié) 上游 行業(yè) 發(fā)展?fàn)顩r 分析

燒結(jié)莫來(lái)石的開(kāi)采涉及到非金屬礦采選業(yè)，因此以下主要介紹此 行業(yè) 的發(fā)展：

1、我國(guó)非金屬礦發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)礦產(chǎn)資源品種比較齊全，已探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源158種。能源礦產(chǎn)10種，金屬礦產(chǎn)54種，非金屬礦產(chǎn)91種，水氣礦產(chǎn)3種。礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。非金屬礦產(chǎn)不僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證，而且是文明社會(huì)發(fā)展的需求。

近十年我國(guó)非金屬礦發(fā)展十分迅速,年產(chǎn)值增長(zhǎng)率25%以上,年開(kāi)采量40-50億噸。金屬礦采選業(yè)和制品業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值8700億元，約占全國(guó)礦產(chǎn)品相關(guān)工業(yè)產(chǎn)值的14.1%。非金屬礦物材料的應(yīng)用具有較大的潛力，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的250余種非金屬礦物中，已被開(kāi)發(fā)利用的僅百余種，其中應(yīng)用較多的30～40種非金屬礦物中仍有很多性能和功能尚未被揭示和應(yīng)用。

2、我國(guó)非金屬礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)是：

1）東部地區(qū)，探明儲(chǔ)量增幅減緩，大部分礦山進(jìn)入中晚期，儲(chǔ)量和產(chǎn)量逐年降低，接替資源勘探不足。東部發(fā)達(dá)地區(qū)從環(huán)保和城市化建設(shè)的考慮，已逐步限制礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，但東部地區(qū)對(duì)非金屬礦資源的需求量較大。

2）西部地區(qū)資源儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)工作程度淺、推斷儲(chǔ)量大，開(kāi)發(fā)利用的自然條件差，市場(chǎng)需求量少。還存在生態(tài)環(huán)境保護(hù)與礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的矛盾。

3）東北部地區(qū)，部分資源儲(chǔ)量豐富，品位好，開(kāi)發(fā)利用起步早。隨著“振興東北老工業(yè)基地”的戰(zhàn)略實(shí)施，具有較大的發(fā)展空間。

3、我國(guó)非金屬礦工業(yè)發(fā)展特點(diǎn)

1）國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大；

2）深加工產(chǎn)品比重有所上升， 行業(yè) 產(chǎn)能與盈利水平全面提升；

3）產(chǎn)品價(jià)格保持穩(wěn)中有升，部分產(chǎn)品價(jià)格增幅較大；

4）政府新出臺(tái)的資源法規(guī)和 產(chǎn)業(yè)政策 開(kāi)始限止了 行業(yè) 的盲目發(fā)展；

5）民企和上市公司已成為產(chǎn)業(yè)投資主體；國(guó)際資本加速介入我國(guó)非礦產(chǎn)業(yè)；

6） 行業(yè) 投資規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)；資源綜合利用與技術(shù)裝備水平不斷提高。

第二節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 分析

燒結(jié)莫來(lái)石被常用來(lái)生產(chǎn)高溫耐火材料，以下就以此為其下游進(jìn)行 分析 。

1、發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)的建筑材料工業(yè)自20世紀(jì)80年代以來(lái)得到了高速的發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)部門。其中，水泥等建材工業(yè)產(chǎn)品近年以來(lái)發(fā)展迅速，而伴隨其發(fā)展的，是高溫工業(yè)耐火材料的迅猛發(fā)展。

水泥工業(yè)消耗的耐火材料約占整個(gè)耐火材料總量的10%，我國(guó)的水泥窯用耐火材料經(jīng)“六五”至“十五”"攻關(guān)和各有關(guān)單位的努力，已經(jīng)成功在2000t/d以下的水泥窯上和4000t/d級(jí)窯的非高溫區(qū)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，我國(guó)耐火材料產(chǎn)業(yè)規(guī)?；粩嗉訌?qiáng)。

