石英砂的类型与分类,石英砂应用行业

发表于:2023-03-27 14:56:02 浏览次数:
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注:近来,石英砂投资成为热门。本文旨在帮助石英砂投资者了解石英砂特性及应用领域。本公司可为客户提供石英砂选矿提纯工艺及设备,不出售石英砂及石英石矿。

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2 ,石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状,硬度7,性脆无解理,贝壳状断口,油脂光泽,密度为2.65,堆积密度(1-20目为1.6~1.8),20-200目为1.5,其化学、热学和机械性能具有明显的异向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔点1750℃。常用规格有:0.5-1mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm、10-20目、20-40目、40-80目、100-120目。石英砂是无色、透明的石英的变种,希腊人称为“Krystallos”,意思是“洁白的冰”,他们确信石英是耐久而坚固的冰。中国古代人认为嘴里含上冷的水晶能够止渴。石英砂岩是固结的碎屑岩石,石英碎屑含量达95%以上,来源于各种岩浆岩,沉积岩和变质岩,重质矿物较少,伴生矿物为长石、云母和黏土矿物。石英岩分沉积成因和变质成因两种,前者碎屑颗粒与胶结物的界限不明显,后者指变质程度深、质纯的石英岩矿石。脉石英是由热液作用形成,几乎全部由石英组成,致密块状构造。石英砂中矿物含量变化较大,以石英为主,其次为长石、云母、岩屑、重矿物,黏土矿物等。

石英砂

石英砂的分类

石英有较高的耐火性能,工业上将石英砂常分为:普通石英砂,精制石英砂,高纯石英砂,熔融石英砂及硅微粉等。

1.普通石英砂

普通石英砂,即SiO2≥90—99%、 Fe2O3≤0.06—0.02%,耐火度1750℃,外观:部分大颗粒表面有黄皮包囊。普通石英砂一般是采用天然石英矿石,经破碎,水洗,烘干,二次筛选而成的一种水处理滤料;该滤料具有:无杂质,无棱角,密度大,机械强度高,载污能力强使用周期长的特点,是化学水处理的理想材料。粒度范围5—220目,可按用户要求粒度生产。主要用途:冶金,墨碳化硅,玻璃及玻璃制品,搪瓷,铸钢,水过滤,泡花碱,化工,喷吵等行业。

2.精制石英砂

又称酸洗石英砂,SiO2≥99—99.5%、 Fe2O3≤0.005%,采用优质天然石英砂,砂浆。

3.高纯石英砂

SiO2≥99.5—99.9%、 Fe2O3≤0.001%,采用优质天然石英石,砂浆。(mm为亳米)

4.熔融石英砂

化学成份:SiO2 99.9-99.95%、 Fe2O3 5PPM-25PPM max 、Li2O 1-2PPM max、 Al2O3 20-30PPM max、

K2O 20-25PPM max、 Na2O 10-20PPM max (PPM为百万分之一单位)。

物理性能:外观为无色透明块状,颗粒或白色粉末。

相对比重:2.21 。

莫氏硬度:7.0 。

pH值:6.0 。

5.硅微粉

硅微粉:外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。硅微粉的化学成份见下表:

 项目平均值
1SiO275~96%
2Al2O31.0±0.2%
3Fe2O30.9±0.3%
4MgO0.7±0.1%
5CaO0.3±0.1%
6NaO1.3±0.2%
7pH中性

石英砂的类型

石英在自然界中的分布十分广泛,成因多种多样,目前能够作为工业应用的石英矿物资源主要有7种矿床工业类型:天然水晶、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩石英。

天然水晶

1.天然水晶

一种无色透明的石英结晶体矿物,主要成分为SiO2。水晶的自然生长环境多是在岩洞、岩石裂缝或节理、断层中,其生长条件比较苛刻,必须同时满足四个条件:充裕的生长空间,能够提供富含二氧化硅的热液,一定的温度和压力,足够生长时间。

我国天然水晶资源分布广泛,几乎每个省区都有产出,但矿床规模小、储量少。目前以江苏东海较为有名,在海南屯昌、贵州罗甸、黑龙江通河、四川康定、福建政和、黑龙江伊春、云南富宁和广西百色等地均有分布。

2.石英砂岩

一种固结的砂质岩石,其石英和硅质碎屑含量一般在95%以上,副矿物多为长石和高岭石、伊利石、蒙脱石等黏土矿物,重矿物含量很少,有黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、电气石、金红石等。胶结物一般为硅质,主要有蛋白石、玉髓等,硅质胶结石英砂岩又称为硅质石英砂岩。此外,还有钙质、铁质、海绿石质的石英砂岩,白云质胶结的石英砂岩少见。

我国石英砂岩资源丰富,分布广泛,如四川江油、山东兰陵、山东沂水、重庆永川、广东东源、内蒙古达拉特旗、河北赞皇、湖南溆浦、陕西城固、宁夏石嘴山等,以及近年报道的四川沐川、云南大关-彝良等。

3.石英岩

一种由石英砂岩或其他硅质岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石,其石英伴生矿物除长石、云母和黏土矿物以外,往往还含有微量的电气石、赤铁矿和锆英石等。与石英砂岩相比,其矿石致密坚硬,硬度较高。

