中國球形鋁粉行業發展現狀和未來發展趨勢

董前年，朱雙單，樊 勇

（合肥旭陽鋁顏料有限公司，安徽合肥231131）

球形鋁粉屬于金屬粉體材料產品，是由電解鋁再次深加工而成。由于具有較高的化學活性、金屬延展性、優異的光學特性等金屬屬性，因此，被廣泛應用于化工催化劑、農藥、固體火箭推進劑、火藥、金屬閃光涂料、防腐材料、導電涂料、加氣混凝土發氣劑、煉鋼脫氧劑、耐火材料、鋁熱法合金、熱噴涂復合粉末、光伏太陽能電池漿料等領域，在建筑、電子、化工和國防工業中發揮了重要作用[1-2]。

1 球形鋁粉發展概況

鋁粉的工業化生產已有100 多年的歷史,空氣霧化生產鋁粉也有近90年的歷史。由于空氣霧化法生產工藝爆炸風險很高，現在逐步被氮氣霧化法所替代。

鋁粉的研究、生產和應用起始于歐美。目前，中國在全球鋁粉行業占據相當重要的地位[3]。中國的鋁粉生產起步于二十世紀50年代，技術主要來自于原蘇聯援助我國的空氣霧化生產技術。但這種技術，生產過程不安全，曾發生過多起爆炸事故，且生產環境惡劣，細粉收率低，生產不出高質量的球形鋁粉，產品主要用于煙花炮竹、工業防腐等要求不高的行業，在導電漿料、國防航天工業上很少應用。

1990年中國科學院力學研究所自主研究開發的氮氣霧化微細球形鋁粉生產工藝技術解決了上述問題，滿足了國防上的需要。1991年7416 廠和蓋縣鋁粉廠建成投產，但規模很小，每個廠年產130 噸左右球形鋁粉。經過幾年的技術突破和工藝優化，氮氣霧化生產微細球形鋁粉技術逐步成熟，鞍鋼實業微細鋁粉有限公司、湖南寧鄉吉唯信金屬粉體有限公司分別在1995 和1997年建立氮氣霧化鋁粉生產線，中國球形鋁粉才開始進入規模化生產。進入二十一世紀以來,中國經濟進入高速發展階段，同時中國航空航天、軍事、電子等高新科技的迅猛發展以及鋁粉在表面工程、激光等方向的創新應用,球形鋁粉市場需求量急劇增加，同時對球形鋁粉的需求逐漸向著微細、高純、球形化方向發展。

2000年以后，氮氣霧化微細球形鋁粉正在逐步取代傳統空氣霧化的鋁粉產品。特別是高檔金屬顏料對微細球形鋁粉的技術要求越來越高，其產品的技術含量也不斷提高，國內外市場需求量猛增。中國科學院力學研究所針對民用產品市場的需求，在生產規模、細粉收率、粒度分級和工業自動化等方面不斷完善和提高，其水平始終保持在國內領先水平。另外，湖南金天鋁業高科技股份有限公司和東北輕合金有限責任公司先后建設幾條年產2 000 噸的氮氣霧化球形鋁粉生產線, 產品銷售利潤較高。正是由于氮氣霧化球形鋁粉銷售市場很好，利潤高，在2002～2003年短短兩年時間內，就有5～6家公司投資建廠，分別是湖南金馬鋁業有限責任公司、東營金茂鋁業高科技有限公司、河南省遠洋粉體科技股份有限公司（原河南省遠洋鋁業有限公司）、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。隨著生產線逐漸增加，球形微細鋁粉的供應能力也漸漸提高，到2007年開始出現產能過剩，多家生產企業呈現虧損狀態，紛紛減少生產線，等待市場擴展，同時，科研人員加強技術攻關，提高細粉得率。在2008年，實現了技術突破，鋁粉粒徑D50 在10 μm 以下的細粉得率提高到25%以上，另外，加之太陽能產業為政府扶持的綠色產業，太陽能電池用導電鋁漿需求量大增，出現了較好的一輪市場行情,改變了前兩年的經營狀況,大部分產品先付款后發貨,經營利潤很好。各球形鋁粉生產廠家開始紛紛擴產,追求規模效應。經過2～3年的快速發展，由于受到太陽能產業快速擴張導致太陽能光伏產業產能過剩，太陽能電池用導電鋁漿需求量急劇下降，球形微細鋁粉市場再次受到沖擊，經過5年的低迷發展期，球形鋁粉市場現在處于平穩發展期。

2 行業產能情況分析

目前國內球形鋁粉的生產企業不到20 家，總產能約12 萬噸/年[4]。從產品售價看，根據粒徑大小，球形鋁粉價格相差懸殊，一般高端產品的價格可以達到低端產品的2 倍以上，甚至更高。從地區看，目前主要產品產自山東、湖南、江蘇和河南等地區，尤其湖南球形鋁粉行業的產能較為集中，產能約占總產能的40%，主要生產廠家產能見表1。

