尾矿微晶玻璃建筑装饰材料


  摘要:介绍了建筑装饰用微晶玻璃相对天然建筑石材的优点,以尾矿为主要原料的建筑装饰用微晶玻璃可取得更好的经济和社会效益。
  关键词:微晶玻璃;尾矿;综合利用;可行性;建筑石材
  
  一、微晶玻璃饰材简介
  
  微晶玻璃是将特定组分的玻璃经热处理晶化制得的多晶陶瓷,为结晶相与玻璃相的复合相。它不同于玻璃,玻璃全部是非晶态,而它含部分微小的晶体;它也不同于陶瓷,陶瓷中大部分结晶物质是制备陶瓷的原料中原有的,而它的结晶相全部是在高温下从玻璃中析出晶体而成。
  建筑装饰用微晶玻璃板材(以下简称"微晶玻璃饰材")是微晶玻璃的一种,是一种新型人造石材。在玻璃质内含少量硅灰石或透辉石等钙镁硅酸盐微晶,主要成分是SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、K2O等。其抗压强度、抗折强度、光泽度、耐酸、碱性等性能均达到或超过高档天然花岗石材。特别是没有放射性,光泽度高于天然石材,可人工控制成人们喜好的不同颜色、没有色差,以及便于制成弧形板用于装修圆柱等等优于天然石材的性能,因而受到建筑业的青睐(见表1)。

  前苏联首先利用矿渣研制成功了微晶玻璃材料,并率先应用于建筑物的装饰。七十年代日本电气玻璃公司(CNEG)利用烧结法,实现了微晶玻璃板材的工业化生产,产品在其国内外大范围采用,并向欧美、台湾、韩国和东南亚推销。

  早在七十年代,国内有关单位已经开始了微晶玻璃的基础研究,九十年代国内诞生了天津标准国际建材有限公司、广东茂名中辰建材有限公司等一批投资上亿元的大型专业化微晶玻璃生产企业,短短几年时间,国内一些重点建筑物使用面积已超过几十万平方米,上亿元的销售收入显示了巨大的市场前景。
  
  二、微晶玻璃饰材的市场分析
  
  据意大利法恩查出版集团的资料预测,到2000年底,世界石材的使用量将达6.505亿平方米,2005年世界石材使用量达10.783亿平方米;世界石材贸易98年金额达50亿美元,在2000年达60亿美元,板材的用量会继续保持上升趋势,但将重新重视大理石的应用,蓝色、黑色、红色、白色、绿色石材依旧为名贵品种,那些传统具有均匀结构和颜色的产品将再度流行。随着防火要求愈来愈严格和安装技术的进步,用石材作为装饰幕墙将是大势所趋,家具市场对异形石材的需求也将猛增。
  中国建筑技术研究院建筑与房地产经济研究所预测从2001~2010年的10年中,我国将建设村镇住宅50亿平方米,建设公共建筑10亿多平方米,城市住宅建设量33.5亿平方米。2010年建筑业增加值将达到24000亿元人民币(2010年价格)。在2000~2010年,我国建筑业增加幅度将在6.6%~9.5%之间。而建筑业中石材消费量占到建筑业增加值的8%~11%。2001年我国建筑业将消耗石材450亿~500亿元人民币,2010年将达到2000亿元人民币以上。因此,国内石材市场巨大。一些国外跨国公司更是看好这一市场,纷纷抢占我国中高档石材的大部分市场。据初步统计,进口石材已挤占我国建筑装饰业石材市场的14~13,而且还有继续增长的趋势。
  综上所述,石材市场的需求推动了石材工业的发展,但目前石材市场的发展,存在着自然资源减少、石材加工过程中产生的废石对环境造成污染或花岗石材常具有放射性等问题。进入九十年代,随着全球性环保意识的增强,花岗石、大理石等天然石材的开采量日趋下降,微晶玻璃板材以其具有天然石材不可比拟的装饰效果和更优良的理化性能,没有放射性,价格又低于高档石材,成为一种能代替天然石材的高档建筑装饰材料。已逐渐被人们所认识和接受,用微晶玻璃替代部分天然石材已是大势所趋,市场前景广阔。
  微晶玻璃板材在国际市场上不同品牌的价格达100~200美元m2。国外主要生产商为日本电气硝子株式会社(简称NEG),日本旭硝子公司、韩国玻璃集团及台湾中国制釉公司,采用烧结法工艺及纯工业原料生产,主要工程有日本东京车站、新大阪仙台地铁站、日本新千岁空港旅客进港大厅、东京银座时装大厅、台湾高雄南荣大楼、香港尖沙咀、铜锣湾松板屋等等。我国经十余年的科研攻关和试生产,现有唐山大唐饰材厂、天津国际标准建材有限公司、广东茂名中辰集团建筑材料有限公司等多家企业利用烧结法工艺,使用化工原料生产白色、灰色、米黄色系列微晶玻璃板材上市,先后在国内装修了北京人民大会堂、首都机场进出港大厅、外交部签证大厅、中国人民银行、中国南光进出口公司、北京京西宾馆东楼、上海国际会议中心、上海地铁一、二号线、上海金茂大厦、福建兴业银行总行、福州东街口邮电大楼、福州五四路环球广场、天津海洋宾馆、重庆中讯大楼等等。1998年以来我国微晶玻璃有行无市的局面开始得到了改变,市场迅速升温。值得注意的是现在有些不是太高档的建筑物如公安局、医院、住宅楼、地下商场、邮电局、培训中心等建筑物都已开始应用微晶玻璃进行装修。
  中国石材工业协会还透露,到2010年,我国石材工业的奋斗目标是:石材年总产值从现在的1000亿元人民币提高到1500亿元人民币,年出口创汇由现在的8.15亿美元提高到15亿美元,国内人均石材消费量由目前的年人均0.05平方米,提高到0.15平方米。在国内的石材消费中,建筑装饰业占到60%左右。据此,建筑装饰石材消费量将由目前的年3600万平方米,增加到2010年的1.17亿平方米,国内花岗石饰材约占石材市场的12。微晶玻璃饰材在日本已占花岗石饰材市场的13,在我国微晶玻璃的优越性能刚被人们所认识,市场刚刚兴起。如按2010年国内微晶玻璃饰材仅占花岗石饰材市场的110,即将达585万平方米。特别是现在我国申奥已成功,据奥申委工作人员透露,运动场馆及奥运村将需要高档装饰石材50~60万平方米,肯定将促进微晶玻璃饰材市场的扩大。而据中国建材商务网,2000年我国微晶玻璃饰材的总产量仅为80万平方米。
  据茂名中辰建材有限公司公布的98年5个月试产的评估结论:全套国产设备装备年生产20万平方米,规格为600×900或900×1800(mm),可年创利税3988.19万元,年利润总额2401.51万元投资利润率为24.03%。
  
