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连续玄武岩纤维及其复合材料在大同的产业化开发 |
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连续玄武岩纤维及其复合材料在大同的产业化开发
山西省大同县科学技术局 戴存武
材料工业的发展不仅是其他产业发展的基础，而且是反映一个国家综合国力的重要标志。连续玄武岩纤维及其复合材料具有其它材料不可替代的作用，我国中长期发展规划将先进复合材料列为重要发展方向，并已明确将连续玄武岩纤维一并列为要重点发展的四大高新技术纤维之一。
一、概述
连续玄武岩纤维（CBF）是以玄武岩作为单一组份原料，将其破碎加入溶窑炉中经1450——1500℃高温熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板，快速拉制而成的连续纤维。以连续玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、交通运输、电子电气、装备防护、公共设施、化工、建筑等领域。连续玄武岩纤维是一种低投入、高产出、低能耗、少排放、能循环、可持续发展的资源节约型、环境友好型的新材料，代表了材料制备和使用过程绿色化这一材料技术的主要发展方向，被誉为21世纪新型绿色环保的新材料。因此，发展CBF符合我国国情，符合科学发展观和可持续发展战略，也完全符合我省、我市坚持走新型工业化道路，加快调整和优化产业结构，转变经济发展方式，建设国家新型能源和工业基地的思路。玄武岩产业化开发是最有望成为我市替代煤炭产业的战略性项目，应予以大力推进发展。目前从全球的发展水平看，只有俄罗斯、乌克兰、美国、中国等少数国家拥有生产玄武岩复合材料的技术，且尚处于初级阶段，这给我们提供了很大的发展空间和市场机遇。
二、连续玄武岩纤维的特点
1、突出的耐温性能
2、较高的拉伸强度、弹性模量
3、较强的化学稳定性
4、天然的硅酸盐相容性
5、显著的热稳定性
6、良好的介电性能
7、优良的透波性和一定的吸波性
8、良好的防辐射功能
9、优异的隔热隔音特性
三、连续玄武岩纤维的用途
玄武岩纤维可应用的领域空间非常大，广泛应用于建筑增强、防火消防、过滤环保、绝缘电子、石油化工、国防军工、航空航天、增强塑料等。由于它取自天然矿石，而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染，不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品，所以玄武岩纤维已引起广泛的重视并将得到飞速拓展。总之，玄武岩纤维由于其具有原料简单，相对成本不高，同时性能优异，无“三废”排放等特点，在综合性能上具有一定的优势。可以预料，在未来的国民经济各个领域中，它将会发挥越来越大的作用。
四、连续玄武岩纤维的发展现状
连续玄武岩纤维是前苏联科学家在20世纪70年代研发成功并投入工业化生产的一种新型无机纤维材料。目前俄罗斯与乌克兰在连续玄武岩纤维的研究、生产及制品的开发上仍然代表着当今世界的先进水平。据了解，全世界现有能够稳定生产连续玄武岩纤维的生产线有15条左右，其产量不足4000吨，仅能满足国际市场需求的1%。
我国开展CBF的研究较晚，始于20世纪90年代中期，通过技术引进、消化、吸收、再创新，近几年发展较快，工业化生产试验刚刚完成，技术已趋成熟，部分技术达到国际先进水平，取得了自主知识产权，或被列为国家863计划。迄今国内已生产和正在运作建厂的企业达10余家，但能够稳定生产的只有4到5家，年总产量仅为1000吨左右。
五、市场与效益分析
玄武岩矿石是一种天然的环保型的洁净原料，可以说是一种万能的廉价增强材料。由玄武岩制造的复合材料具有天然的高强度和对腐蚀性介质作用的稳定性、耐用性、电绝缘性。随着对玄武岩复合材料的不断研发，将会降低成本，提高和稳定质量，迅速扩大产量，拓展应用领域，将会以更大的广度和深度，日益广泛地应用于各行各业。由于玄武岩产品它具有一些玻璃纤维，芳纶纤维和碳纤维不具备的特性，决定了它在特殊行业领域有不可替代的市场需求。该项目属国家鼓励发展的高科技项目，投资风险小，回报率高，生产无“三废”排放，市场前景十分广阔，投资回报率十分诱人。经测算，1吨玄武岩矿石可生产0.9吨玄武岩纤维，吨玄武岩纤维生产成本不足1万元人民币，产品销售价为3—8万元人民币，按年产1000吨计算，年销售收入可达6000万元，生产投资回收期预计1—2年。