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

3 市場需求分析

近年來隨著我國經濟的飛速發展，霧化微細球形鋁粉為原料的民用產品市場不斷擴大，微細球形鋁粉的技術也成為一種常規的金屬粉體材料生產技術，產品廣泛應用于金屬顏料、電子漿料、耐火材料、醫藥、陶瓷耐磨材料等領域。圖1 是球形鋁粉主要應用領域需求量所占百分比。

圖1 球形鋁粉主要應用領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

球形鋁粉是高級金屬顏料的原料，金屬顏料是國際上源于上世紀80年代的功能涂料產品，在防陽光輻射、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、電腦、家俱、室內外裝飾、塑料、油墨印刷等行業。

隨著我國經濟的不斷發展和市場需求的不斷增長，以及國際市場逐步打開，鋁顏料已成為近10年來在我國發展速度最快的顏料品種之一。目前國內鋁顏料的生產企業大約50 家，總產能約6 萬噸/年，對于原材料球形鋁粉粒徑D50 范圍2～25 μm 的需求量約4 萬噸，并且隨著國產鋁顏料開發技術逐步提高，金屬鋁顏料產品應用范圍越來越廣，球形鋁粉在金屬顏料領域將會有更大的增長空間[5]。

3.2 導電漿料市場

中國目前已發展成為全球第一大太陽能電池生產國，太陽能電池背板用鋁漿是新興的球形鋁粉需求市場[6]。太陽能鋁漿行業對鋁粉需求量較大，性能要求高，價格也高，球形鋁粉粒徑D50 范圍在1～10 μm。因為太陽能電池背電極用球形鋁粉在粒度指標上有嚴格的控制要求，需要從普通球形鋁粉中分離出來，為此產量要大大小于普通球形鋁粉產量，僅占20%左右。因此，價格也是普通球形鋁粉的2 倍以上。目前國內能夠生產太陽能電池用鋁漿的廠家不足10 家，總產能約3.5 萬噸/年，對于原材料球形鋁粉需求量約2.4 萬噸/年，對球形鋁粉的需求量也在逐年遞增。

3.3 耐火材料市場

隨著耐火材料工業的技術升級，早已成為產業發展的熱點，如將硅、鋁和鐵等引入到耐火材料中[7]。金屬一旦作為一個組元復合于耐火材料中，其除具有在適當氣氛下形成相應的化合物增強增韌基體材料外，還具有塑性相成型、促進燒結和抗氧化等作用。將金屬添加到耐火材料中，對耐火材料的力學性能和抗氧化性等均起到了積極的作用，對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用前景。耐火材料行業一般用29 μm 以上的粗粉球形鋁粉和非球形鋁粉。隨著行業競爭加劇和球形鋁粉生產成本降低,非球形鋁粉生產廠家逐漸被淘汰,整個耐火行業球形鋁粉的需求會大幅提升。同時，隨著耐火材料行業產業的不斷升級、科技的不斷發展和科學領域的不斷突破，耐火材料將向著高性能、節能、環保方向發展，而金屬復合耐火材料的性能將被不斷優化，應用領域也將進一步擴大，因而將對球形鋁粉在耐火材料行業的應用起到巨大的推動作用。

3.4 其他

鈦白粉行業所用球形鋁粉可消化球形鋁粉廠家的部分粗粉,對于原材料球形鋁粉需求量約0.4 萬噸/年，整個鈦白粉行業用量較大；作為固體火箭燃料和高爆型炸藥的原料,微細球形鋁粉每年有一定需求量。軍工行業屬于國家計劃生產,鋁粉的用量受廠家的生產量而定,目前呈上升趨勢,該行業的附加值較高。其他行業如鋁熱法冶金、化工催化劑烷基鋁、熱噴涂金屬復合粉末、陶瓷用氮化鋁粉、鋁鎂碳不燒磚、鋁合金粉末冶金等的發展項目在國內剛剛起步,也是很有發展前途的球形鋁粉應用項目[8]。具體不同用途的球形鋁粉的粒徑范圍和特征如表2。

4 未來發展趨勢

近幾年，隨著中國經濟的快速發展以及生產球形鋁粉工藝設備改進和生產技術的進一步提升，微細球形鋁粉的單條生產線產能和細粉得率得到了進一步提高，產品的應用也越來越廣泛。根據相關文獻資料以及市場分析，微細球形鋁粉產品性能逐步向超細化、高純度、合金化以及使用安全性方面發展，以滿足高檔金屬顏料、新型建材、國防工業、耐火材料、化工冶金、電子漿料等領域對球形鋁粉的高標準要求。

5 結束語

通過對國內球形鋁粉生產發展狀況和市場需求分析,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，并且需求量略大于供給量；另外，隨著國外市場需求的增加、國家政策的大力支持和下游應用領域的不斷拓展，球形鋁粉的市場前景會越來越好。