全球高强玄武岩纤维行业综述

全球高强玄武岩纤维行业综述

2012年02月23日【作者：赵春保】

一、前言

玄武岩纤维材料作为一种战略性新兴产业，由于规模产量太小，没有引起国家层面上的足够重视。这也让从事该项工作研究开发的人很是着急，据说有个别专业从事玄武岩纤维材料研发的企业负责人在时值全国两会召开之际，呼吁国家能够关注玄武岩纤维材料产业的发展，对产业进行扶持，让这个绿色环保的新型材料早日发挥作用。日前，工业和信息化部发布了《化纤工业“十二五”规划》，规划中也提到了连续玄武岩纤，《规划》提出，“十二五”化纤工业将继续保持增长态势，到2015年，化纤产能达到4600万吨、产量4100万吨，化纤占纺织纤维加工总量比例达到76%左右，化纤工业增加值年均增长8%。《规划》明确了优化产品结构、大力发展高性能纤维的目标，并提出要提高差别化纤维品种比重，满足差异化、个性化需求。到2015年，化纤差别化率提高到60%以上；高档面料及制品用化纤自给率达到85%；产业用化纤比例达29%；以弥补棉花不足为主要目标的高仿真、超仿真纤维占化纤总产量的15%。提升高性能纤维产业化能力，到2015年，国内高性能纤维总产能达到16万吨左右。高性能纤维包括芳纶1313、芳纶1414、超高分子量聚乙烯、连续玄武岩纤维、碳纤维、聚苯硫醚、高模高强聚乙烯醇纤维、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。确实，玄武岩纤维已经名副其实的成为国际市场上第四大高强高模纤维。

二、2005-2012年世界上部分地区玄武岩纤维的产能与技术研发实际情况

目前，全世界能够稳定生产的连续玄武岩纤维生产线约15条，产量不超过一万吨，我国产能约占将近半壁江山了。如2009年11月，中国河北通辉科技与中国航天科技集团所属的四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司进行全面合作，2010年底，总投资8700万元的一期1000吨/年连续玄武岩纤维生产线全面投产。目前，该公司二期5000吨/年玄武岩连续纤维生产线也在积极筹备中。随着对玄武岩复合材料的研发不断取得进展，成本会逐渐降低，应用领域也会越来越宽。其实，最近两年来，国内地区一些研究人员依然对玄武岩连续纤维的研发有着浓厚的兴趣，个别厂家也对该产品的项目上马表示乐观。因为玄武岩纤维性能类似于碳纤维和玻璃纤维，但其物理化学性能却强于玻璃纤维，其价格低于碳纤维，还具有防火阻燃的功能。它是一种优良的矿物纤维原材料，被看作最佳的石棉替代物，近年来受到国内外业界的高度重视。但

是目前国内玄武岩纤维生产企业不足10家，由于受原料、工艺技术及市场等因素影响，能够稳定生产的厂家很少，受制于研发资金及人才短缺等问题，玄武岩纤维每一项攻关成果的获得都比较艰难，规模化发展之路遍布荆棘。

1．2005-2012年全球玄武岩纤维规模大的生产厂家

2012年前，四川冠能特种材料股份有限公司与四川宜宾市珙县政府签订合作投资协议书，共建PPS（聚苯硫醚）/CBF（连续玄武岩纤维）/PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）新材料导向型优势资源高效利用项目。该项目总投资为5.2亿元，分两期建设。一期工程建设年产4000吨PPS/CBF混纺合金纤维生产线和年产5000吨PEN/CBF混纺合金纤维生产线，预计2012年底投产；二期工程建设年产4万平方米特种纤维混纺布生产线，预计2014年投产。项目全部投产后，预计年可实现销售收入7.92亿元、上缴税金5776万元。回顾这些年，随着国外工艺技术的不断改进以及新市场的不断开拓，玄武岩（BS）纤维有望成为第四大高强高模纤维。乌克兰现有4家BS纤维生产企业，其中一家与日本丰田汽车于2000年组成合资公司，专门生产汽车用消音器，现在产能1200吨/年；另一家公司于2006年发明了一套崭新系列的BS装置，可降低生产成本使之低于E-玻纤，从而开辟了广阔的市场空间，现在产能近1000吨/年。其实，回顾2005年的时候，全球规模较大的现年产300-1500吨级连续玄武岩纤维生产线在乌克兰就已有4家企业了、俄罗斯4家、美国2家、格鲁吉亚、加拿大及德国各1家。其中在乌克兰基辅的乌日(TOYOTA)合资企业2005年约年产800TCBF，产品全部返销日本，该企业前几年也一直着手规划扩建年产5000TCBF的新工厂；当时还打算在离乌克兰基辅350公里地方筹建万吨级连续玄武岩纤维新工厂。俄罗斯也在美国俄亥俄州建立了SUDAGLASS玄武岩纤维工厂并已经于2006年正式投产。下表1为2012年统计的全球部分已规模生产连续玄武岩纤维的主要企业情况！