六、CBF在山西大同发展的比较优势
1、资源优势
驰名中外的大同火山群，坐落在大同县境内，火山群活动于十多万年以前的旧石器时代，为第四纪间歇性喷发玄武岩火山区，这里到处堆积着伴随地幔运动岩浆喷发的产物——玄武岩，地质储量大，达69.4亿立方米、约180亿吨；分布面积广，达211.8平方公里；裸露面积多达22平方公里；埋藏浅、易开采、性能好，经测定化学成份含量适宜，成纤酸度系数适中，
适合连续玄武岩纤维的生产。
2、区位优势
大同县地处晋冀蒙三角地带，环勃海经济圈周边，是能源重化工基地大同市近郊，距首都北京300公里。境内交通十分便利，高速公路、高等级公路、乡村水泥公路、铁路航线密布齐备，京包、大秦、大准三条铁路横贯东西，大涞、大张、大唐、大五和京大、大运、得大高速公路纵横交错，大同飞机场也位于境内。优越的区位条件，为开发利用玄武岩资源奠定了良好的基础。
3、能源优势
根据国内外同类能源对比，我市煤炭、煤气、电力、天然气价格，较低于国内其他地区。
4、劳动力优势
跟国内其他劳务市场对比，我市劳动力充裕，劳动力价格相对低廉。
5、时机成熟
时逢国家中部掘起的战略机遇，和国家“十一五”规划推进经济结构调整，加快新型能源和工业基础建设的关键时期，又值省委，省政府举全力推动晋西北、太行山革命老区（大同县被列为“两区”县）快速经济开发，科学发展的大好时机。
该项目已被列为我国中长期重点发展的高新材料和863高新技术项目。且大同县对玄武岩科技开发有前瞻性的认识，有关人士已关注调研20多年；玄武岩岩棉在20世80年代后期已做过工厂化生产试验；矿藏资源在20世纪90年代前期已做过调查；微晶铸石薄板正在研发之中；CBF项目前期工作（包括调研、论证、合作洽淡、材料测试）已经完成，项目正深入推进。同时，县政府专门成立了“玄武岩开发协调领导组”和专门办公室，市政府已将玄武岩开发列为大同市接替煤炭产业、城市经济转型的重大战略性项目。
七、CBF项目在大同的产业化开发
大同做为国家能源重化工基地，市域、县域经济格局，历来以煤炭产业为主体、与煤炭产业相伴生。煤兴则兴、煤衰则衰、相对单一的产业结构、初级化的产品结构、粗放的增长方式，造成承接产业转移和对外扩张能力弱化，高新技术产业和现代服务业发展相对滞后，经济发展不稳定，抗风险能力差，限制了开放的领域和空间以及又好又快的发展进程。为此，市县党委和政府，牢固确立忧患意识，审时度势，转变观念，全面落实科学发展观和可持续发展战略，立足本地优势，创新发展理念，在全面开放，大力招商引资的前提下，更加注重科技含量，走科技高端路线；更加注重培植本土企业和科技力量；更加注重发展新的产业和新的业态；更加注重发展环境建设和和谐区域建设；更加注重经济结构转型升级和开放型经济加速提升；更加注重科技在经济社会发展中的主导作用。在这种氛围的感召下，大同县科技局率先发起对用高科技手段开发玄武岩进行广泛的宣传发动，论证对接，在市、县领导层面的大力支持下，及时引领、组织、协调本土企业，经过国内外大量深入细致的调研考察，理性论证决策，与国内外有关技术主体建立了密切的联系，目前三家有战略远见的企业，运筹远谋，出大手笔，正在紧锣密鼓的运作筹建，拟筹集资金6亿多元，新建3家CBF龙头企业，并建立研发机构，预期年总产量1.8万吨。
随着CBF产业的兴起、制备技术的提高和人们对材料微观结构认识的深化，连续玄武岩纤维及其复合材料必将会以更低成本，更高质量，迅速拓展市场应用的空间，我国CBF的发展有望后来者居上，成为全世界最大的生产、应用大国。我市玄武岩复合材料产业化开发必将促使大同成为我国乃至全世界玄武岩复合材料的生产基地、研发基地以及相关产业的集聚地，成为我国增强复合材料工业领域一支重要的力量，也必将引领大同走出一条资源型城市转型发展的创新之路，成为我市接替煤炭产业的支柱产业。
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