专注于超细超纯粉碎与分级研究、粉体形状控制与选择性粉碎、粉体表面改性、和粉体工程设备的系统集成

粉煤灰基无机填料项目简介
——球磨分级-山东埃尔派粉体科技

2020-08-20

一、 市场简介

开发粉煤灰基无机填料是未来粉煤灰绿色高值化利用和进一步加大利用率的重要方向 。尤其是近几年来成为各高校及科研院所研究的重点。但由于无机填料的粒度要求细，粉煤灰超细研磨的能耗太高，没有经济性，以及没有好的改性技术使粉煤灰能达到各种无机填料的功能化高价值，因此多年来一直没有产业化。我们经过多年研发在国际上率先突破了粉煤灰的低成本超细研磨、分级和功能化高附加值改性并率先实现了产业化运营，同时获得了一系列专利与专有技术。随着这一系列技术的深入完善与发展，粉煤灰基无机填料将是市场巨大潜力无穷。目前其主要市场应用有以下几方面：

1、作为一种化工填料，主要替代大量的无机非金属矿物填料，如碳酸钙、高岭土、滑石、石英、长石、硅灰石、石灰石、氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铝、白炭黑、炭黑、磷系阻燃剂等，用于：

• 高分子材料，如各种塑料、橡胶、塑胶弹性体、聚氨酯弹性体、电线电缆、合成革、胶黏剂等
• 复合材料，如玻璃钢、木塑、油毡防水等
• 涂料、油漆，如防腐油漆、耐磨地坪漆、耐磨耐腐蚀耐高温涂料等
• 陶瓷材料，如人造耐磨耐腐大理石、花岗石，地板砖等
• 造纸材料，如各种耐火、耐腐、耐磨、耐水、耐撕裂、高硬挺的特种纸、包装纸、瓦楞纸、纸箱等

据不完全统计，2016年国内碳酸钙消费量超过1500万吨（不包括脱硫与饲料级），长石、石英、高岭土、膨润土及其它粘土矿物超过3000万吨，炭黑、白炭黑超过800万吨，再加上其它各种有机与无机、天然与人造的功能化填料总需求超过6000万吨，随着材料绿色化、复合化、功能化的发展趋势，填料的用量将越来越大。根据初步调研分析和技术评估以及后续研发展望，未来5年内粉煤灰可按10-20%的比例逐步替代各种常规天然或人造填料，总容量将达500-1000万吨。

碳酸钙作为常用化工填料，应用面广量大，价格低廉，细度以10微米以细为主，吨价格平均重钙约1000元，轻钙约1200元。

同细度的粉煤灰超细微珠替代碳酸钙，各种制品的各项性能指标均有提高，成本下降明显，在深色制品领域替代碳酸钙潜力巨大。

与常用无机填料补强性能对比

2、作为一种绿色高性能超细掺合料或矿物外加剂或减水剂，主要替代水泥、矿粉、硅灰、超细硅微粉、超细石灰石粉等，应用于水泥、商混、PC\UHPC等各种建材，以降低成本并提高性能。尤其在大体积、自密实、高强、高性能、特种混凝土中使用效果更明显。

主要由于该系列产品比表面积可达700-3000m2/kg，细度比水泥和S95矿粉等细的多，比硅灰等球形度高，流动性、分散性好，且主要化学成分是活性氧化硅、活性氧化铝、活性氧化钙等，在水泥混凝土体系中，一方面起到填充、润滑、解絮、分散、致密等物理作用，另一方面该产品中的活性氧化硅、活性氧化铝等活性氧化物与水泥水化时析出的氢氧化钙晶体、水化硅酸钙凝胶等胶凝材料、集料带入的有效碱、硫酸盐、氯离子等对水泥石和混凝土强度及耐久性不利的物质起化学反应，生成对水泥石和混凝土强度及耐久性有利的硅铝酸钙凝胶和其他有益化合物，在物理和化学两个方面作用下，改善了新拌混凝土的工作性如：流动性好、保水性好、不泌水、不离析、坍落度经时损失小、泵送性好等优点。改善浆体与集料界面的粘结度，减少硬化混凝土的孔隙，减小孔径，致密结构及体积稳定性，增强混凝土抵御各种化学侵蚀和抑制碱集料反应能力，显著提高水泥石和混凝土的耐久性。具体表现在：

• 降低混凝土内部温升的顶峰温度，减少大体积混凝土出现裂缝的危险。
• 改善新拌混凝土流变性质、泌水性和离析现象以及能够保持一定的和易性，为降低用水量及形成良好的耐久性混凝土结构创造条件。
• 产品中活性氧化硅，活性氧化铝成分结合氢氧化钙、有效碱、硫酸盐、氯离子及其他对混凝土耐久性不利的物质，缓解某些对混凝土耐久性不利的化学反应或其他作用。
• 提高硬化混凝土结构密实度、细化孔隙、添堵有害孔的孔隙，增强混凝土自身对有害物质的侵入、渗透、扩散的防御能力，保护钢筋不致遭受外侵介质的腐蚀和锈蚀。

