年产1000吨超细特种新型氧化锆项目

年产1000吨超细特种新型氧化锆项目

一、企业概述

杭州九朋新材料有限责任公司是一家从事纳米新材料技术研发、应用的高新技术企业。公司广泛开展与浙江大学国内外知名高校和科研机构建立了合作开发与生产纳米相关系列产品，形成了一支高效研发团队，专门从事新材料研究开发。凭借着实力强大的新材料研发团队和广泛的合作关系，公司储备了丰富、前景广泛的纳米相关先进技术。

公司现有生产纳米耐酸碱高温防腐系列涂料，耐腐蚀反应釜，耐腐蚀零配件，纳米氧化铈系列，纳米稀土系列，高纯纳米二氧化钛等各种纳米粉体和分散液。具有广阔市场前景。

鉴于公司大量具备广阔前景的先进高科技项目，现阶段正在规划一系列的生产基地。同时，公司的先进技术和广阔市场前景，也得到了诸多风投和产业资金的关注，公司未来有志于快速壮大成为行业领导企业。

二、项目情况

1、我公司规划系列产品项目

筹备项目

a、氧化锆系列粉体，包括超细纯氧化锆粉体、钇锆粉体、铈锆粉体、镁锆粉体，

铈锆，用于催化剂；镁锆，用于耐火材料热振材料。

b、特种陶瓷部件：氧化锆手机盖板；陶瓷手机盖板已经是手机发展趋势，市场达数百亿人民币，

C、增韧氧化锆部件，用于航空发动机、手术道具；

掺钇氧化锆，做手机盖板、手表、电子产品结构件；氧化锆增韧陶瓷

我公司规划的超细高性能氧化锆粉体材料、手机盖板、发动机用增韧陶瓷结构件，在手机等电子产品、汽车结构件、新能源催化剂等方面，有着广泛用途，相关市场规模在1000亿人民币以上。

2、项目的意义

超细氧化锆是一种十分重要的结构和功能材料，它具有非常优异的物理和化学性能，它的开发研究与应用，引起了世界各国的高度重视，制备分散均匀的纳米级氧化锆是当今国际上一个重要的研究课题，也是保证其特殊性能的关键。

基于纳米粉体材料的尺寸效应，氧化锆材料在不断的制备研究过程中，呈现出各种优良特性，比如同时具有氧化性和还原性，同时具有酸性和碱性，以及良好的热稳定性和机械稳定性等。它又是p型半导体，易于产生氧空穴，作为催化剂载体可与活性组分产生较强的相互作用。这些性质使得氧化锆在催化以及其它一些领域展现出广阔的应用前景；由于纳米二氧化锆具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点，将纳米二氧化锆与其他材料复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯曲强度，提高金属材料的表面特性，即热传导性、抗热震性，抗高温氧化等。

超细级氧化锆具有优良的耐高温性能和高温导电性，较高的硬度、高温强度和韧性，良好的热稳定性及化学稳定性，并且抗腐蚀，性能稳定。氧化锆陶瓷可用作高温发热体，如火箭前锥体、切削刀具、电子陶瓷（高压、高频陶瓷）、生物陶瓷等。

3、项目的市场市场空间

   我公司开发的超细氧化锆粉体，手机陶瓷盖板、增韧氧化锆陶瓷，广泛应用在燃料电池等催化剂、陶瓷结构件等领域，在手机等电子产品、汽车结构件、新能源催化剂等方面，相关应用市场在1000亿人民币以上。

金属锆及其化合物的原料

用于制金属锆和锆化合物、制耐火砖和坩锅、高频陶瓷、研磨材料、陶瓷颜料和锆酸盐等主要用于压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及贵重金属熔炼用的锆砖、锆管、坩埚等。也用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维。还用于陶瓷颜料、静电涂料及烤漆。用于环氧树脂中可增加耐热盐水的腐蚀。

