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石英砂

百科名片

中文名稱:鐵丸或石英砂

英文名稱:abrasive grit

定義: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。

應用學科:材料科學技術(一級學科);天然材料(二級學科);礦物(三級學科)

石英砂
  石英砂是石英石經破碎加工而成的石英顆粒。石英石(quartz rock)亦稱硅石,是一種質地堅硬、耐磨、化學性質穩定的硅酸鹽類礦物。在自然界中以石英砂巖、石英巖和脈石英存在。石英砂巖是固結的碎屑巖石,石英碎屑含量達95%以上,來源于各種巖漿巖,沉積巖和變質巖,重質礦物較少,伴生礦物為長石、云母和黏土礦物。石英巖分沉積成因和變質成因兩種,前者碎屑顆粒與膠結物的界限不明顯,后者指變質程度深、質純的石英巖礦石。脈石英是由熱液作用形成,幾乎全部由石英組成,致密塊狀構造。

  石英砂中礦物含量變化較大,以石英為主,其次為長石、云母、巖屑、重礦物、黏土礦物等。

 理化性質
  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 ,石英砂的顏色為乳白色、或無色半透明狀,硬度7,性脆無解理,貝殼狀斷口,油脂光澤,密度為2.65,堆積密度(1-20目為1.6),20-200目為1.5,其化學、熱學和機械性能具有明顯的異向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔點1750℃。

  石英砂的主要規格:

  石英砂常用規格有:1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm、10-20目、20-40目、40-80目、100-120目、200目、325目

應用領域
  石英砂所具有的獨特的物理、化學特性,使得其在航空、航天、電子、機械以及當今飛速發展的IT產業中占有舉足輕重的地位,特別是其內在分子鏈結構、晶體形狀和晶格變化規律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性,在許多高科技產品中發揮著越來越重要的作用。

  石英砂是重要的工業礦物原料,非化學危險品,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業。 可汽運,火車運輸,水運。工業生產一般為50KG或25KG包裝及出口噸袋包裝。常用規格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm.(mm為毫米單位)。

  一、玻璃:平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光學玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料。

  二、陶瓷及耐火材料:瓷器的胚料和釉料,窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料。

  三、冶金:硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑 

  四、建筑:混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等 

  五、化工:硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,無定形二氧化硅微粉 

  六、機械:鑄造型砂的主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等) 

  七、電子:高純度金屬硅、通訊用光纖等 

  八、橡膠、塑料:填料(可提高耐磨性) 

  九、涂料:填料(可提高涂料的耐酸性)

  十、航空、航天:其內在分子鏈結構、晶體形狀和晶格變化規律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性。

主要分類
  石英有較高的耐火性能,工業上將石英砂常分為: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。

普通石英砂
  普通石英砂,即SiO2≥90—99% Fe2O3≤0.06—0.02%,耐火度1750℃,外觀部分大顆粒,表面有黃皮包囊。普通石英砂一般是采用天然石英礦石,經破碎,水洗,烘干,二次篩選而成的一種水處理濾料;該濾料具有:無雜質,無校角,密度大,機械強度高,載污能力線使用周期長的特點,是化學水處理的理想材料。粒度范圍5—220目,可按用戶要求粒度生產。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,噴吵等行業。

  普通石英砂濾料起到過濾作用,就像水經過砂石滲透到地下一樣,將水中的那些懸浮物阻攔下來,主要針對那些細微的懸浮物。石英砂技術己達國內領先水平。

  石英砂是重要的工業礦物原料,非化學危險品,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業。 可汽運,火車運輸,水運。工業生產一般為50KG或25KG包裝及出口噸袋包裝。常用規格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm.(mm為毫米單位)。

精制石英砂
  又稱酸洗石英砂,SiO2≥99—99.5% Fe2O3≤0.005%,采用優質天然石英砂,經過精心挑選,精細加工而成。粒度范圍1—0.5mm、0.5—0.1mm、0.1—0.01mm、0.01—0.005mm,可按用戶要求加工。用途:制造玻璃,耐火材料,冶煉硅鐵,冶金熔劑,陶瓷,研磨材料,鑄造造型石英砂等方面,在建筑中利用其有很強的抗酸性介質浸蝕能力,制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。

