董前年，朱雙單，樊 勇

（合肥旭陽(yáng)鋁顏料有限公司，安徽合肥231131）

球形鋁粉屬于金屬粉體材料產(chǎn)品，是由電解鋁再次深加工而成。由于具有較高的化學(xué)活性、金屬延展性、優(yōu)異的光學(xué)特性等金屬屬性，因此，被廣泛應(yīng)用于化工催化劑、農(nóng)藥、固體火箭推進(jìn)劑、火藥、金屬閃光涂料、防腐材料、導(dǎo)電涂料、加氣混凝土發(fā)氣劑、煉鋼脫氧劑、耐火材料、鋁熱法合金、熱噴涂復(fù)合粉末、光伏太陽(yáng)能電池漿料等領(lǐng)域，在建筑、電子、化工和國(guó)防工業(yè)中發(fā)揮了重要作用[1-2]。

1 球形鋁粉發(fā)展概況

鋁粉的工業(yè)化生產(chǎn)已有100 多年的歷史,空氣霧化生產(chǎn)鋁粉也有近90年的歷史。由于空氣霧化法生產(chǎn)工藝爆炸風(fēng)險(xiǎn)很高，現(xiàn)在逐步被氮?dú)忪F化法所替代。

鋁粉的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用起始于歐美。目前，中國(guó)在全球鋁粉行業(yè)占據(jù)相當(dāng)重要的地位[3]。中國(guó)的鋁粉生產(chǎn)起步于二十世紀(jì)50年代，技術(shù)主要來(lái)自于原蘇聯(lián)援助我國(guó)的空氣霧化生產(chǎn)技術(shù)。但這種技術(shù)，生產(chǎn)過(guò)程不安全，曾發(fā)生過(guò)多起爆炸事故，且生產(chǎn)環(huán)境惡劣，細(xì)粉收率低，生產(chǎn)不出高質(zhì)量的球形鋁粉，產(chǎn)品主要用于煙花炮竹、工業(yè)防腐等要求不高的行業(yè)，在導(dǎo)電漿料、國(guó)防航天工業(yè)上很少應(yīng)用。

1990年中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所自主研究開(kāi)發(fā)的氮?dú)忪F化微細(xì)球形鋁粉生產(chǎn)工藝技術(shù)解決了上述問(wèn)題，滿足了國(guó)防上的需要。1991年7416 廠和蓋縣鋁粉廠建成投產(chǎn)，但規(guī)模很小，每個(gè)廠年產(chǎn)130 噸左右球形鋁粉。經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)突破和工藝優(yōu)化，氮?dú)忪F化生產(chǎn)微細(xì)球形鋁粉技術(shù)逐步成熟，鞍鋼實(shí)業(yè)微細(xì)鋁粉有限公司、湖南寧鄉(xiāng)吉唯信金屬粉體有限公司分別在1995 和1997年建立氮?dú)忪F化鋁粉生產(chǎn)線，中國(guó)球形鋁粉才開(kāi)始進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展階段，同時(shí)中國(guó)航空航天、軍事、電子等高新科技的迅猛發(fā)展以及鋁粉在表面工程、激光等方向的創(chuàng)新應(yīng)用,球形鋁粉市場(chǎng)需求量急劇增加，同時(shí)對(duì)球形鋁粉的需求逐漸向著微細(xì)、高純、球形化方向發(fā)展。