手机盖板手机使用陶瓷材料已成最佳选择

三环集团发布公告称，与长盈精密合作，累计投资87亿元，用于生产年产能规模可达到1亿件以上的智能终端和智能穿戴产品的陶瓷外观件及模组；紧接着，南通通州湾新材料科技有限公司“纳米精密陶瓷新材料项目”也于2月28日正式开工，该项目总投资5亿元。5G通信将采用3Ghz以上的频谱，其毫米波的波长很短，来自金属的干扰非常厉害，陶瓷和玻璃具有“先天优势”。而随着陶瓷在指纹识别、无线充电等手机功能领域的逐渐普及，陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为手机企业进军5G时代的重要选择。

耐火材料

氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。由于ZrO2物质本身的高熔点、不氧化和其他高温优良特性，使得ZrO2纤维具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维品种更高的使用温度。氧化锆纤维在1500 ℃以上超高温氧化气氛下长期使用，最高使用温度高达2200 ℃，甚至到2500 ℃仍可保持完整的纤维形状，并且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染，是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。 ZrO2的耐酸碱腐蚀能力大大强于SiO2和Al2O3。不溶于水，溶于硫酸及氢氟酸；微溶于盐酸和硝酸。能与碱共熔生成锆酸盐。[4]

燃气轮机

等离子喷涂二氧化锆热障涂层在航空及工业用燃气轮机上的应用已有很大进展，在一定限度内已经用于燃气轮机的涡轮部分。由于这种涂层可以降低气冷高温部件的温度50~200 ℃，因此可以显著地改善高温部件的耐久性,或者容许提高燃气温度或减少冷却气体的需用量而保持高温部件所承受的温度不变，从而提高发动机的效率。

氧化锆陶瓷轴承

氧化锆全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨、耐腐蚀、无油自润滑、耐高温、耐高寒等特点，可用于极度恶劣环境及特殊工况。目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用，其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统，富士康公司率先在电脑散热风扇上采用了氧化锆陶瓷轴承。

陶瓷材料

因为氧化锆的折射率大、熔点高、耐蚀性强，故用于窑业原料。压电陶瓷制品有滤波器、扬声器超声波水声探测器等。还有日用陶瓷（工业陶瓷釉药）、贵重金属熔炼用的锆砖及锆管等。纳米级氧化锆还可以用作抛光剂、磨粒、压电陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高温颜料的基质材料。

手机陶瓷背板

2017年年初，合肥汇璟先进陶瓷材料科技有限公司总投资约5亿元，建成后年产3000万片智能手机陶瓷背板，首期投资1亿元，今年10月份投产；此后，三环集团发布公告称，与长盈精密合作，累计投资87亿元，用于生产年产能规模可达到1亿件以上的智能终端和智能穿戴产品的陶瓷外观件及模组；紧接着，南通通州湾新材料科技有限公司“纳米精密陶瓷新材料项目”也于2月28日正式开工，该项目总投资5亿元。为什么这些企业都在大力推进智能手机陶瓷背板及氧化锆陶瓷材料项目？答案是：5G时代要来了！

随着通信技术的发展， 5G通信很可能将在2020年初步实现商业化， 5G信号显著特点是信号传输速度更快（传输速度为4G的10-100倍），极大的方便了人们的生活！5G通信将采用3Ghz以上的频谱，其毫米波的波长很短，来自金属的干扰非常厉害，陶瓷和玻璃具有“先天优势”。而随着陶瓷在指纹识别、无线充电等手机功能领域的逐渐普及，陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为手机企业进军5G时代的重要选择。

氧化锆陶瓷阀门

目前，我国各个行业中普遍使用的阀门是金属阀门，金属阀门的使用也有100多年的历史，期间虽然也经历过材料及结构的改变，但由于受金属材料自身的限制，金属的腐蚀破坏对阀门耐磨性的作用期限、可靠性、使用寿命具有相当大的影响，机械和腐蚀的作用因素对金属的作用大大地增加了接触表面总的磨损量，阀门操作过程中，摩擦的表面由于同时的机械作用和金属与环境进行化学的或电化学的相互作用的结果产生磨损和破坏，对于阀门而言，其管道工作气候条件的复杂；石油、天然气和油层水等介质中硫化氢、二氧化碳和某些有机酸的出现，使其表面的破坏力增大，从而迅速失去工作能力。氧化锆陶瓷阀门优良的耐磨性、防腐性、抗高温热震性，能够胜任这一领域。

