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石英砂
來源:互聯網

石英砂(quartz sand)是由石英石經破碎、篩分等工藝加工而成的石英顆粒。石英石是一種非金屬礦物質,其礦物成分主要是二氧化硅(SiO?),SiO?含量通常在90%以上。碎屑石英含量在85%以上,呈未膠結松散狀。顆粒大小在2~0.05mm,有棱角狀、次棱角狀、渾圓狀等形狀,是很好的建筑材料和玻璃原料。石英砂一般用于配制鑄鋼件用的型砂及芯砂。主要用于玻璃、耐火材料、陶瓷、鑄造、石油、化工、環保、研磨等行業。不止如此,高端石英砂在電子信息、光纖、光伏等行業,以及在國防軍工、航空航天等領域也發揮著重要作用。

分布

巴西的巴伊亞州米納斯吉拉斯州圣保羅州是主要的石英砂產區,其中巴伊亞州的石英巖礦床是該國最大的石英砂產地之一。美國的明尼蘇達州威斯康星州、得克薩斯州伊利諾伊州等地都有大量的石英砂儲量。加拿大安大略省、魁北克省阿爾伯塔省等地也擁有豐富的石英砂資源。澳大利亞昆士蘭州新南威爾士州和西澳大利亞州等地區具有大量的石英砂儲量。中國的石英砂主要產地包括河北、山東、江蘇、云南、內蒙古、新疆、青海、安徽、遼寧、陜西等地,其中河北靈壽、遼寧朝陽等地是中國石英砂的主要產地。除了上述國家和地區外,石英砂還存在于許多其他國家,如法國、德國俄羅斯墨西哥、阿根廷沙特阿拉伯等。這些地區的石英砂資源儲量、產量分布和質量因地質條件而有所不同,但總體來說,石英砂是一種在全球廣泛分布的礦產資源。

主要用途

石英砂的用途很廣,如冶煉、型鑄、噴砂、補爐、過濾、玻璃制品、單晶硅、陶瓷、電瓷、建筑材料、優質鋼鑄造等。在建筑工程上,多用以配制耐腐蝕砂漿、膠泥及其他耐腐蝕材料和耐火材料等。

建筑

玻璃制造,石英砂是玻璃制造的關鍵原料之一。由于石英砂具有高純度、高熔點化學穩定性,它被用于生產各種類型的玻璃,包括平板玻璃、容器玻璃、光纖和太陽能板等。人造石材,石英砂被廣泛用于制造人造大理石人造石英石。通過將石英砂與樹脂和顏料混合,可以生產出具有高度美觀性、抗磨損性和耐化學性的裝飾材料,用于臺面、地板、墻壁和其他室內外裝飾。砂漿和混凝土,石英砂是建筑砂漿和混凝土的重要組成部分。由于其顆粒形狀和大小的合適性,石英砂能夠增加混凝土的強度和耐久性,用于建筑物的基礎、地面、墻體和其他結構。

工業

石英砂在半導體制造中十分重要,高純度的石英砂被用于制造半導體芯片和其他電子器件,作為基板、光刻掩模和化學氣相沉積反應器的材料。石油和天然氣開采,石英砂的高硬度和耐磨性使其成為油井壓裂工藝中的重要顆粒填料。壓裂石英砂用于在巖石裂縫中形成通道,以促進石油和天然氣的流動。水處理,石英砂被用作水處理過程中的過濾媒體,它被用于包括水凈化、污水處理、游泳池過濾和飲用水處理等多種應用,以去除懸浮顆粒、雜質和微生物。

高端石英砂的應用

電子信息

高端石英砂主要應用在光伏、通信、半導體等領域。其中,高純度石英砂廣泛應用于光纖通信、太陽能電池、半導體集成電路、精密光學儀器、航天航空等高科技行業。

國防軍工

在國防軍工領域,高純石英砂主要應用于制造光學玻璃、光學儀器、激光器、半導體器件、電子元器件等。例如,高純石英砂可以用于制造激光器的諧振腔和輸出窗口,以及制造半導體器件的晶體管集成電路等。

其他用途

除了以上應用領域,石英砂還被用于砂紙、磨具、鑄造、陶瓷制造、化妝品、水晶制造、石英鐘表和科學實驗室等領域。石英

砂的廣泛用途得益于其豐富的資源、穩定的性質和多樣的物理特性。

性質及分類

化學組成

石英砂是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物,其主要礦物成分是SiO2,含量通常高達90-99%,同時Fe?O?含量一般不超過0.06%,這有助于保持其化學性能的穩定性。石英砂按品質可分為普通石英砂、精制石英砂、高純石英砂、熔融石英砂及硅微粉等。

物理性質

石英砂化學性能穩定,不溶于酸(但微溶于氫氧化鉀溶液),熔點高達1750℃,在高溫環境中仍能保持其結構和性能的穩定;其熱膨脹系數小,這也是其在高溫應用中的一個重要優勢,具有較高的耐火性能。其顏色多為乳白色或無色半透明狀,莫氏硬度為7,密度為2.65克/立方厘米左右,堆積密度(1-20目為1.6~1.8 g/cm3,20-200目為1.5 g/cm3),性脆無解理,貝殼狀斷口或參差狀斷口,油脂光澤。

