石英及石英巖制作人：杜恒星

李沛目錄一、石英的簡介二、石英的性質(zhì)三、石英砂的主要類型四、高純石英砂加工工藝五、應(yīng)用領(lǐng)域

石英的簡介石英是自然界的氧和硅結(jié)晶而成的礦物（SiO2），習(xí)慣上，天然結(jié)晶二氧化硅礦物統(tǒng)稱為石英，自然界石英有許多同質(zhì)異象變體，如α-石英、β-石英、α

-鱗石英、β-鱗石英、γ-鱗石英、α-方石英、β-方石英、純凈的石英無色透明，α-石英α

-鱗石英α-方石英熔體β-石英β-鱗石英γ-鱗石英β-方石英870℃1470℃1723℃573℃160℃268℃117℃石英的多晶轉(zhuǎn)變重建型轉(zhuǎn)變位移型轉(zhuǎn)變

三方晶系結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)：①、硅氧組成的硅氧四面體，氧原子位于四個(gè)頂角，硅原子位于四面體的中心；②、硅氧四面體以角頂相連構(gòu)成架狀；③、硅氧之間為離子鍵，因Si的極化力強(qiáng)，使之趨于共價(jià)鍵，石英晶形有左晶形和右晶形之分。石英的物理性質(zhì)顏色多樣，常為無色、乳白色、灰色。透明或因含雜質(zhì)而半透明。光澤玻璃光澤斷口呈油脂光澤硬度7礦物密度2.5~2.8克/立方厘米無解理熔點(diǎn)高1113℃類別:氧化物礦物石英的化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不溶于水也不和水反應(yīng)。是酸性氧化物，氣態(tài)氟化氫或氫氟酸跟二氧化硅反應(yīng)生成氣態(tài)四氟化硅，跟熱的強(qiáng)堿溶液或熔化的堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，跟多種金屬氧化物在高溫下反應(yīng)生成硅酸鹽。在高溫下二氧化硅能被碳、鎂、鋁還原。氧化硅能溶于濃熱的強(qiáng)堿溶液。石英砂主要類型1、普通石英砂SiO2≥90～99%，F(xiàn)eO≤0.06~～0.02%，耐火度1750℃～1800℃，外觀部分大顆粒，表面有黃皮包囊。粒度范圍5～220目，可按用戶要求粒度生產(chǎn)。主要用途：冶金，墨碳化硅，玻璃及玻璃制品，搪瓷，鑄鋼，水過濾，泡花堿，化工，噴沙等行業(yè)。2、精制石英砂

SiO2≥99~99.5%，F(xiàn)e2O3≤0.02~0.015%，

精選優(yōu)質(zhì)礦石進(jìn)行復(fù)雜加工而成。

粒度范圍用5~480目，可按用戶要求生產(chǎn)，

外觀白色或結(jié)晶狀。

主要用途：高級玻璃，玻璃制品，耐火材

料，熔煉石類，精密鑄造，砂輪磨材等。3、高純石英砂

SiO2≥99.5~99.9%，F(xiàn)eO≤0.005%，

是采用1~3級天然水晶石和優(yōu)質(zhì)天然石類，經(jīng)過精心挑選，精細(xì)加工而成。

粒度范圍1~0.5mm,0.5~0.1mm，0.1~0.01mm，0.01~0.005mm不等。4、熔融石英砂

化學(xué)成份：SiO2：99.9~99.99%；Fe2O3：10PPM~25PPM；MaxLi2O含量：1~2PPM；MaxAl2O3含量：20~30PPM；MaxK2O含量：20~25PPM；MaxNa2O含量：10~20PPM。

