高性能非金属矿物材料的制备技术研究指引

1、“十一五 ”国家科技支撑计划 “高性能非金属矿物材料的 制备技术研究 ”重点项目课题申请指南 本项目针对我国非金属矿物材料产业发展存在的关键技术难题， 在国 内已有技术和产业的基础上， 集成国内力量， 重点对高性能非金属矿物材 料通用加工技术、 精细加工技术、 功能化新技术等进行攻关， 实现若干产 业化技术突破，满足国民经济和社会发展对非金属矿物材料产业主要产品 的迫切需求，提升我国非金属矿物材料产业技术创新水平。一、指南说明 项目总体目标：结合国内外非金属矿物材料产业发展趋势及我国目前 相关产业发展存在的共性关键技术难题， 以解决工程化、 产业化的技术需 求为目标， 以相关产品重大工程建设为

2、依托， 进行关键技术与装备的研究 开发，形成自主知识产权，并建成示范生产线。通过项目的实施，改善非 金属矿物材料产品结构， 提升我国非金属矿物材料产业主要产品的性能和 工程化技术水平。本项目拟设置 9 个课题： 课题一：高性能非金属矿物填料先进加工技术及装备研究 课题二：粘土矿物尾矿高效综合利用关键技术研究 课题三：高性能云母绝缘材料在线检测与控制技术研究 课题四：炼油催化剂专用高岭土关键制备技术研究 课题五：高纯熔融石英材料制备技术及应用研究 课题六：功能性复合矿物材料的制备技术研究 课题七：高性能节能矿物材料关键制备技术研究 课题八：新型电池用天然石墨材料的制备技术研究 课题九：非金属矿物

3、材料基础信息测试技术及关键仪器研究 现公开发布本项目 9 个课题的申请指南。、指南内容课题一、高性能非金属矿物填料先进加工技术及装备研究1. 研究目标针对我国非金属矿物材料产业存在的加工能耗高、 设备规模小、 生产 效率低、产品性能不高的问题，通过超细粉碎技术、煅烧纯化技术、表面 改性技术研究以及工艺技术优化， 开发高效、 节能的高性能矿物填料先进 加工工艺及装备，为国内相关企业的产业化技术开发提供示范。2.研究内容（1）超细粉碎新技术及大型超细粉磨分级设备研究；（2）高温节能直焰煅烧纯化技术研究；（3）大型高温节能直焰煅烧纯化窑研制；（4）表面改性技术及大型连续粉体表面改性设备研制；（5）高

4、性能煅烧高岭土低能耗、规模化生产工艺研究。3. 考核指标（1）建设年产 4 万吨煅烧高岭土示范生产线 1 条, 产品能耗（以煤系 高岭土为标准）w 2350kWh吨，产品白度92%细度（D90） 2卩m,余热 利用率70%（2） 干法超细粉磨分级设备处理能力（入料粒 度w 20mm 2.0t/h 台，产品细度:-10卩m90%产品能耗w 145kWh/t,磨耗w 0.7g/t。（3） 湿法超细磨剥设备生产能力（入料粒度w 35卩n） 2.5t/h台, 产品细度：-2卩m 85%产品能耗w 90kWh/t，产品介质消耗w 50g/t。（4）直焰煅烧设备处理能力4万吨/年台，使用寿命10年，物料

5、耗热量 w 720X 4.18kJ/kg。（5） 粉体表面改性设备处理能力5t/h台，产品活化率96%产 品能耗w 35kWh/t。（ 6）形成相关自主知识产权的成果4. 申报要求申报单位应具有超细粉碎技术、 煅烧纯化技术、 表面改性技术研究基 础；具有大型设备制造、 工程系统集成开发的成功经验； 具备建设 4 万吨/ 年高性能煅烧高岭土生产线的建设条件和工程基础，组成相对稳定的产 学研联合攻关研究队伍，配套资金落实。5.课题经费 拟支持国拨经费 1050 万元，申报单位应提供课题必需 的配套资金。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月 课题二、粘土矿物尾矿高效综合利用关键技术研