表1 2012年全球部分已规模生产连续玄武岩纤维主要企业产能与研发技术情况

2．2005-2012年我国玄武岩纤维开发生产情况

2012年2月15日，河北通辉科技有限责任公司总经理戴存武兴奋地告诉记者，通辉公司近期成功开发出高强纯玄武岩连续纤维生产工艺。产品经权威检测部门检测，其断裂强度稳定在0.6-0.7N/tex，远高于0.4N/tex的国标。这项突破使我国玄武岩纤维技术步入世界领先行列。新工艺遴选出晶质结构均匀、无杂质、纯度高的一种玄武岩矿石作为单一原料。同时矿石所含氧化物酸度、黏度及熔融温度可控，矿石不需粉碎成粉状，也不需化学提纯或除铁，生产出的纤维原纱成丝率提高了10%。有关专家表示，玄武岩纤维断裂强度提高0.01N/tex已属不易，通辉却提高了0.2-0.3N/tex。以玄武岩为原料生产的玄武岩连续纤维可以替代钢材、铝合金，应用到消防、环保、航空航天、军工等领域。玄武岩连续纤维研究作为新兴战略产业已列入国家'863'计划，并被列为国家重点发展的高新技术纤维之一。戴存武告诉记者，提高玄武岩连续纤维质量，降低成本，拓展特殊应用领域，是他多年来的主攻方向。因玄武岩矿石分布的区域、矿点、层面、部位不同，其基本氧化物属性也存在差异，化学成份波动较大，并非任意玄武岩矿石都能生产出稳定、高性能的原质玄武岩连续纤维。戴存武和助手跑了很多玄武岩分布地，精心遴选出适合生产高强玄武岩纤维矿石，经过一年的反复试验及工艺改进，高强纯玄武岩连续纤维终于问世。目前，由这种纤维制得的产品，已在风力发电、汽车工业、环保、电力等领域试用，既满足了特殊行业的需求，又降低了原料用量，节约了成本。另外，再回顾一下2010年底四川建设大型玄武岩纤维生产线的情况，2010年下半年期间，从位于成都市龙泉驿区的四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司获悉，该公司投资2亿元建设的3000吨/年玄武岩纤维产品生产线项目一期工程基建已经完成，生产线将在今年底全面投产。届时该生产线将是国内规模最大的玄武岩纤维生产线。玄武岩连续纤维及其复合材料项目2002年即被列入国家"863"计划，玄武岩纤维产量在"十二五"末期预计要达到10万吨规模。四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司是一家专业从事玄武岩纤维生产、制造及销售的高新技术企业，也是国内唯一一家采用气电结合单元窑拉丝工艺的玄武岩纤维生产企业。根据计划，该公司将在5年之内实现年产玄武岩纤维5万吨，并形成道路桥梁建筑、产业用纺织品和复合材料三大产品门类，实现玄武岩纤维在各领域的成熟应用。据了解，玄武岩连续纤维是新材料产业一个重要的组成部分。它以玄武岩为原料，在1450℃-1500℃高温熔融后拉丝制成比头发丝细若干倍、几万米不断头的连续纤维，整个过程不添加任何辅料，是纯天然的高技术纤维。该纤维具有高强度、轻质、耐酸耐碱等优异性能，其硬度是钢材的3倍，而密度仅是钢材的1/4左右。目前该产品已在道路桥梁建设领域全面推广运用，并有望逐步取代钢筋。而回顾最近几年来，中国经过多年的研制，至少有6-7家公司投产：例如四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司玄武岩纤维产能为3000吨/年，江苏