物理性能：外觀為無色透明塊狀，顆?；虬咨勰?。

真比重：2.21；

莫氏硬度：7.0；

PH值：6.0石英巖石英巖：主要礦物為石英，可含有云母類礦物及赤鐵礦、針鐵礦等。石英巖是一種主要由石英組成的變質(zhì)巖(石英含量大于85%)，是石英砂巖及硅質(zhì)巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。一般是由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖石經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用，重結(jié)晶而形成的。也可能是在巖漿附近的硅質(zhì)巖石經(jīng)過熱接觸變質(zhì)作用而形成石英巖。石英砂的原料、分類及提純工藝1、粉碎分級石英在獲得應(yīng)用之前一般都需要加工成石英砂。對于天然石英砂一般不需粉碎，但必須進(jìn)行選礦提純。石英巖和石英砂巖的純度較高，但是必須進(jìn)行粉碎加工。一般來說破碎包括粗碎、中碎、細(xì)碎、超細(xì)碎；分級包括篩分、水力分級、氣流分級等粗碎、中碎設(shè)備有顎式、圓錐、反擊式、錘式、對輥式等粉碎工藝不同主要在于細(xì)碎。普通用戶多用棒磨機(jī)細(xì)碎；對于生產(chǎn)高純石英砂為防止金屬雜質(zhì)混入，磨礦機(jī)采用橡膠，聚酯或石英質(zhì)襯里；磨礦介質(zhì)采用石英球或石英質(zhì)卵石；石英細(xì)碎方面，石英碾粉碎機(jī)仍被廣泛應(yīng)用★硅石的破碎——熱力破碎

硅石的硬度大，若沿用其他礦物直接進(jìn)行破碎的方法，能耗高、效率低。故可首先進(jìn)行熱力破碎。熱力破碎，即：煅燒-水淬法。它是利用硅石經(jīng)過高溫煅燒（900～1150℃），用水淋冷卻（最好不用水池。因?yàn)樗乩鋮s時(shí)，在硅石表面可形成大量的水蒸氣泡。與液體水相比，不易導(dǎo)熱，即不易形成“急冷”的效果）硅石在急劇的由“熱脹”，到“冷縮”，在其表面和塊體內(nèi)部產(chǎn)生大量的微裂紋，從而使硅石強(qiáng)度大幅下降（降到原來的1/10）的一種方法。

它的優(yōu)點(diǎn)是：可以大大提高破碎效率、減少設(shè)備故障率、降低破碎成本。。2、石英粉選礦提純過程中含鋁雜質(zhì)的脫除

在一部份硅質(zhì)原料中包含有鋁雜質(zhì)，硅質(zhì)原料中的含鋁雜質(zhì)主要來自長石、云母和粘土礦物。對于粘土礦物，采用擦洗和分級脫泥流程去處理，而對于存在于長石和其他礦物中的氧化鋁，則主要采用浮選法。另外，浮選也可以除去粗磨時(shí)混入的鐵質(zhì)雜質(zhì)。

由于原料中二氧化硅含量一般在98%以上，故常采用反選法，以硫酸為礦漿pH值，控制石英表面電性，以氫氟酸為活化劑，選用胺類陽離子捕收劑。長石類雜質(zhì)主要存在于浮起物中，可除去。剩下即為石英精礦。

由于氫氟酸有劇毒，對環(huán)境和設(shè)備有很大的損害，故人們開始嘗試采用無氟工藝。以江西上饒某地脈石英為原料，礦漿濃度為20%，先用10%的硫酸調(diào)整礦漿pH值為3，然后按400g/t加入十二胺醋酸鹽進(jìn)行浮選，除鋁率接近70%，效果較好。

3、石英砂選礦提純過程中含鐵雜質(zhì)的去除

鐵在硅質(zhì)原料中常以以下幾種形式存在：①以微細(xì)粒狀態(tài)賦存在粘土，或者高嶺土化的長石中；②以氧化鐵薄膜形式附著在石英顆粒的表面；③含在重礦物和褐鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、黃鐵礦等顆粒中；④鐵呈次要成分存在黑云母、角閃石、石榴子石等礦物中；⑤在石英顆粒內(nèi)部呈浸染或透鏡狀態(tài)；⑥以固溶態(tài)存在于石英晶體內(nèi)部。此外，加工過程中也會(huì)混入一定量的機(jī)械鐵。

對于處理以細(xì)微顆粒狀存在于粘土礦物中的鐵時(shí)，一般可用水洗和脫泥的方法。對于含鐵重礦物，一般可以采用重選和磁選的方法清除。重選常用設(shè)備為螺旋選礦機(jī)、溜槽和搖床等。一般來說，搖床除鐵鈦優(yōu)于螺旋選礦機(jī)。