6、究1. 研究目标 针对我国非金属矿资源综合利用率低、 尾矿排放量大、 污染严重的现 状，以我国大宗粘土矿物高岭土为代表， 通过高岭土矿物材料加工技术及 尾矿分选技术研究，开发高岭土矿物无尾矿排放工艺 , 为国内相关企业的 产业化技术开发提供示范。2.研究内容（1）高岭土矿物尾矿减量化工艺技术研究，以及尾矿崩解、解离与 分散技术研究；（2）高岭土矿物与共伴生低品位有价矿物分离提纯与回收应用技术 研究；（3）高岭土矿物尾矿处理技术差异性研究；（4）高岭土矿物尾矿高效综合利用成套生产工艺及优化组合技术研 究。3. 考核指标（1）建设年处理 5 万吨高岭土尾矿示范生产线 1 条，尾矿中回收高 岭土产品

7、达到耐火材料和陶瓷行业的质量要求；（2）高岭土尾矿中伴生资源实现综合利用，其中硫化矿达到冶金行 业的应用质量要求，REO稀 土精矿品位达到冶炼行业质量指标；（3）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求申报单位应具有年产 5 万吨以上高岭土尾矿的现代化高岭土生产线依托工程，具有长期从事高岭土矿物研究基础和尾矿综合利用中试研究经 验，组成相对稳定的产学研联合攻关研究队伍，配套资金落实。5. 课题经费 拟支持国拨经费 450 万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题三、高性能云母绝缘材料在线检测与控制技术研究1. 研究目标 针对我国云母纸

8、加工过程中成型技术落后及资源利用率低的现状， 研 究云母纸生产前期处理技术、 制浆和纸浆分级技术以及生产线智能控制技 术，提高云母纸质量， 提高云母资源利用效率， 为国内相关企业的产业化 技术开发提供示范。2. 研究内容（1）云母纸原料预处理新工艺研究；（2）云母纸浆分级新工艺研究；（3）云母造纸生产在线检测与控制系统研究；（4）云母板边角废料再生技术与装备开发研究。3. 考核指标（1）建设年产 1200 吨云母绝缘材料自动检测、 自动控制清洁生产示 范线 1 条。（2）云母纸厚度误差w士 0.01mm水分士 1%可调；云母纸抗拉强度 510N/cm,介电强度20KV/mm（ 3）云母综合利用

9、率由原来的 85提高到 95。（ 4 ）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求第一申报单位应为具有年产 1200 吨以上云母绝缘材料生产能力的企 业，具有开展工业示范的前期工作基础， 组成相对稳定的产学研联合攻关 研究队伍，配套资金落实。5. 课题经费 拟支持国拨经费 350 万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题四、炼油催化剂专用高岭土关键制备技术研究1. 研究目标针对炼油行业 FCC 催化剂对高岭土材料的要求，研究高岭土高效提 纯、粒度分布控制、 晶型配控和工艺控制技术， 提高高岭土产品的技术含 量和附加值， 带动高岭土精细加

10、工技术的发展， 为高岭土产品结构调整提 供工业示范。2.研究内容（1）高岭土对催化裂化催化剂性能影响的研究；（2）高岭土超纯、粒度分布与晶型配控技术研究；（3）高岭土高效超细分离设备研究；（4）高岭土生产工艺研究；（5）炼油催化剂用高岭土的应用技术研究3. 考核指标（1） 建设年产1万吨FCC崔化剂专用高岭土示范生产线 1条，ALQ 含量38%高岭石族矿物含量95% 325目筛余5ppm -2 含量 92% ,平均粒径 0.5 0.8 冋 KO+NQ含量 w 0.6% , FezQ含量 w 0.4%。（2） 湿法超细分级设备生产能力3吨/台时，使用寿命4000小时， 工作压力1Mpa（3） 崔