2000年以后，氮?dú)忪F化微細(xì)球形鋁粉正在逐步取代傳統(tǒng)空氣霧化的鋁粉產(chǎn)品。特別是高檔金屬顏料對(duì)微細(xì)球形鋁粉的技術(shù)要求越來(lái)越高，其產(chǎn)品的技術(shù)含量也不斷提高，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量猛增。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所針對(duì)民用產(chǎn)品市場(chǎng)的需求，在生產(chǎn)規(guī)模、細(xì)粉收率、粒度分級(jí)和工業(yè)自動(dòng)化等方面不斷完善和提高，其水平始終保持在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。另外，湖南金天鋁業(yè)高科技股份有限公司和東北輕合金有限責(zé)任公司先后建設(shè)幾條年產(chǎn)2 000 噸的氮?dú)忪F化球形鋁粉生產(chǎn)線, 產(chǎn)品銷售利潤(rùn)較高。正是由于氮?dú)忪F化球形鋁粉銷售市場(chǎng)很好，利潤(rùn)高，在2002～2003年短短兩年時(shí)間內(nèi)，就有5～6家公司投資建廠，分別是湖南金馬鋁業(yè)有限責(zé)任公司、東營(yíng)金茂鋁業(yè)高科技有限公司、河南省遠(yuǎn)洋粉體科技股份有限公司（原河南省遠(yuǎn)洋鋁業(yè)有限公司）、江蘇天元金屬粉末有限公司、湖南金源新材料股份有限公司等。隨著生產(chǎn)線逐漸增加，球形微細(xì)鋁粉的供應(yīng)能力也漸漸提高，到2007年開(kāi)始出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩，多家生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)虧損狀態(tài)，紛紛減少生產(chǎn)線，等待市場(chǎng)擴(kuò)展，同時(shí)，科研人員加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，提高細(xì)粉得率。在2008年，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，鋁粉粒徑D50 在10 μm 以下的細(xì)粉得率提高到25%以上，另外，加之太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)為政府扶持的綠色產(chǎn)業(yè)，太陽(yáng)能電池用導(dǎo)電鋁漿需求量大增，出現(xiàn)了較好的一輪市場(chǎng)行情,改變了前兩年的經(jīng)營(yíng)狀況,大部分產(chǎn)品先付款后發(fā)貨,經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)很好。各球形鋁粉生產(chǎn)廠家開(kāi)始紛紛擴(kuò)產(chǎn),追求規(guī)模效應(yīng)。經(jīng)過(guò)2～3年的快速發(fā)展，由于受到太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張導(dǎo)致太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，太陽(yáng)能電池用導(dǎo)電鋁漿需求量急劇下降，球形微細(xì)鋁粉市場(chǎng)再次受到?jīng)_擊，經(jīng)過(guò)5年的低迷發(fā)展期，球形鋁粉市場(chǎng)現(xiàn)在處于平穩(wěn)發(fā)展期。

2 行業(yè)產(chǎn)能情況分析

目前國(guó)內(nèi)球形鋁粉的生產(chǎn)企業(yè)不到20 家，總產(chǎn)能約12 萬(wàn)噸/年[4]。從產(chǎn)品售價(jià)看，根據(jù)粒徑大小，球形鋁粉價(jià)格相差懸殊，一般高端產(chǎn)品的價(jià)格可以達(dá)到低端產(chǎn)品的2 倍以上，甚至更高。從地區(qū)看，目前主要產(chǎn)品產(chǎn)自山東、湖南、江蘇和河南等地區(qū)，尤其湖南球形鋁粉行業(yè)的產(chǎn)能較為集中，產(chǎn)能約占總產(chǎn)能的40%，主要生產(chǎn)廠家產(chǎn)能見(jiàn)表1。

表1 球形鋁粉生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能情況Tab.1 The production capacity of manufacturers of spherical aluminium powder

3 市場(chǎng)需求分析

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，霧化微細(xì)球形鋁粉為原料的民用產(chǎn)品市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，微細(xì)球形鋁粉的技術(shù)也成為一種常規(guī)的金屬粉體材料生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于金屬顏料、電子漿料、耐火材料、醫(yī)藥、陶瓷耐磨材料等領(lǐng)域。圖1 是球形鋁粉主要應(yīng)用領(lǐng)域需求量所占百分比。

圖1 球形鋁粉主要應(yīng)用領(lǐng)域需求量所占百分比Fig.1 The percengtage of spherical aluminum powder in the main application

3.1 金屬顏料市場(chǎng)

球形鋁粉是高級(jí)金屬顏料的原料，金屬顏料是國(guó)際上源于上世紀(jì)80年代的功能涂料產(chǎn)品，在防陽(yáng)光輻射、防腐以及提高裝飾效果方面有著其他顏料不可替代的作用，例如轎車、摩托車、自行車、電視機(jī)、電腦、家俱、室內(nèi)外裝飾、塑料、油墨印刷等行業(yè)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，以及國(guó)際市場(chǎng)逐步打開(kāi)，鋁顏料已成為近10年來(lái)在我國(guó)發(fā)展速度最快的顏料品種之一。目前國(guó)內(nèi)鋁顏料的生產(chǎn)企業(yè)大約50 家，總產(chǎn)能約6 萬(wàn)噸/年，對(duì)于原材料球形鋁粉粒徑D50 范圍2～25 μm 的需求量約4 萬(wàn)噸，并且隨著國(guó)產(chǎn)鋁顏料開(kāi)發(fā)技術(shù)逐步提高，金屬鋁顏料產(chǎn)品應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，球形鋁粉在金屬顏料領(lǐng)域?qū)?huì)有更大的增長(zhǎng)空間[5]。

3.2 導(dǎo)電漿料市場(chǎng)