我国石英岩资源十分丰富,开发利用量大,如安徽凤阳、青海德令哈、青海大通、青海湟中、青海乐都、江西遂川、陕西汉中、辽宁庄河、山东昌邑、山东栖霞等。

4.脉石英

其形成主要与花岗岩有关的岩浆热液作用有关,致密块状构造,其矿物成分单一,几乎全部为石英,SiO2含量一般在99%以上。脉石英矿床规模一般不大,床状陡,矿体呈不规则脉状,厚度一般几米至几十米,长度一般为十几米至几百米,一个矿区可由一条矿脉或由多条矿脉组成。

我国的脉石英矿产资源分布广泛,资源优势明显,但长期以来,我国脉石英的工业价值一直未引起人们的关注,因此探明资源储量和公开报道的矿床还不多见。其主要原因是:与使用量很大的玻璃、陶瓷和铸造型砂等原料相比,由于脉石英储量一般相对较小,开采难度相对较大,难以作为这些传统用途的工业矿物加以利用。

由于石英在电子信息、新材料和新能源等战略性新兴产业中得到广泛应用,以SiO2天然纯度高为特色的脉石英矿床工业类型正引起人们的极大关注。

粉石英

5.粉石英

一种颗粒极细、二氧化硅含量很高的天然粉状石英。粉石英这一名词过去叫法很多,有“风化硅土”等,商业上也有称为“非晶质硅石”。粉石英矿主要是由硅质母岩风化解体而成的沉积风化型矿床。硅质岩具有较好的抗风化能力,使之在表生作用下几乎不发生物质组分的变化。但在特殊的地质构造条件下,在温湿的古气候、地形平缓古地理等因素作用下,促使硅质岩不断碎裂解体,并在水力作用下将杂质带走,最终形成颗粒微细、纯度较高的粉石英矿床。

目前我国发现和报道的粉石英矿床不多,如贵州贵定、江西莲花和渝东云峰山等。

6.天然石英砂

由花岗岩、石英岩、石英砂岩和脉石英等母岩经过自然界长期风化而形成的一种以石英为主要矿物成分的砂状石英矿物原料。其伴生矿物包括长石、岩屑、云母、黏土矿物及锆英石、电气石、钛铁矿和角闪石等重矿物。主要为海相沉积砂矿床和河湖相沉积砂矿床。

如福建滨海石英砂,海南文昌、海南儋洲、广东湛江和山东荣成以及内蒙古通辽等地石英砂。

7.花岗岩石英

美国尤尼明公司IOTA高纯石英系列产品能获得国际垄断地位的根本原因是,拥有世界上迄今为止唯一发现的独特的高纯石英优质原料——花岗岩石英。该原料为产自美国北卡罗来纳州Spruce Pine地区的伟晶花岗岩(曾称为白岗岩)。

该特殊类型石英矿床的发现颇具传奇性:20世纪初,该地区主要的矿物资源目标是伟晶岩质的长石类和云母类矿物,因为晶粒粗大,可以直接通过人工手选的方式进行选矿。起初,花岗岩中的石英并未很好利用,作为长石浮选和高岭土回收的尾料,每月产出数千吨的晶体石英砂。一些石英砂被加工后卖给附近的陶瓷工厂用作普通陶瓷原料,而大部分和石榴子石、黑云母以及其它长石、高岭石中的杂质矿物一样被丢弃掉。

20世纪70年代,由于石英玻璃原料——天然水晶的日渐枯竭,寻找可替代水晶的天然石英成为当时许多国家急需攻克的目标。在此背景下,经过改进的浮选技术,利用Spruce Pine地区伟晶花岗岩中的石英替代了天然水晶,生产出了高纯石英砂。

目前,我国还没有可开发利用的花岗岩石英矿床报道。

石英砂的应用

石英砂的应用

石英砂所具有的独特的物理、化学特性,使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位,特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律,使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性,在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。

1.建筑行业

可作重要的建筑基石、配合料及建材原料,还可作硅酸盐水泥的校正材料。建筑行业对石英矿的品质要求较低,各地有大量资源就地可以满足。

2.冶金行业

主要用于制造耐火材料—硅砖,冶炼硅质合金(硅铁、硅锰、硅铬)和作熔剂。一般冶金工业对石英矿的品质要求也不太高。

3.玻璃行业

石英石是制造玻璃的主要原料,可做普通及光学玻璃,质纯者可熔炼成优质技术玻璃,玻璃工业特别是光学及技术玻璃工业对石英矿的品质要求比较高。

4.陶瓷行业

陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料;冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂熔剂混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等。

5.化工行业

可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐,质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。化学工业对石英矿的品质要求也比较高。

6.研磨行业

石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料;石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面,石英也用于琢磨珠宝。

7.水处理滤料行业

由于三层滤料滤床的石英砂粒径比双层滤料的石英砂粒小,且石英砂层之下还有一层更细的重质无烟煤滤料,所以在其它条件相同,甚至滤速高一些的情况下,三层滤料滤池的滤后水的水质比双层滤料滤池的水质为好。在使用石英砂的时候,尽量配合使用。

8.石英砂滤池行业

污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部,经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。在此过程中,尾水被过滤,去除了水中的污染物。同时石英砂滤料中污染物的含量增加,并且下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。此时打开位于过滤器中央的空气提升泵,将下层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。滤砂清洗后返回滤床,同时将清洗所产生的污染物外排。


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