按照產地分類

天然石英砂:采自自然礦床中,經過加工處理后可用于不同的應用領域。

人工石英砂:將石英巖加以焙燒,經過人工或機械破碎、篩分而成。人工石英砂比天然石英砂質量好、純凈,而且二氧化硅含量也較高,但價格較貴。

按照純度分類

按顆粒粒徑大小分

石英砂的常用規格有:0.5~1mm、1~2mm、2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm、10~20目、20~40目、40~80目、80~120目、100~200目、200目、325目。 石英砂的目數一般指石英砂能否通過在1英寸*1英寸的面積內的篩網,該篩網孔數就定義為目數。石英砂目數越大,說明石英砂顆粒粒徑越小,目數越小,說明石英砂顆粒粒徑越大。

按照用途分類

工業用石英砂:主要用于玻璃制造、半導體工業、鑄造、磨料等工業領域。

建筑用石英砂:用于建筑行業,如砂漿、混凝土、磚塊的制造等。

過濾用石英砂:用于水處理、污水處理和其他過濾應用中的過濾媒體。

人造石材用石英砂:通過特殊工藝制造的石英砂,用于制作人造大理石人造石英石等裝飾材料。

以上這些分類方式只是石英砂的一些常見分類,根據具體需求和應用領域的不同,還可以有其他更加詳細的分類方法。

石英砂的提純

石英石是一種非金屬礦物質,亦稱硅石,在自然界中以石英砂巖石英巖脈石英的形式存在。石英石除主要成分二氧化硅外,還含有少量的氧化鐵、黏土和云母等雜質。石英砂的提純工藝包括擦洗、磁選、浮選、酸浸等多種方法,用以去除鐵、鋁等雜質。石英砂的提純工藝流程主要包括:原礦硅石經洗礦機洗去泥沙,破碎機粗破后,將合格石英料投入焙燒爐中,在850℃~980℃溫度下焙燒6個小時,焙燒后將石英料拖入清水中進行水淬[cuì],再經人工揀選出去除雜質后送入破碎機進行破碎并過篩,再將通過篩網的石英砂送入磁選機,磁選后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周,再經浮選、脫水、烘焙、冷卻、包裝,制得高純石英砂。在石英的各種用途中,鐵是一種有害的雜質,石英砂的選礦提純一般以除鐵為主要目的,酸洗后石英砂中的鐵元素含量明顯降低。主要離子反應如下:

與其他砂的區別

石英砂與硅砂

硅砂和石英砂不是同一種物質,兩者的主要成分都是二氧化硅,但石英砂是一種結晶體,是由石英石制成的。硅砂是由含有二氧化硅的沙子和礫石制成的,它們的外觀有較大不同,制造工藝也不同。

石英砂與天然砂

天然砂是自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75mm的巖石顆粒。石英砂是鑄造工業根據原砂中石英、含泥量的百分比劃分的一種造型用砂。兩者有較大差異。

相關事件

2025年4月,中國自然資源部發布《新發現礦種公告》,其中確定了一個新礦種——高純石英礦。這是一種經選礦、提純可獲得二氧化硅的純度不低于99.995%,雜質、包裹體含量滿足半導體、光伏等高新領域應用要求的巖石。此前,中國通過推進新一輪找礦突破戰略行動,在河南東秦嶺、新疆阿勒泰市等地區,發現了多處高純石英礦,中國多家企業和科研單位分別開展了技術攻關,成功獲得了4N5級以上中試產品,一些樣品達到4N8級,在高純石英礦調查評價、資源勘查、深度提純、定向除雜等方面取得了重要突破,在推進中國本土資源生產高純石英砂的產業化上,邁出了關鍵一步。

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一“砂”難求,光伏緊缺環節已悄悄向石英砂轉移丨見智研究.騰訊網.2023-07-19

智芯研報 | 石英:半導體產業鏈關鍵材料,前景廣闊.搜狐網.2023-07-19

高純石英——二氧化硅中的“大熊貓”.中國粉體網.2023-07-19

2022年中國石英砂產量、進出口及價格走勢分析.搜狐網.2023-07-19

普通石英砂.中國粉體網.2023-07-19

精制石英砂..中國粉體網.2023-07-19

高純石英砂.中國粉體網.2023-07-19

高純石英砂行業供需緊張依舊,期待合成石英砂緩解難題.中國粉體技術網.2023-07-19

一次搞清“石英砂”的分類、應用與要求.中國粉體網.2023-05-28

高純石英砂生產工藝.搜狐網.2023-07-19

和諧共生 資源綜合利用大有可為.中國地質調查局.2023-05-27

What is the difference between quartz sand and silica sand.Izzgmachine.2023-05-28

Quartz Sand VS Silica Sand.Mineraldressing.2023-05-28

天然砂.術語在線.2023-05-28

新一輪找礦行動“挖到寶”了,我國礦種+1.騰訊網.2025-04-10

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