目前我國(guó)耐火材料產(chǎn)品總量多，但中等以上特別是高端產(chǎn)品的品種、數(shù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)卻嚴(yán)重不足，目前我國(guó)耐火材料高端產(chǎn)品的品種、數(shù)量與國(guó)外相比確實(shí)不足，主要是與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)，但就目前來(lái)講，還與耐火材料生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有足夠的實(shí)力去購(gòu)買國(guó)際先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品檢測(cè)設(shè)備有關(guān)。以上原因，導(dǎo)致了我國(guó)耐火材料研發(fā)水平受到了制約，產(chǎn)品的質(zhì)量因此也就相對(duì)落后。但是，他 分析 說(shuō)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速平穩(wěn)發(fā)展，耐火材料工藝水平低下的現(xiàn)狀會(huì)得到改善和提高的。

2、發(fā)展方向

發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)耐火材料的成本遠(yuǎn)高于發(fā)展中國(guó)家，同時(shí)由于環(huán)保要求更嚴(yán)格，迫使他們只生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品或出口技術(shù)，而將大宗產(chǎn)品、勞動(dòng)密集型產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家生產(chǎn)。中國(guó)由于有得天獨(dú)厚的原材料優(yōu)勢(shì)和勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)、無(wú)疑機(jī)會(huì)更多一些。我國(guó)宣布從2004年1月份開(kāi)始對(duì)大多數(shù)耐火原料出口取消退稅，產(chǎn)成品出口也將降低退稅幅度。這意味著重要原料出口進(jìn)一步受到限制，對(duì)依賴進(jìn)口我國(guó)耐火原料和產(chǎn)品的一些發(fā)達(dá)國(guó)家的耐火材料工業(yè)產(chǎn)生將會(huì)產(chǎn)生重要影響。為了降低成本，他們勢(shì)必把工廠搬到中國(guó)來(lái)，這對(duì)中國(guó)耐火材料工業(yè)的發(fā)展也將是一個(gè)重要的機(jī)會(huì)。此外，通訊和運(yùn)輸?shù)谋憬?、?guó)際市場(chǎng)的變化、電子商務(wù)的增多等，也給耐火材料工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了良好的機(jī)遇。

因此，耐火原材料目前和今后的研發(fā)及創(chuàng)新，應(yīng)該把握以下幾個(gè)方面的機(jī)

1）長(zhǎng)壽、低耗的鋼包系統(tǒng)用耐材；

2）高效連鑄連軋系統(tǒng)用耐材；

3）爐外精煉系統(tǒng)用耐材；

4）高性能不定形耐火材料；

5）適應(yīng)新施工方法的耐材；

6）水泥、有色、石化和陶瓷等工業(yè)關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵部位用耐材；

7）有利于環(huán)保和生態(tài)的耐火材等。

第三節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、水解沉淀法

水解沉淀法是在澄清溶液中使用沉淀劑，然后將沉淀物煅燒獲得所需粉料。它分為共沉淀法和單相沉淀法。前者指在溶液中加入沉淀劑(通常為氨水)形成沉淀；后者指先將沉淀劑溶于溶液中，再通過(guò)沉淀劑的分解改變pH值，形成沉淀。常用的含鋁原料有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、醇鹽等；含硅原料有硅酸鈉、氯化硅和硅酸乙酯。

以聚羥基鋁離子[AlO4Al12(OH)24(H2O)12](簡(jiǎn)稱A113)和活化硅酸為起始原料，采取滴定沉淀方法制備莫來(lái)石前驅(qū)體。該前驅(qū)體具有以下2種結(jié)構(gòu)特征：①前驅(qū)體中形成了Si—O-A1鍵合；②前驅(qū)體中成分分布呈現(xiàn)高度的均勻性。x射線衍射儀(XRD)結(jié)果表明，前驅(qū)體經(jīng)900。C×lh的煅燒后生成了莫來(lái)石，經(jīng)l200℃×lh煅燒后生成了單相莫來(lái)石晶相。

還可以采用水解沉淀法制備出超細(xì)莫來(lái)石粉末，經(jīng)l300℃煅燒后在透射電鏡下觀察，莫來(lái)石粉末的平均粒徑為50nm，比表面積達(dá)74m2／g。