氧化锆研磨材料

氧化锆磨球具有硬度大、磨损率小、使用寿命长、可大幅减少研磨原料的污染，能够很好地保证产品质量，同时氧化锆材料密度大，用做研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率，可有效缩短研磨时间。良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性，可以在酸性和碱性介质中使用。由中国建筑材料科学研究院研究开发的氧化锆陶瓷磨球，磨损率仅为0.04/24h，在球磨、振动磨、行星磨和搅拌磨等磨机中被广泛采用当作研磨介质。

部分稳定氧化锆具有高的硬度和耐磨性，所以氧化锆在磨介和磨具领域中有着广泛的应用：如球磨球和球磨机内部衬里和耐磨部件，拉丝模等。我国关于韧性陶瓷在磨介领域占一半以上，而其中氧化锆球占绝对优势。

氧化锆坩埚

如前所述氧化锆的熔点高达2700℃，即使加热到1900多摄氏度也不会与熔融的铝、铁、镍、铂等金属，硅酸盐和酸性炉渣等发生反应，所以用氧化锆材料制作的坩埚能成功地熔炼铂、钯、钌、铯等铂族贵金属及其合金，亦可用来熔炼钾、钠、石英玻璃以及氧化物和盐类等。

氧化锆窑炉材料

氧化锆作为耐火材料主要用在大型玻璃池窑的关键部位，早期使用的锆质耐火材料，其氧化锆含量仅为33%~35%,日本旭硝子公司研制成功含氧化锆94%~95%的锆质耐火材料，将其使用在玻璃窑顶部和关键部位，大大提高了玻璃窑的寿命。 将氧化锆熔融、吹制后得到大小不同的氧化锆空心球，制备各种高级隔热砖，避免了陶瓷纤维老化后的粉尘污染问题，主要生产厂家有洛阳耐火材料研究院和山东第二耐火材料厂。

陶瓷绝热内燃机

由于部分稳定氧化锆具有低热导率、强度韧性好，低弹性模量，高抗热冲击性，高工作温度（1100℃），所以用于制造狄索尔发动机零件，内燃机零件。它具有小体积，重量轻，热效高，是一种有效的节能发动机。ZrO2 增韧陶瓷在内燃机中的应用是成功的。美国绝热发动机计划的目标是取消水冷系统，对燃烧室绝热，利用排出的热能，提高热效率，减少发动机重量。在绝热内燃机中，韧性氧化锆还可用做汽缸内衬、活塞顶、气门导管、进气和排气阀座、轴承、挺杆、凸轮、凸轮随动件和`活塞环等零件。陶瓷绝热内燃机的热效率已达到 48%（普通内燃机为 30%） 。陶瓷绝热内燃机省去了散热器、水泵、冷却管等 360 个零件，质量减少 191 ㎏，增韧陶瓷在转缸式发动机中用做转子。日本、美国、德国等一些技术发达国家用韧性氧化锆制作发动机。同时还用制造计算机驱动组件，密封件，航空发动机的散热叶片等。  

生物医学器械领域和刀具工具

 由于氧化锆没有磁性、不导电、不生锈、耐磨，所以在生物医学器械领域和刀具工具领域中应用很广：如用于医学手术刀和剪磁带等有磁性物质的制品，制作人造骨骼、人造关节、人工牙齿等。近来部分稳定ZrO2通过粉末冶金方法，制备避磁的手表表壳、耐腐的表件和其它仪表另件。用来制作切菜刀、剪刀、螺丝刀、榔头、锯、斧头等，既更适宜于切生吃食物和熟食。日本近来开发出高鈰氧化锆增韧陶瓷刀具，复合物用 Ce2O3 作稳定剂，以取代金属陶瓷，断裂韧性是金属的 3 倍，切削能力提高 1.5 倍。CeO2—ZrO2可以形成很寛范围的四方氧化锆固溶体相区。添加摩尔分数为 15～20%CeO2 可使四方相氧化锆的相变温度降低到 25℃以下。在军事上用作制造防弹盔甲等。在钢铁生产工业用的陶瓷扎辊和导辊，表面摩损很小。