该系列产品作为一种高性能混凝土矿物外加剂，其主要用途：

绿色高性能水泥混合材及混凝土超细掺合料
用52.5级水泥内掺40%-50%生产绿色高性能525水泥。
用42.5级水泥内掺20%-30%生产绿色高性能42.5水泥。
用32.5级水泥或混合水泥内掺20%-25%生产绿色高性能32.5水泥。

抗氯离子侵蚀混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100海港、码头、高寒地区道路等氯离子侵蚀严重的混凝土。

免压蒸预应力混凝土矿物外加剂
用于配制C40-C120高铁轨枕板、管桩、网片、电杆、TRC板、GRC板、涵管等预应力混凝土。

抗硫酸盐侵蚀混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100地铁、隧道、排污管道、地下工程等硫酸盐侵蚀严重的混凝土。

抗磨蚀混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100机场跑道、高速公路、泄洪闸等高磨蚀混凝土。

防辐射混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100核电站核岛安全壳，医院等核辐射混凝土。

抗干裂混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100空气干燥、昼夜温差大环境恶劣混凝土。

抗碳酸气混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100二氧化碳浓度高的混凝土。

自密实混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100免振捣混凝土。

清水混凝土矿物外加剂
用于配制C30-C100免粉刷饰面混凝土。

仿生态混凝土矿物外加剂
用于配制生长植物的景观混凝土。

随着生态文明建设和环保要求的提高，一方面水泥、矿粉价格日益走高，而传统水泥、商混市场容量基数巨大，因此以粉煤灰基煤电固废超细填料替代普通水泥、矿粉，其市场潜力和经济效益巨大；另一方面，随着装配式建材、绿色高性能混凝土的兴起，替代硅灰等矿物外加剂的市场潜力巨大，效益显著。目前硅灰的市场价格在每吨2000元以上，用粉煤灰微珠替代硅灰能显著降低高性能混凝土成本并提高性能，效益显著。

3、其它高附加值领域的应用。如：

• 利用粉煤灰微珠替代氧化铝粉体制造陶瓷膜，利用其球形微珠体作为致孔剂可以获得更好的过滤效果，也大大降低原料成本。
• 利用粉煤灰微珠的空心、微孔、球形特点，可以用于保温、降噪、轻体、吸附材料或载体等。

二、 产品、工艺、投资及效益简介

1、 粉煤灰超细微珠

生产工艺：原灰先经过预分选得到一级灰或细灰，再利用专用超细分级机从一级灰中得到超细微珠，剩余粗产品可作为优质二级灰。

主要技术经济指标：

• 细度：以1250目（D97,10um）为主，600-2500目可调
• 出品率：以原装灰计，1250目产品可得约10%
• 以一级灰计，1250目产品可得约30%
• 吨产品能耗：以1250目计约50-60kWh
• 吨产品售价：以橡塑填料替代碳酸钙计，售价600-800元
• 以外加剂替代硅灰计，售价2000-2500元
• 吨产品毛利润：橡塑填料200-300元 外加剂1000-2000元
• 投资及占地：每万吨1250目产品总投资约200万元，其中生产线设备投资约150万元，占地面积约200平米

2、 复合矿物外加剂（超细掺合料）

生产工艺：通过对传统球磨机改造升级成超细专用球磨机，以及配套专用超细分级系统，在合理的配方下，利用低成本加工与多固废协同激发技术，使粉煤灰、矿渣、钢渣、炉底渣、脱硫石膏等工业固废变成具有高附加值高强高性能的复合矿物外加剂产品。从而大大提高固废加工利用的附加值和消纳量，并使水泥、混凝土的成本降低、性能提高。

主要技术经济指标：

• 产品细度：比表面积约650-800 m2/kg
• 原料配方：以粉煤灰为主约占40-70%，矿粉约占20-40%，也可以加入部分炉底渣、钢渣等
• 吨产品能耗：约40-50kWh
• 吨产品售价：在水泥、商混中使用参考S95矿粉价格，在UHPC或C60以上混凝土中可高于水泥价格
• 吨产品毛利润：约80-500元

投资及占地：

• 新上30万吨生产线总投资约1500-2000万元，旧线改造（原有粉磨站等）约需800-1200万；新上40万吨生产线总投资约2000-2500万元。不包括土地投资。
• 占地面积不少于5000平米，其中厂房面积不少于2000平米。