11、化剂总液收（液化气汽油柴油）提高1%；在 100%水蒸 气老化 17 小时的条件下，微反活性提高 4%。（ 4）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求第一申报单位应为具有年产 1 万吨以上高岭土材料生产能力的企业， 具有FCC催化剂专用高岭土中试研究经验和工业示范条件，组成相对稳定 的产学研联合攻关研究队伍，配套资金落实。5. 课题经费 拟支持国拨经费 600 万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题五、高纯熔融石英材料制备技术及应用研究1. 研究目标 针对我国高纯熔融石英材料及精细深加工产品短缺的现状， 研究以石 英原料制备高纯熔

12、融石英材料的规模化生产技术以及大尺寸石英陶瓷坩 埚（太阳能多晶硅铸锭用） 的产业化应用技术， 提高石英产品的技术含量 和附加值， 带动石英材料精细产品的技术发展， 为石英产品结构调整提供 工业示范。2. 研究内容（1）以脉石英为原料，采用复合力场、络合法、高温熔炼等先进提 纯技术和工艺，低成本稳定制备高纯熔融石英材料；（ 2）以高纯熔融石英材料制备大尺寸石英陶瓷坩埚进行工程化应用 技术及成套装备研究、实现规模化生产。3. 考核指标（1）建成年产 3000吨高纯熔融石英材料示范生产线 1 条，产品 SiO2 含量99.99 %，杂质总量w 80X 10-6，难熔杂质矿物含量w 1粒/千克。（2）

13、建成年产 30000只大尺寸石英陶瓷坩埚示范生产线 1 条，产品3尺寸720X 720x 420mm壁厚w 20mrp体积密度1.78g/cm ,显气孔率w 17%，抗压强度55MPa抗折强度20MPa热震稳定性120020C温 度下急变三次无裂纹。（ 3 ）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求 申报单位应具有石英提纯技术及石英陶瓷坩埚制造技术基础， 具备工 程化研究的能力， 组成相对稳定的产学研联合攻关研究队伍， 配套资金落5.课题经费 拟支持国拨经费 630 万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题六、功能性复合矿物材料的制备

14、技术研究1. 研究目标针对我国功能矿物材料的要求， 重点研究碳酸钙、 云母、重晶石矿物 基体加工、性能调控和表面改性复合技术，制备白色矿物 / 二氧化钛复合 颜料和高性能复合导电矿物材料， 提高产品技术含量和附加值， 为碳酸钙、 云母、重晶石精细产品的技术开发提供工业示范。2.研究内容（ 1）研究白色矿物 /二氧化钛复合颜料的矿物基体对复合颜料功能的 协同效应加工及调控技术，矿物基体与 TiO2 颗粒之间改性复合技术；（2）研究白色矿物 /TiO2 复合颜料性能测试、 表征和工业规模的控制 技术；（3）研究白色矿物 /TiO2 复合颜料在制品中的应用技术；（4）研究高性能复合导电矿物材料的化学

15、改性和包覆掺杂技术；（5）研究复合导电材料的表面修饰技术；（6）研究复合导电材料在特种涂料中的应用技术，研制特种导电涂 料产品。3. 考核指标（1）形成以非金属矿物为包核基体制备白色矿物 / 二氧化钛复合颜料 和复合导电矿物材料的完整工艺技术；（2）建设 3000吨/年白色矿物 /二氧化钛复合颜料示范生产线 1条， 产品平均粒径0.71冋白度92,遮盖力18g/m2（金红石型），遮盖力 700小时；（3）建设 500吨/年复合导电矿物材料示范生产线 1 条，产品为灰白 或浅灰色粉末，电阻率 50Q cm平均粒径 5阿 耐热高于800C , 用于特种涂料的涂层电阻率 103q cm（4）白色矿物

16、 / 二氧化钛复合颜料和复合导电矿物材料价值分别达到 其中矿物基体材料价值 1 0倍以上。（ 5）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求 申报单位具有非金属矿物材料研发、 设计和产业化综合能力， 在矿物 /TiO2 复合颜料和复合导电矿物材料方面已取得中试规模的研究成果，有 一定规模的生产线为依托， 组成相对稳定的产学研联合攻关研究队伍， 配 套资金落实。5. 课题经费 拟支持国拨经费 550 万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6. 实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题七、高性能节能矿物材料关键制备技术研究1. 研究目标 针对我国非金属矿物材料功能化新技术的要求，重