  三、尾矿(工业固体废渣)微晶玻璃建筑装饰饰材料的优势
  
  微晶玻璃饰材主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、K2O、Na2O等,许多尾矿以及工业固体废渣(如钢铁厂炉渣等)的成分与之相近,可用作主要原料之一,是尾矿(工业固体废渣)的性能优良、附加值高的利用途径。
  我国工业固体废渣的产量逐年增长,1981年3.77亿吨,1995年增至6.45亿吨。我国工业固体废渣的构成比例相对稳定,它们的构成比例和利用率见表3。
  可见尾矿产量最大,而利用率最低。全国尾矿堆放总量50亿吨以上,1997年全国金矿石产量2540万吨,尾矿量也是2540万吨。而废石尚未统计在内,数量亦相当可观。尾矿及废石侵占土地,飞沙扬尘,污染水体,对生态环境造成严重破坏。随着尾矿库坝体不断增高,不安全隐患日趋增大。我国已发生过多起尾矿库溃坝事故,造成人身伤亡和数千万元的重大损失。

  技术先进国家很重视矿区生态环境的保护与恢复。苏、美、加等国早在60年代就开始利用尾矿生产建材、水泥掺合料、微晶玻璃、耐腐蚀制品、化工管道、尾矿微量元素肥料等,有的矿山已实现无废生产。在1986年前苏联就召开过"有色冶金原料综合利用及少废料或无废料生产学术交流会",1997年在墨西哥召开了以无废矿山为主题的第16届"世界采矿大会"。目前我国尾矿利用率最低,大大落后于其它行业,而且金属矿废石的利用也大大低于煤矿煤矸石的利用。近年来,尾矿利用日益受到一些部门的重视,现在,我国已将资源合理利用及保护列为基本国策,并明确提出二次资源开发作为中国21世纪的优先发展领域之一。
  尾矿及废石利用的总趋势是资源化、减量化、无害化、最终目标是建设"无废矿山"。
  但尾矿及废石之所以被当作"废弃物",因为其利用难度很大:
  (1)尾矿及废石数量巨大,必须开辟多种利用途径,才能使其得到根本治理。
  (2)尾矿及废石成分复杂,用作有用产品的原料,现有一般生产工艺不适用。
  (3)缺乏成本低、性能优良、附加值高的尾矿及废石利用技术。
  建筑装饰用尾矿微晶玻璃就是一种附加值高的尾矿及废石利用技术。
  根据经验以及所掌握的各类尾矿成分的资料,在金属矿山尾矿中,金矿尾矿的SiO2含量最高,FeO含量最低,有利于生产市场需求量最大的浅色微晶玻璃饰材;同时,金矿尾矿一般含有一些钠和钾,微晶玻璃饰材要求必须含有一些钠和钾,因此可以少配加化工原料。故金矿尾矿最适用于制造微晶玻璃饰材。
  利用尾矿(工业固体废渣)作为主要原料之一生产微晶玻璃饰材的优点在于:享受国家免征增值税和5年免征所得税的优惠政策;降低原料成本。从而增强产品竞争力,可获得显著经济效益;还能减少尾矿(工业固体废渣)堆存量,有利于保护生态环境,取得良好的环境和社会效益。

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