行业发展与项目简介
一、前言
1、行业发展历程
连续玄武岩纤维技术源于前苏联。早在1954年，前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院即开发出连续玄武岩纤维。1960-1970年代，乌克兰建筑材料工业部设立了专门的科研生产联合体，研制生产连续玄武岩纤维的工艺。1985年后，乌克兰、俄罗斯、美国、德国等国家都陆续建立了连续玄武岩纤维制造工厂。
2002年，连续玄武岩纤维研究纳入中国863计划，此后，生产工艺和技术不断改进，产品市场持续开拓。2016年，工信部、发改委、科技部、财政部联合出台《关于加快新材料产业创新发展的指导意见》，指出要加快创新发展玄武岩纤维功能材料，同时，玄武岩纤维材料被列入国家“十三五”规划和《中国制造2025》。
国家工业和信息化部《重点新材料首批次应用示范指导目录（2020年）》将连续玄武岩纤维列为国家关键战略新材料。国家发展和改革委员会公布的《产业结构调整指导目录（2020）》，重点鼓励和优先推广连续玄武岩纤维的研发、生产及应用。连续玄武岩纤维产业在中国进入快速发展时期。
2、项目简介
连续玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉丝制成的。玄武岩纤维具有耐高温和低温、耐强酸和强碱、耐腐蚀、高强度、抗老化、阻燃、绝缘、吸音、防辐射等优异性能，还具有生产过程“零污染”、使用过程不产生二次污染的优点，是我国重点发展的四大纤维（玄武岩纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯）之一。能满足国防、海洋、交通、建筑、电子、航空、化工、节能、环保、消防等领域的需求，应用前景十分广阔。
中科石源致力于技术应用与创新、产业孵化与服务、行业标准体系建设、纤维性能鉴定与检测、专业技术人员培训教育等，实现从选矿、拉丝、产品，到技术攻关、技术标准、市场开拓、人才培养等多方面的全产业链集聚效应，推动连续玄武岩纤维行业高效、快速发展。
因为玄武岩矿石拉成的纤维丝为金色，又因为玄武岩矿石拉丝后，其价格增长了约400-4000倍，故该科技项目又被称为“点石成金”。
二、连续玄武岩纤维
1、玄武岩
玄武岩（Basalt）是生产玄武岩纤维的原材料，属基性火山岩，是火山喷发时岩浆冷却后形成的一种细粒致密的岩石，是地球的主要岩石之一，原料极其丰富，可称之为“取之不尽、用之不竭”。主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石、角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色、黑褐或暗绿色。
玄武岩性脆，不易采得大块石料，以往主要用作一些低附加值的建筑及道路用的填料石子。我国玄武岩矿藏储量丰富，各省区都能找到适合拉丝的玄武岩，为发展玄武岩纤维工业提供了物质基础。
2、连续玄武岩纤维
连续玄武岩纤维（Continue Basalt Fiber，CBF）是以天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入窑中高温熔融，经过一定工艺拉丝制成。
连续玄武岩纤维生产流程简图
1-碎石原料储藏器；2-料斗；3-原料输送系统；4-原料添加装置；5-初始熔炉；6-溶体控温区；
7-漏板及拉丝（形成单丝）；8-浸润器；9-形成缕丝；10-调压；11-纤维缠绕装置
玄武岩纤维整个生产过程环保、节能。生产中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，对环境无污染。同时，在所有高性能纤维的生产过程中，玄武岩纤维的能耗是最低的。
3、纤维性能参数
玄武岩纤维材质是无机硅酸盐，经过两次高温熔炼（火山喷发时一次、熔炉熔化时一次），其中含有大量的SiO2和Al2O3，综合性能和性价比优于碳纤维、芳纶纤维、PBI纤维、E玻璃纤维、S玻璃纤维、聚丙稀纤维、硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维、石棉、岩棉、不锈钢等。
玄武岩纤维主要性能参数
|
纤维类别 |
密度 （g·cm-3） |
拉伸强度 （MPa） |
弹性模量 （GPa） |
断裂伸长率 （%） |
工作温度 （°C） |
|
玄武岩纤维 |
2.65 |
3800~4800 |
90~110 |
2.9 |
-269~960 |
|
碳纤维 |
1.7~2.2 |
3500~6000 |
230~600 |
1.5~2.0 |
500 |
|
芳纶 |
1.49 |
2900~3400 |
70~140 |
2.8~3.6 |
250 |
|
E玻璃纤维 |
2.55~2.62 |
3100~3800 |
72.5~75.5 |
4.7 |
300 |
|
S玻璃纤维 |
2.50~2.60 |
4020~4650 |
83~86 |
5.3 |
300 |
4、浸润剂
浸润剂是在纤维生产过程中涂覆于纤维表面的材料，以水或有机溶剂为介质，以成膜剂、粘结剂、偶联剂、表面活性剂、抗静电剂等为溶质，组成多组分水溶液或水乳液。一是起到润滑保护作用，避免纤维表面受损；二是促进纤维单丝间的集束作用；三是根据不同的应用需求，改善纤维表面，提高纤维材料的电学、力学、耐老化等多方面性能。
未来，通过浸润剂原料的合成制造技术及其配方设计与配制技术的研发与提高，可以赋予纤维多功能性，玄武岩纤维的品种将日趋丰富，纤维产量也将有大幅提升。
5、玄武岩纤维材料应用
玄武岩纤维经不同工艺可制成多种基础材料，如丝、筋、棒、板、管、毡、布等，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维、玻璃纤维。尤其是利用玄武岩纤维优异的性能，获得在道路交通、车辆制造、电子通信、海洋工程、军工装备、航空航天、运动器材、建筑材料等诸多领域的应用。
三、愿景
随着世界经济结构不断调整、世界经济机制逐渐变革，国家力量成为经济发展的主导，为我国经济发展提供了难得的机遇。值此中国经济高速发展期和战略转型关键期，结构调整、节能减排仍是重点发展方向，基于以内需为主体的市场需求格局现状，工业化、信息化、城市化、市场化、国际化的“五化”未来目标为玄武岩纤维产业持续发展提供了巨大的空间。
未来产品需求的绿色、多功能和高品质的发展趋势将更加突出，兼具绿色、低碳、健康、环保等多种特性的玄武岩纤维产品及产业将会成为未来新的发展主体，这是国民经济可持续发展的要求，也是真正践行“绿水青山就是金山银山”，符合党和国家一贯的生态经济战略目标。
在刘嘉麒院士的带领下、多位院士及技术专家参与下，利用院士团队优势，整合全球最优资源，从数据调研→矿源地确定→生产线建设→原料均质化配方→产品应用研发与生产→检测鉴定等全流程专业技术角度，通过数据调研及产业分析、生产工艺及设计、应用技术推广、产品研发及检测、课题研究及成果转化、产业联盟及工业互联、标准制订及技术培训等，建立玄武岩纤维大数据系统，解决制约玄武岩纤维行业发展的重大科技问题，努力提高自主创新能力，实现科技研发、技术服务、产业推广、人才培养的产学研一体化，获得显著的经济效益、良好的社会效益和长远的环境效益。