17、点研究海泡石、 蛭石、电气石矿物的表面物理化学性能综合调控技术， 建立节能矿物材料 中试生产示范线， 为我国未来高附加值功能矿物材料产业发展提供新技术 支撑。2.研究内容（ 1 ）高性能海泡石、蛭石、电气石节能矿物材料的先进制备技术；（2）高性能海泡石、膨胀蛭石、电气石节能矿物粉体材料表面物理 化学性能综合调控技术研究；（3）矿物粉体材料与节能制品基材间的界面行为及节能效果研究。（4）高性能节能矿物粉体材料的评价指标体系与评价技术；（5）高性能节能矿物材料在隔热保温与强化散热节能领域应用技术，以及系列节能产品的开发。3. 考核指标(1) 建设年产 100 吨高性能海泡石节能矿物材料先进制备技术

18、示范 中试线 1 条；(2) 建设年产 100 吨高性能蛭石节能矿物材料先进制备技术示范中 试线 1 条；(3) 建设年产 100 吨高性能电气石节能矿物材料先进制备技术示范 中试线 1 条。(4)高性能海泡石节能矿物材料的导热系数 0.040 W/(m? k)，高 性能柔性膨胀蛭石节能矿物材料的导热系数 1.80g/cm 3,氢渗透率w 5X 10-6cm s-1 cmi2 （20C, 0.1MPa）,体积电 导率100S cm1，抗弯强度40Mpa（ 4）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求申报单位应具有长期从事天然石墨材料技术研究及装备开发工作 基础，在锂离子电池负极材料和燃料电池

19、用材料等领域具有良好的试验 研究平台和测试条件，有一定规模的生产车间为依托，组成相对稳定的 产学研联合攻关研究队伍，配套资金落实。5. 课题经费 拟支持国拨经费 400万元，申报单位应提供课题必需的 配套资金。6. 实施年限 2008年 5月至 2010年 12月课题九、非金属矿物材料基础信息测试技术及关键仪器研究1. 研究目标 针对我国非金属矿物材料产业技术创新现状，重点研究膨润土、电 气石矿物材料测试方法、 测试设备以及我国膨润土、 电气石典型矿区矿物 基础信息参数和国内外应用技术， 为非金属矿物材料行业提供标准化、 信 息化共享技术。2. 研究内容（1）非金属矿物基础信息与应用信息数据库

20、构建研究；（2）非金属矿物材料测试技术与方法及其信息资源应用（在节能与 环保领域）研究；（3）膨润土、电气石测试技术与方法研究；（4）典型膨润土、电气石矿区基础信息与性能参数研究。3. 考核指标（1）建立非金属矿物材料信息资源技术支撑平台 1 个； （2）建立膨润土、电气石矿物基础信息与性能软件包 4 套；（3）研制新的矿物材料测试设备 7 套；（4）形成相关自主知识产权的成果。4. 申报要求 申报单位应具有多年从事非金属矿物材料技术研究和开发、产品测 试分析、标准制订、企业和行业信息数据采集处理的人才队伍与工作基础， 具有决策支持系统和数据库开发、产业竞争力评价的经验和业务能力。5.课题经费

21、 拟支持国拨经费 470 万元。6.实施年限 2008年 5月至 2010年 12月三、注意事项1课题申请单位的要求（1）凡在中华人民共和国境内注册，具有独立法人资格的内资或内 资控股企业、事业单位、科研院所、高等院校等，均可单独或联合申报。（2）申报单位应具有较强科研能力和条件，运行管理规范，具有长 期从事非金属矿物材料生产技术研发的前期工作基础。 其中申请重大新产 品开发及产业化示范类课题的单位须有相应的中试基础和产品试销经历， 具备示范线的开工条件，并需提供相关的证明材料。（3）申请单位应对某一课题整体研究内容进行申报，鼓励产、学、 研联合申请。 联合申请各方须签订共同申请协议， 明确约定各自所承