2、溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法(Sol—Ge1)的基本原理L1是將無(wú)機(jī)鹽或金屬醇鹽經(jīng)水解直接形成溶膠或經(jīng)解凝形成溶膠，然后使溶質(zhì)聚合凝膠化，再將凝膠干燥，焙燒去除有機(jī)物成分，最后得到無(wú)機(jī)材料。硅凝膠可通過(guò)膠態(tài)SiO的分散或硅的醇鹽水解而制得，鋁凝膠可通過(guò)鋁的醇鹽水解或鋁鹽溶液的沉淀產(chǎn)生A1(OH)。并且分解制得。

一般來(lái)說(shuō)，莫來(lái)石的相轉(zhuǎn)變及形成溫度都取決于莫來(lái)石凝膠先驅(qū)物的混合度，根據(jù)其混合度莫來(lái)石凝膠可分為單相凝膠和雙相凝膠，在單相凝膠中SiO2和Al2O3是以分子級(jí)混合的，而在雙相凝膠中SiO2和Al2O3。只是以納米級(jí)混合。雙相凝膠的莫來(lái)石生成反應(yīng)一般認(rèn)為按以下2條途徑進(jìn)行：一是莫來(lái)石由無(wú)定形SiO2和過(guò)渡態(tài)Al2O之間反應(yīng)進(jìn)行；二是凝膠首先在約l000。C生成A-Si尖晶石相，然后在l200℃以上同無(wú)定形SiO2反應(yīng)生成莫來(lái)石。

溶膠-凝膠法制備的膠體在脫去熔劑時(shí)，由于表面張力的存在使凝膠發(fā)生收縮，孔結(jié)構(gòu)塌陷，粒子團(tuán)聚，粒徑變大，因此普通干燥方法大大改變了凝膠粒子的原有性能，妨礙了超細(xì)粒子的生成。目前溶膠-凝膠法主要采用3種干燥工藝：溶膠-凝膠直接干燥法、溶膠-凝膠一超臨界流體干燥(SCFD)法和溶膠-凝膠-噴霧干燥(SPD)技術(shù)。

溶膠-凝膠法可精確控制各組分的含量，使不同組分之間實(shí)現(xiàn)分子與原子水平上的均勻混合，整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝條件容易控制，是目前 研究 最常用的方法。

第四節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

燒結(jié)莫來(lái)石溶膠-凝膠法的工藝流程

第五節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

1、成核生長(zhǎng)法

成核生長(zhǎng)法以亞微米級(jí)工業(yè)氧化鋁顆粒(由丫-A2O3。和a-Al2O3組成)為核粒子，利用正硅酸乙酯的水解，在核粒子上涂層來(lái)制備莫來(lái)石前驅(qū)體—內(nèi)核為Al2O3顆粒、涂層為無(wú)定形SiO2的復(fù)合涂層粉料，將復(fù)合粉料成形后，于不同溫度下常壓燒成。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)1600℃×2h煅燒的試樣達(dá)到完全致密，通過(guò)XRD 分析 發(fā)現(xiàn)，試樣全部由莫來(lái)石相組成。

以a-Al2O3和正硅酸乙酯為原料制備出了a-Al2O2表面包裹一層無(wú)定形SiO2的復(fù)合粒子。將復(fù)合粒子的成形體在1300℃以下煅燒后，材料的密度接近100%。A12O3／SiO2復(fù)合粒子經(jīng)1500℃×2h煅燒后，全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石。

2、自燃燒法

使用自燃燒法制備了莫來(lái)石粉末的方法，使用金屬硅和鋁粉為起始材料，制備出的莫來(lái)石顆粒尺寸為0．01～10um的小球體。有人利用煅燒Al2O3、siO2和Al粉合成出了莫來(lái)石。試驗(yàn)首先將各原料粉末采用2種不同的工藝路線(即干法和濕法混合)，然后將混合料成形，成形體經(jīng)不同溫度、相同保溫時(shí)間燒成后，檢測(cè)其物理性能發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濕法混合的原料制備的坯體燒成后更致密并且微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的更好。采用2種工藝制備的燒成坯體纖維顯微結(jié)構(gòu)中均含有大量的莫來(lái)石和剛玉相，并且還含有非常少的玻璃相。

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