氧化锆结构陶瓷

结构陶瓷作为氧化锆的一个新型应用领域，目前越来越为人们所重视。中国目前的氧化锆结构陶瓷，有 70%的企业是由氧化锆铝陶瓷行业转化而来的。中国市场的部分稳定氧化锆的应用正处于起步发展阶段。主要为：光纤接插件及套管、氧化锆磨介、刀具、纺织及烟草机械承板等。其中磨介占据一半以上的份额。市场总量在 300～400 吨/年，其中用于光纤接插件插芯、套管、跳线的氧化锆等在 80～100 吨/年。长期以来，中国的部分稳定氧化锆的生产工艺不够完善、产品质量不高、粉末性能不好。另外，下家客户加工工艺未过关，所以，各使用客户只是试用，而不能正常应用，因此该产品的大部分原粉被日本产品所占领，特别是一些高端行业，如光纤接插件和高级结构陶瓷等，几乎都是用日本的产品。

光纤接插件和光纤跳接线：  

用陶瓷制作的光纤连接器与光纤跳接线是光纤网路中应用面最广并且需求量最大的光无源器件。单模多模活动光纤连接器中核心零件,其中主要部件—二氧化锆陶瓷套管（即连接器精密针），它所用的材料就是氧化钇 Y2O3 稳定的四方氧化锆粉末。

氧化锆功能陶瓷

圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠

我国是制笔大国，国际上每5支笔中有4支来自中国，已形成近800亿元/年的市场，一般情况下，圆珠笔用球珠主要是不锈钢和炭化钨材料，但这类球珠在书写过程中经常出现断线、掉珠、死珠、蘸头等现象，目前由河北省勇龙邦大新材料有限公司与清华大学新型陶瓷与工艺国家重点实验室共同研制的“圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠”克服了以上缺陷，填补了国内空白，该科技成果已被列为国家制笔行业“十一五”国家重点推广新产品[3]。

氧化锆高温发热材料

氧化锆在常温下为绝缘材料，比电阻高达1015Ω·cm，温度升高至600℃可以导电，而在1000℃以上时是良导体，可作1800℃高温发热元件，最高工作温度可以达到2400℃，目前已经被成功地用于2000℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中，磁流体发电的电极材料也在积极的研究之中。 与钇一起用以制造红外线光谱仪中的光源灯。

氧化锆生物陶瓷材料

烤瓷牙家族中的贵族—氧化锆烤瓷牙，烤瓷牙材料的好坏直接影响它的质量和患者身体健康，因烤瓷牙的内冠是由不同金属材料制作而成，金属内冠易与口腔唾液发生氧化反应，氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决重度四环素牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥统材料制作而成，例如：陈设瓷中的花瓶、陶瓷画板、室内外装潢用陶瓷墙地砖等。氧化锆装饰材料开创了人类美化自身的新领域，目前主要应用于单纯的佩饰品及兼有应用功能的佩饰品。

氧化锆宝石材料 、

氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。 自然状态下天然的立方氧化锆极难寻找到，决定了其具有了宝石材料稀有性的特点，自然形成的立方氧化锆颜色非常丰富，大颗优质的天然锆石价格决不在同等的钻石之下，是非常稀少的贵重天然宝石。 人工合成立方氧化锆光学性能良好，是廉价而有美丽的钻石替代品。

氧化锆陶瓷首饰目前主要有以下几种类型：（1）镶嵌了氧化锆的银首饰，在这里氧化锆的范围就比较宽广，包括二氧化锆石、工业二氧化锆、高纯二氧化锆、稳定二氧化锆、超细二氧化锆、锆英砂、锆英粉等，镶有立方氧化锆的银镀铑的首饰特别受欧洲客户的青睐。（2）单纯氧化锆材料佩饰品，是目前装饰陶瓷市场正悄然兴起的一类产品，国内已有陶瓷生产公司在研究、开发、销售这类产品过程中走在了同行业的前列，对这一产业政府也给予了高度重视，2006年北京市科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目中就有彩色氧化锆结构陶瓷的研制，市面上有近300多种新的陶瓷佩饰产品，既包括各种新型的款式也包括各种色泽明快的颜色，而且该类产品在欧、美、日和中国香港等地区均有很好的市场，特别受到欧洲市场的青睐。（3）兼有应用功能的佩饰品，典型的产品是陶瓷手表表壳、表圈、表带等产品，国际知名品牌Chanel/香奈尔、RADO/雷达等手表均有全陶瓷款式，而且价格不菲。

