国内硅砂加工利用研究状况

于振新

（阜新市科学技术情报研究所 辽宁阜新 123000）

国内硅砂加工利用研究状况

于振新

（阜新市科学技术情报研究所 辽宁阜新 123000）

本文通过专门软件对硅砂加工利用主题相关内容进行初步分析，在了解掌握各类信息总体框架基础上，再次对相关信息进行深度挖掘、归类比较和汇总分析，指出了国内硅砂加工利用的研究动向及技术发展现状，为本地区硅砂产业的发展提供了有益参考。

硅砂；加工利用；研究

引言

硅砂，又名石英砂，其主要矿物成分是二氧化硅（SiO2），根据开采和加工方法的不同分为人工硅砂和天然硅砂。天然硅砂和人工硅砂成矿不同，但作为原料硅砂的后期加工工艺和应用的方向基本相同。硅砂作为一种大宗非金属矿，用途非常广泛，是近百种工业产品的原料，但各种工业产品对原料硅砂均有严格的质量要求。本文是对我单位承担的有关硅砂加工利用相关课题前期调研工作的汇总分析，对天然硅砂加工利用有所侧重。通过它可以了解该领域内广泛的技术思路、最新的研究动向，还可以为该领域内的产品和技术开发指引方向。

1 国内硅砂加工利用研究状况分析

本分析基于“万方创新助手”以及“知识产权综合信息服务平台”软件，在对各类相关信息的总体框架了解掌握基础之上，调阅了大量原始文献，并对各类相关信息进行深度挖掘、归类比较和汇总分析，各种所列均在权重上占据优势。

1．1 文献调研情况

文献种类及范围：国内公开发表的科技期刊论文、学术会议论文以及学位论文（1990～2014）；国内公布的科技成果（1978～2014）；国内已获授权并仍有效或已进入实审阶段的发明专利（1985～2014）；现今仍遵照执行的有关硅砂用作各类工业产品原料的相关国家标准或行业标准。

（1）学术研究方向

同济大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学、湖南大学对硅砂的学术研究主要是在“水处理”方面，将硅砂用作水处理“滤料”的原料成分，用于去除饮用水中重金属离子、氟、砷等，还用于工业污水的处理。

武汉理工大学、桂林理工大学、九江学院有关硅砂的学术研究较多在“建筑材料”方面，以硅砂为主要原料生产保温砖、烧结砖、增强管等产品。同时，武汉理工大学在硅砂“选矿及加工”方面，对“浮选”也有不同程度的研究。

沈阳铸造研究所、济南铸造锻压机械研究所、山东建筑大学对硅砂的学术研究突出在“铸造用砂”方面，研究满足不同铸造需求用砂的生产工艺。

中国中材集团、北京矿冶研究院、中国矿业大学、成都理工大学有关硅砂的学术研究突出在“选矿及加工”方面，对“浮选”均有不同程度的研究。北京矿冶研究院对“高纯硅砂加工”研究在国内开展的较早；中材地勘院的“中性环境硅砂选别工艺”适合于东北地区天然硅砂的浮选，并已获得实际应用。

西安交通大学有关硅砂的学术研究侧重在电工产品“熔断器”的性能方面。

（2）科技成果产出情况

在“选矿及加工”方面：中国建材国际工程集团有限公司（原安徽蚌埠玻璃工业设计研究院）完成的“硅砂无氟浮选工艺”获得成功，并已生产出精制硅砂、石油压裂砂和熔断器填料；西北矿冶研究院的“硅砂无氟浮选工艺”获得成功，并在兰州建厂投产。

在“玻璃工业”方面：中科院生态环境研究中心完成的“利用硅砂等廉价矿物原料生产微晶玻璃”已在石家庄建厂投产；江苏省新沂市凯达石英有限公司“年产7200t彩色液晶玻璃用硅砂”项目已获实施。

在“彩色硅砂”方面：安徽省建材科技研究所完成了“彩釉硅砂”生产技术的研究；中科院化学冶金研究所完成了“彩色硅砂”生产工艺的研究。

在“耐火材料”方面：西安科技大学在生产“碳化硅”的同时，还对高热值一氧化碳（CO）进行回收，作为能源或化工原料，中试已经完成。

在“铸造用砂”方面：济南铸造锻压机械研究所的“低膨胀、低发气覆膜砂”研究项目在辽宁省朝阳市得到转化实施；沈阳铸造研究所与内蒙古通辽大林型砂公司合作，成功研制出铸造用擦洗砂；中国地质大学利用硅砂研制生产“精密铸粉”，部分替代了进口。

在“水处理”方面：中国市政工程中南设计院研制利用硅砂作“水处理滤料”，在广西地区多项大型水处理工程中得到应用；北京仁创科技集团研制的硅砂“生态透水与防水材料”及“城市与农村雨洪利用”成套系统，在国内多项重要工程中得到了应用。

