石英及石英岩

石英及石英岩制作人：杜恒星

李沛目录一、石英的简介二、石英的性质三、石英砂的主要类型四、高纯石英砂加工工艺五、应用领域

石英的简介石英是自然界的氧和硅结晶而成的矿物（SiO2），习惯上，天然结晶二氧化硅矿物统称为石英，自然界石英有许多同质异象变体，如α-石英、β-石英、α

-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英、α-方石英、β-方石英、纯净的石英无色透明，α-石英α

-鳞石英α-方石英熔体β-石英β-鳞石英γ-鳞石英β-方石英870℃1470℃1723℃573℃160℃268℃117℃石英的多晶转变重建型转变位移型转变

三方晶系结构构造特点：①、硅氧组成的硅氧四面体，氧原子位于四个顶角，硅原子位于四面体的中心；②、硅氧四面体以角顶相连构成架状；③、硅氧之间为离子键，因Si的极化力强，使之趋于共价键，石英晶形有左晶形和右晶形之分。石英的物理性质颜色多样，常为无色、乳白色、灰色。透明或因含杂质而半透明。光泽玻璃光泽断口呈油脂光泽硬度7矿物密度2.5~2.8克/立方厘米无解理熔点高1113℃类别:氧化物矿物石英的化学性质

化学性质很稳定，不溶于水也不和水反应。是酸性氧化物，气态氟化氢或氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅，跟热的强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水，跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。在高温下二氧化硅能被碳、镁、铝还原。氧化硅能溶于浓热的强碱溶液。石英砂主要类型1、普通石英砂SiO2≥90～99%，FeO≤0.06~～0.02%，耐火度1750℃～1800℃，外观部分大颗粒，表面有黄皮包囊。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，喷沙等行业。2、精制石英砂

SiO2≥99~99.5%，Fe2O3≤0.02~0.015%，

精选优质矿石进行复杂加工而成。

粒度范围用5~480目，可按用户要求生产，

外观白色或结晶状。

主要用途：高级玻璃，玻璃制品，耐火材

料，熔炼石类，精密铸造，砂轮磨材等。3、高纯石英砂

SiO2≥99.5~99.9%，FeO≤0.005%，

是采用1~3级天然水晶石和优质天然石类，经过精心挑选，精细加工而成。

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

化学成份：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：外观为无色透明块状，颗粒或白色粉末。

真比重：2.21；

莫氏硬度：7.0；

PH值：6.0石英岩石英岩：主要矿物为石英，可含有云母类矿物及赤铁矿、针铁矿等。石英岩是一种主要由石英组成的变质岩(石英含量大于85%)，是石英砂岩及硅质岩经变质作用形成。一般是由石英砂岩或其他硅质岩石经过区域变质作用，重结晶而形成的。也可能是在岩浆附近的硅质岩石经过热接触变质作用而形成石英岩。石英砂的原料、分类及提纯工艺1、粉碎分级石英在获得应用之前一般都需要加工成石英砂。对于天然石英砂一般不需粉碎，但必须进行选矿提纯。石英岩和石英砂岩的纯度较高，但是必须进行粉碎加工。一般来说破碎包括粗碎、中碎、细碎、超细碎；分级包括筛分、水力分级、气流分级等粗碎、中碎设备有颚式、圆锥、反击式、锤式、对辊式等粉碎工艺不同主要在于细碎。普通用户多用棒磨机细碎；对于生产高纯石英砂为防止金属杂质混入，磨矿机采用橡胶，聚酯或石英质衬里；磨矿介质采用石英球或石英质卵石；石英细碎方面，石英碾粉碎机仍被广泛应用★硅石的破碎——热力破碎

硅石的硬度大，若沿用其他矿物直接进行破碎的方法，能耗高、效率低。故可首先进行热力破碎。热力破碎，即：煅烧-水淬法。它是利用硅石经过高温煅烧（900～1150℃），用水淋冷却（最好不用水池。因为水池冷却时，在硅石表面可形成大量的水蒸气泡。与液体水相比，不易导热，即不易形成“急冷”的效果）硅石在急剧的由“热胀”，到“冷缩”，在其表面和块体内部产生大量的微裂纹，从而使硅石强度大幅下降（降到原来的1/10）的一种方法。

它的优点是：可以大大提高破碎效率、减少设备故障率、降低破碎成本。。2、石英粉选矿提纯过程中含铝杂质的脱除

在一部份硅质原料中包含有铝杂质，硅质原料中的含铝杂质主要来自长石、云母和粘土矿物。对于粘土矿物，采用擦洗和分级脱泥流程去处理，而对于存在于长石和其他矿物中的氧化铝，则主要采用浮选法。另外，浮选也可以除去粗磨时混入的铁质杂质。

