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纖維石膏加工制成的硫酸鈣粉經過除去雜質等工藝后具有較高的白度,通常能夠達到97%以上,所以在一定的條件下可以代替鈦白粉、白炭黑和高嶺土作為某些產品填料,硫酸鈣作為填料原料其發展具有一定的優勢,主要有資源優勢、產品安全優勢、環境優勢、成本優勢等等。
一、資源優勢
我國石膏資源豐富,約占已探明的石膏總儲量的60%左右,主要分布在湖南、湖北、安徽、四川、江蘇、重慶、山東等地,全國石膏遠景儲量近600億噸,居世界前列,僅安徽含山石膏礦床遠景儲量就達58億噸,堪稱亞洲第一大石膏礦床。隨著遼寧遼陽、湖北大冶、湖南臨澄等石膏礦床的相繼投產,在今后一段時間石膏產量快速增大。其中品質最好的纖維石膏礦主要集中在湖北的應城和荊門地區儲量近億噸。
由于儲量豐富所以由石膏制成的填料其價格也不高,其加工過程也相對簡單,只需經過挑選礦石(對顏色),粉碎、濕磨、分選、干燥、篩分或用空氣浮選即成為成品。相比較其它的白色填料而言其價格必然較低,如氣相白炭黑其制備工藝復雜,價格昂貴。
二、產品安全性優勢
由于硫酸鈣在自然界中大量存在,其加工過程相對其它的無機填料而言只是加入少量的改性劑或不加,所以含有的有害化學物質較少,因此其安全性較高。例如人造石中填料中普遍采用的是使用氫氧化鋁,然而氫氧化鋁是通過化學方法合成,不可必免的會帶入對人體有害的物質,不符合綠色生態建材的發展趨勢。
三、環境優勢
將石膏加工制成填料不需要化學合成,所以其對環境的污染程度要比其它的填料低。同時由石膏制成的石膏晶須還可以在一定程度上代替木材用于造紙,從而有利于環境保護,降低造紙企業對環境的污染。
石膏晶須是很好的造紙原料,長徑比≥100(50以上),即可代替部分或大部分紙漿,作為制造特種石膏紙,長徑比≤50的可作紙張的高級填料,這樣可以大大增加紙的產量,降低木材(木漿)消耗,即保護了環境,又減少造紙廠中的廢水排放,減少污染。目前全國年消耗紙張3000-4000萬噸,僅占其中1%,每年即需求30-40萬噸石膏晶須。
同時無水硫酸鈣也作為紙張填料,將硫酸鈣添加到纖維素紙漿中可制得高強度的防火紙。另外由于無水硫酸鈣具有較的白度,可以提高紙張的外觀。
四、應用前景
由于硫酸鈣作為一種綠色環保的無機非金屬材料,其生產成本較其它填料較低,能夠在一定程度上節約生產成本,所以其應用的前景十分廣泛。目前,國內已有專家將二水石膏經過脫水、超細、提純和改性等一系列加工后,制造成一種稱為凱色粉的高檔產品。它可以取代立德粉、超細的煅燒高嶺土、滑石、重質碳酸鈣(或輕鈣),可以代替部分鈦白粉用作橡膠、塑料、涂料中的填料。由于加工后的無水硫酸鈣與有機材料親合力強,可以大量摻入,摻入量為重鈣或輕鈣摻入量的2倍以上,制品的強度、剛性、表面硬度、耐酸性、耐候性、熱穩定性均有所提高,而每噸制品的成本即下降了200多元。
根據實驗資料,石膏專業委員會專家組準備在湖北大冶靈鄉用優質硬石膏加工微米級硫酸鈣,用于橡膠、塑料及涂料中,與凱色粉一樣將得到很好的應用。而優制硬石膏無需煅燒,又可以簡化一些加工廠工藝,節省能源,降低成本,提高產品的市場競爭能力,有望大量發展。