在“高纯石英砂”生产加工方面：昆明理工大学、武汉理工大学、河北理工大学、南京大学均有成果产出。南京大学在“高纯石英砂”生产加工研究方面与其它几所高校相比明显处于优势地位，江苏太平洋石英股份有限公司与南京大学博导团队联合研发的“高纯石英砂”填补了国内空白，替代进口，用作高纯石英玻璃管/棒和石英坩埚的原料，产品远销二十几个国家和地区，并获得8项发明专利。

除上述之外，如东北石油大学研制的“物理模型”满足了国内各石油研究机构和高校的应用需要；武汉理工大学开展了硅砂在建筑增强材料方面的研究并获得应用。

（3）发明专利产出情况

从行业及领域来看：发明涉及到用硅砂充当填料，生产建筑材料（如混凝土、涂料、砖及墙体材料）、铸造砂、生活日用品，加工为水处理滤料以及某种特殊用途的硅砂材料；发明还涉及到硅砂的除杂、提纯（磁选、浮选）以及高纯石英砂的加工等方面。其中，山东济南铸造锻压机械研究所张才元、张继红发明的“低膨胀低发气的铸造石英砂及其生产方法”（CN98110021.X）已在辽宁省朝阳市实施转化；中材地勘院黄强、郭银祥发明了“一种由硅砂分离长石和石英的方法”（CN200510103131.3），由其改进的“中性环境硅砂选别工艺”在北方的通辽地区以及河北承德围场一带硅砂选矿中已有实际应用；长沙矿冶研究院、华原风积沙开发有限公司共同发明的“用沙漠风积沙选矿制备石英砂精矿的方法”（CN201010212824.7），适于阜新地区的硅砂矿类型。

从地域分布及发明主体来看：江苏、安徽两省辖区内有关硅砂加工利用方面的研发活动较为活跃，发明专利占据的比例较大；江苏省在“高纯石英砂”的加工方面尤显突出，连云港市的生产加工企业居多；广东、湖南、山东三省也有不俗的表现。企业是发明创造的主体，占据发明专利申请人的绝对多数；高校院所中武汉理工大学、中国建材国际工程集团有限公司（原安徽蚌埠玻璃工业设计研究院）、山东建筑大学在硅砂选矿提纯方面均有发明专利申请提出；广东工业大学、兰州大学在“疏水滤料”方面均有发明专利申请提出；东华大学在铸造砂“添加剂”方面有所创新；北京仁创科技集团有限公司在对硅砂利用的研究中，拥有多项产品和技术的发明专利，更为注重发明创造的产业化实施。

1．2 突出创新实体与重点研究机构

在硅砂加工利用的科技创新活动方面，北京仁创科技集团最为活跃，其产品涉及到“以砂兴水、以砂建筑、以砂治沙、以砂精铸、以砂增油、以砂兴艺”六个方面，拥有“硅砂资源利用国家重点实验室”，是中关村国家自主创新示范区的“高新技术企业”，开发出300多项原创性科研成果，在国内处于领先地位。

在硅砂加工利用的研究机构中，沈阳铸造研究所是唯一的国家级铸造技术专业研究所，在铸造方面的研究占据优势地位，主要从事铸造业用新材料、新工艺、新技术及相关设备的研究开发、技术推广和产品生产。中材地质工程勘查研究院在非金属勘探、采选及深加工技术方面居国内领先地位，该院的测试中心主要从事非金属矿及建筑材料的理化性能测试，选矿试验，有丰富的非金属产品开发能力；中材国际工程集团有限公司（原安徽蚌埠玻璃工业设计研究院）是国家重点高新技术企业，建有浮法玻璃新技术国家重点实验室，新玻璃、新材料等产业基地分布国内多个省份。武汉理工大学“硅酸盐建筑材料国家重点实验室”可支撑热工、水泥与胶凝材料、混凝土、玻璃、陶瓷、薄膜与涂层、墙体以及道路材料的科学技术研究，构筑起环境协调建筑材料及其关键技术研究的支撑平台。

2 结束语

硅砂用途广泛，初级加工利用可以增加硅砂原料的消耗，却不能带来可观的经济效益。应在解掌握国内硅砂加工利用研究动向、产品和技术发展现状的情况下，找出产业发展中存在的问题，理清并明确发展思路。应稳定并加强现有条件下的生产，寻求发展高附加值产品，提升硅砂加工利用的技术水平。根据上述分析，课题组又调研走访了武汉理工大学“硅酸盐建筑材料国家重点实验室”、北京仁创科技集团内蒙古（奈曼旗）研究基地以及资源条件相同的周边地区，完成并提交了系列调研汇报材料，得到了本主要领导的肯定，真正发挥出了科技情报的参谋作用。收稿日期：2016-4-15

TD985

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1004-7344（2016）13-0322-02