氧化锆复相材料

与其它材料复合形成的复相材料，比如氧化锆与氧化铝、莫来石等材料形成的复相材料，得到了比单相材料具有更优异性能的新材料。

普通陶瓷添加剂 ，陶瓷色釉料方面的应用：氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂，若想获得性能较好的钒锆黄颜料，必须选用质纯的氧化锆，另外在釉料制造方面，纯的氧化锆可以提高釉的高温粘度和扩大高温粘度变化的温度范围，有较好的热稳定性，其含量为2%~3%时，能提高釉料的抗龟裂性能，还因氧化锆的化学惰性大，能提高釉料的化学稳定性和抗酸碱侵蚀的能力，有时也被用来制作乳浊釉。

制备铬酸盐原料制备锆酸盐的原料，由二氧化锆和一些金属氧化物或金属碳酸盐反应生成，它们都是大分子结构，具有各种电性能，为高温、电子元器件等领域所应用。

此外氧化锆可用于白热煤气灯罩、搪瓷、白色玻璃、等的制造。X射线照相。厚膜电路电容材料，压电晶体换能器配方。

氧化锆的发展前景好 ，高性能结构陶瓷的开发研究已引起世界工业先进国家的高度重视，并成为研究、投资、生产十分活跃的领域，尤其是日本、美国等国家都投入可观的经费。我国历来对发展新型陶瓷材料高度重视，并取得了许多重大成果。近几年有一些公司已经能够生产高质量氧化锆超细粉体，且大部分产品出口。但应该看到的是我国在原料粉体的生产方面整体还处于较落后的水平。今后的发展应朝着超细、高纯方向发展，产品制造方面应朝着新功能、新应用领域方向发展，不断扩大氧化锆应用领域。

4、技术工艺流程与设备：

项目创新之处是粉体均匀分布，分散性好、纯度高、比表面机大大高于其它工艺，煅烧温度低、反应易控制、副反应少可达到工业化生产。

氧氯化锆溶于水，加入氨水中和反应，生成氧化锆前体沉淀，

CrOCl2+NH3(氨水)+2H2O----CrO(OH)2↓+2(NH4)Cl

过滤，滤饼水洗掉氯离子，得到滤饼再干燥，

CrO(OH)2-------高温煅烧------CrO2+H2O

煅烧，得到氧化锆超细粉末、钇稳定氧化锆，再粉碎，分散。

废水处理：过滤和水洗得到含氯化铵的水溶液，再经三效蒸馏器，得到氯化铵副产品和蒸馏水，蒸馏水循环利用。整个过程做到没有废水和废气外排，安全环保。

主要设备：反应釜、混合搅拌釜、离心机过滤机、烘房、电煅烧炉、超微粉粉碎机、三效蒸馏器、陶瓷压制成型机等。

5、项目的投资预算与资金筹措

生产规模：1000吨/年 厂房面积：5000平米。总投资10000万元，其中固定资产投资：6000万元，流动资金：4000万元。资金筹措方面，拟申请银行贷款4000万元，自筹6000万元。

6、项目的经济、社会效益

销售价格：15万元/吨，综合成本：8万元/吨，产能1000吨，

年产手机盖板200万片，每片60元，综合成本40元

生产产值：2.7亿元，年利税：1亿元.

项目整体具有经济效益显著，环境污染小，技术领先等优势，可以有力的提升我地在纳米级高新材料方面的生产技术水平，带动产业整体的技术升级，同时可解决约500人的就业，社会效益十分显著。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二○一七年九月一日

九朋新材料纳米超细系列畅销全球超细氧化物及分散液：氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化硅、稀土氧化物、抗静电剂等

纳米防腐涂料：耐强酸强碱、耐高温、耐油、耐候、盐水，适合化工设备、海洋设备、电镀、烟囱，具有使用寿命长、使用成本低，用于旧防腐设备延寿，新防腐设备定制，上门涂装服务。