中國(guó)目前已發(fā)展成為全球第一大太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)，太陽(yáng)能電池背板用鋁漿是新興的球形鋁粉需求市場(chǎng)[6]。太陽(yáng)能鋁漿行業(yè)對(duì)鋁粉需求量較大，性能要求高，價(jià)格也高，球形鋁粉粒徑D50 范圍在1～10 μm。因?yàn)樘?yáng)能電池背電極用球形鋁粉在粒度指標(biāo)上有嚴(yán)格的控制要求，需要從普通球形鋁粉中分離出來(lái)，為此產(chǎn)量要大大小于普通球形鋁粉產(chǎn)量，僅占20%左右。因此，價(jià)格也是普通球形鋁粉的2 倍以上。目前國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)太陽(yáng)能電池用鋁漿的廠家不足10 家，總產(chǎn)能約3.5 萬(wàn)噸/年，對(duì)于原材料球形鋁粉需求量約2.4 萬(wàn)噸/年，對(duì)球形鋁粉的需求量也在逐年遞增。

3.3 耐火材料市場(chǎng)

隨著耐火材料工業(yè)的技術(shù)升級(jí)，早已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，如將硅、鋁和鐵等引入到耐火材料中[7]。金屬一旦作為一個(gè)組元復(fù)合于耐火材料中，其除具有在適當(dāng)氣氛下形成相應(yīng)的化合物增強(qiáng)增韌基體材料外，還具有塑性相成型、促進(jìn)燒結(jié)和抗氧化等作用。將金屬添加到耐火材料中，對(duì)耐火材料的力學(xué)性能和抗氧化性等均起到了積極的作用，對(duì)耐火材料的性能提升有著非常重要的作用，因此，球形鋁粉在耐火材料中具有廣闊的應(yīng)用前景。耐火材料行業(yè)一般用29 μm 以上的粗粉球形鋁粉和非球形鋁粉。隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇和球形鋁粉生產(chǎn)成本降低,非球形鋁粉生產(chǎn)廠家逐漸被淘汰,整個(gè)耐火行業(yè)球形鋁粉的需求會(huì)大幅提升。同時(shí)，隨著耐火材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)、科技的不斷發(fā)展和科學(xué)領(lǐng)域的不斷突破，耐火材料將向著高性能、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展，而金屬?gòu)?fù)合耐火材料的性能將被不斷優(yōu)化，應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步擴(kuò)大，因而將對(duì)球形鋁粉在耐火材料行業(yè)的應(yīng)用起到巨大的推動(dòng)作用。

3.4 其他

鈦白粉行業(yè)所用球形鋁粉可消化球形鋁粉廠家的部分粗粉,對(duì)于原材料球形鋁粉需求量約0.4 萬(wàn)噸/年，整個(gè)鈦白粉行業(yè)用量較大；作為固體火箭燃料和高爆型炸藥的原料,微細(xì)球形鋁粉每年有一定需求量。軍工行業(yè)屬于國(guó)家計(jì)劃生產(chǎn),鋁粉的用量受廠家的生產(chǎn)量而定,目前呈上升趨勢(shì),該行業(yè)的附加值較高。其他行業(yè)如鋁熱法冶金、化工催化劑烷基鋁、熱噴涂金屬?gòu)?fù)合粉末、陶瓷用氮化鋁粉、鋁鎂碳不燒磚、鋁合金粉末冶金等的發(fā)展項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)剛剛起步,也是很有發(fā)展前途的球形鋁粉應(yīng)用項(xiàng)目[8]。具體不同用途的球形鋁粉的粒徑范圍和特征如表2。

4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及生產(chǎn)球形鋁粉工藝設(shè)備改進(jìn)和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步提升，微細(xì)球形鋁粉的單條生產(chǎn)線產(chǎn)能和細(xì)粉得率得到了進(jìn)一步提高，產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料以及市場(chǎng)分析，微細(xì)球形鋁粉產(chǎn)品性能逐步向超細(xì)化、高純度、合金化以及使用安全性方面發(fā)展，以滿足高檔金屬顏料、新型建材、國(guó)防工業(yè)、耐火材料、化工冶金、電子漿料等領(lǐng)域?qū)η蛐武X粉的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)球形鋁粉生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r和市場(chǎng)需求分析,目前,球形鋁粉需求量較大的是金屬顏料、耐火材料和電子漿料行業(yè)，并且需求量略大于供給量；另外，隨著國(guó)外市場(chǎng)需求的增加、國(guó)家政策的大力支持和下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，球形鋁粉的市場(chǎng)前景會(huì)越來(lái)越好。