由于原料中二氧化硅含量一般在98%以上，故常采用反选法，以硫酸为矿浆pH值，控制石英表面电性，以氢氟酸为活化剂，选用胺类阳离子捕收剂。长石类杂质主要存在于浮起物中，可除去。剩下即为石英精矿。

由于氢氟酸有剧毒，对环境和设备有很大的损害，故人们开始尝试采用无氟工艺。以江西上饶某地脉石英为原料，矿浆浓度为20%，先用10%的硫酸调整矿浆pH值为3，然后按400g/t加入十二胺醋酸盐进行浮选，除铝率接近70%，效果较好。

3、石英砂选矿提纯过程中含铁杂质的去除

铁在硅质原料中常以以下几种形式存在：①以微细粒状态赋存在粘土，或者高岭土化的长石中；②以氧化铁薄膜形式附着在石英颗粒的表面；③含在重矿物和褐铁矿、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿等颗粒中；④铁呈次要成分存在黑云母、角闪石、石榴子石等矿物中；⑤在石英颗粒内部呈浸染或透镜状态；⑥以固溶态存在于石英晶体内部。此外，加工过程中也会混入一定量的机械铁。

对于处理以细微颗粒状存在于粘土矿物中的铁时，一般可用水洗和脱泥的方法。对于含铁重矿物，一般可以采用重选和磁选的方法清除。重选常用设备为螺旋选矿机、溜槽和摇床等。一般来说，摇床除铁钛优于螺旋选矿机。

脱除石英颗粒表面薄膜铁或者铁锈，可以采用擦洗和化学酸浸方法处理。擦洗可以进一步擦碎未成单体的矿物集合体，再经过分级作业达到对原料的进一步的提纯效果。目前，主要有棒磨擦洗和超声波擦洗。除采用擦洗法除铁，还常采用酸洗除铁工艺，去除颗粒表面薄膜铁。酸处理常用酸类有硫酸、盐酸、硝酸、醋酸和氢氟酸以安徽某地石英岩为例，采用氢氟酸，硫酸，盐酸混酸法，制得纯度为99.99%的高纯度石英。

若要制得高纯度石英产品，氢氟酸的加入是高品位产出的保证。由于氢氟酸有剧烈的毒性，加入量不应超过10%。太多则对石英的侵蚀过大，产率过低。太少则不能完全将石英包裹体打开，使酸无法与包裹体内杂质充分接触反应，达不到提纯效果。

六种石英砂提纯工艺

反选法用

途

石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。

1、涂料涂料行业中，石英粉可应用溶剂型涂料，水性建筑涂料，工业底漆和面漆以及粉末涂料，透明石英粉可用于户外涂料，如屋顶涂料，户外木器涂料和外墙涂料，作用：①可以控制温度和气体透过率，降低光透射到涂膜内部的可能性，使得涂料更不容易褪色。可改善分散度，流动性和光泽，涂层耐暴晒，抗高温，在紫外线照射下不变色，能长期保持原来的光泽和色彩有较好的耐酸碱耐腐蚀性能，且耐水性好耐污染、耐老化性能较强，耐磨、耐蒸汽，有较强的阻燃性，可代替部分钛白粉。②石英粉主要成份为二氧化硅，价格低廉，降低成本。2、玻璃

石英砂是玻璃行业的主要原料，占其他配料的70%以上。玻璃的一些有优良行能都和二氧化硅有直接关系。石英砂的粒度要控制在0.5-0.1mm之间,以便在石英砂熔炼时，能使其他配料搅拌的更加均匀，从而提高玻璃质量。

玻璃制品工业领域的类型有建筑玻璃、日用玻璃、技术玻璃等。在建筑玻璃类型中主要用于制造各类平板玻璃、夹丝玻璃、压花玻璃、玻璃砖、空心玻璃和泡沫玻璃；日用玻璃类型中石英砂用于制造各类包装瓶罐及玻璃器皿；石英砂在技术玻璃类型中主要用于制造光学玻璃、玻璃仪器、玻璃纤维、导电玻璃、玻璃布吉放射线特种玻璃。

石英玻璃特点：石英玻璃耐高温，热膨胀系数极小，化学热稳定性好，气泡、条纹、均匀性、双折射又可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系统的必不可少的光学材料。脆性较差，，使用时必须轻拿轻放。3、机械铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）铸造砂的颗粒形状和颗粒组成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响，是铸造砂质量的重要指标。铸造砂应满足的要求①较高的纯度和洁净度，以硅砂为例，铸铁用砂要求SiO2含量在90%以上，较大的铸钢件则要求SiO2含量在97%以上;②高的耐火度和热稳定性;③适宜的颗粒形状和颗粒组成;④不易被液态金属润湿。4，陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