脫除石英顆粒表面薄膜鐵或者鐵銹，可以采用擦洗和化學(xué)酸浸方法處理。擦洗可以進(jìn)一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)過分級作業(yè)達(dá)到對原料的進(jìn)一步的提純效果。目前，主要有棒磨擦洗和超聲波擦洗。除采用擦洗法除鐵，還常采用酸洗除鐵工藝，去除顆粒表面薄膜鐵。酸處理常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸和氫氟酸以安徽某地石英巖為例，采用氫氟酸，硫酸，鹽酸混酸法，制得純度為99.99%的高純度石英。

若要制得高純度石英產(chǎn)品，氫氟酸的加入是高品位產(chǎn)出的保證。由于氫氟酸有劇烈的毒性，加入量不應(yīng)超過10%。太多則對石英的侵蝕過大，產(chǎn)率過低。太少則不能完全將石英包裹體打開，使酸無法與包裹體內(nèi)雜質(zhì)充分接觸反應(yīng)，達(dá)不到提純效果。

六種石英砂提純工藝

反選法用

途

石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)。

1、涂料涂料行業(yè)中，石英粉可應(yīng)用溶劑型涂料，水性建筑涂料，工業(yè)底漆和面漆以及粉末涂料，透明石英粉可用于戶外涂料，如屋頂涂料，戶外木器涂料和外墻涂料，作用：①可以控制溫度和氣體透過率，降低光透射到涂膜內(nèi)部的可能性，使得涂料更不容易褪色。可改善分散度，流動(dòng)性和光澤，涂層耐暴曬，抗高溫，在紫外線照射下不變色，能長期保持原來的光澤和色彩有較好的耐酸堿耐腐蝕性能，且耐水性好耐污染、耐老化性能較強(qiáng)，耐磨、耐蒸汽，有較強(qiáng)的阻燃性，可代替部分鈦白粉。②石英粉主要成份為二氧化硅，價(jià)格低廉，降低成本。2、玻璃

石英砂是玻璃行業(yè)的主要原料，占其他配料的70%以上。玻璃的一些有優(yōu)良行能都和二氧化硅有直接關(guān)系。石英砂的粒度要控制在0.5-0.1mm之間,以便在石英砂熔煉時(shí)，能使其他配料攪拌的更加均勻，從而提高玻璃質(zhì)量。

玻璃制品工業(yè)領(lǐng)域的類型有建筑玻璃、日用玻璃、技術(shù)玻璃等。在建筑玻璃類型中主要用于制造各類平板玻璃、夾絲玻璃、壓花玻璃、玻璃磚、空心玻璃和泡沫玻璃；日用玻璃類型中石英砂用于制造各類包裝瓶罐及玻璃器皿；石英砂在技術(shù)玻璃類型中主要用于制造光學(xué)玻璃、玻璃儀器、玻璃纖維、導(dǎo)電玻璃、玻璃布吉放射線特種玻璃。

石英玻璃特點(diǎn)：石英玻璃耐高溫，熱膨脹系數(shù)極小，化學(xué)熱穩(wěn)定性好，氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學(xué)玻璃媲美，所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩(wěn)定度光學(xué)系統(tǒng)的必不可少的光學(xué)材料。脆性較差，，使用時(shí)必須輕拿輕放。3、機(jī)械鑄造型砂的主要原料，研磨材料（噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等）鑄造砂的顆粒形狀和顆粒組成對型砂的流動(dòng)性、緊實(shí)性、透氣性、強(qiáng)度和抗液態(tài)金屬的滲透性等性能有影響，是鑄造砂質(zhì)量的重要指標(biāo)。鑄造砂應(yīng)滿足的要求①較高的純度和潔凈度，以硅砂為例，鑄鐵用砂要求SiO2含量在90%以上，較大的鑄鋼件則要求SiO2含量在97%以上;②高的耐火度和熱穩(wěn)定性;③適宜的顆粒形狀和顆粒組成;④不易被液態(tài)金屬潤濕。4，陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窯爐用高硅磚、普通硅