  精制石英砂SiO2≥99—99.5% Fe2O3≤0.02—0.015%,精選優質礦石進行復雜加工而成。粒度范圍用5—480目,可按用戶要求生產,外觀白色或結晶狀。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。(mm為亳米)

高純石英砂
  SiO2≥99.5—99.9% Fe2O3≤0.001%,采用優質天然石英石,經過精心挑選,精細加工而成。粒度范圍1—0.5mm、0.5—0.1mm、0.1—0.01mm、0.01—0.005mm,可按用戶要求加工。用途:制造玻璃,耐火材料,冶煉硅鐵,冶金熔劑,陶瓷,研磨材料,鑄造造型石英砂等方面,在建筑中利用其有很強的抗酸性介質浸蝕能力,制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。(mm為亳米)

熔融石英砂
  化學成份: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為百萬分之一單位)物理性能:

  外觀為無色透明塊狀,顆粒或白色粉末。

  相對比重:2.21 ; 

  莫氏硬度:7.0 ;

  PH值:6.0 ;

硅微粉
  硅微粉:外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。


原料來源
  石英石在常溫下是一種穩定的礦物,不溶于水和硫酸、鹽酸、硝酸中。硬度7,比重約2.65,熔點1713℃。光澤呈玻璃狀,有時呈脂肪狀。質地純粹者為無色;含雜質者有紅、黃、藍、黑、褐、紫、綠色;透明至不透明,性脆。斷口呈殼狀或參差狀。晶體呈六方柱狀,柱面具橫紋。有左晶和右晶的區別。雙晶很普遍。通常呈晶簇或粒狀、塊狀集合體。石英有透過超紫外線的能力,不導電。石英在均勻地加熱或冷卻中發生均質性的變形,在轉變到另一多形變體前仍保持著自己的對稱性。石英晶體具有雙折射及旋轉偏光面的光學性能,具有壓電效應。石英片的振蕩頻率有高度的穩定性,利用石英片的振蕩能輻射出超聲波。石英是非可塑性原料,其與粘土在高溫中生成的莫來石晶體賦予瓷器較高的機械強度和化學穩定性,并能增加坯體的半透明性,是配制白釉的良好原料。

  民國時期多采用景市三寶蓬所產石英,新中國成立后大多采用星子、都昌、修水等地的石英,尤其是2000年以后,用量劇增。釉料中用量為10%—30%,使用前應洗凈揀選,除去污物雜質,放在窯內高溫煅燒,便于粉碎。

  石英是地球表面分布最廣的礦物之一,它的用途也相當廣泛。遠在石器時代,人們用它制作石斧、石箭等簡單的生產工具,以獵取食物和抗擊敵人。石英鐘、電子設備中把壓電石英片用作標準頻率;熔融后制成的玻璃,可用于制作光學儀器、眼鏡、玻璃管和其它產品;還可以做精密儀器的軸承、研磨材料、玻璃陶瓷等工業原料。

  石英晶體內含有細小的氣泡或液體充填裂隙時,會通過干涉光產生彩虹,能制成精美的首飾。拿破侖的妻子約瑟芬皇后(Empress Josephine)擁有一個令人眼花繚亂的寶石藏品,就是彩虹石英制成的首飾。

  石英礦通常分為石英、鱗石英、白矽石三大類?;旧嫌墒⒘=M成的未膠結的碎巖石稱為石英砂。石英包括三方晶系的低溫石英(α—石英)和六方晶系的高溫石英(β—石英),一般所稱石英均指低溫石英。石英作為工業原料,依其質量和用途分為 壓電石英、光學石英、熔煉石英和琢磨石英四大類。

主要產地
  從全國范圍來講,石英礦的比較廣泛。從礦山開采出的石英石經加工后,石英砂是采用天然的石英礦石,經粉碎、篩選、水洗等工藝加工而成。外觀呈多棱形、球狀,純白色,具有機械強度高、截 污能力強、耐酸性能好等特點。一般細度在120Mesh以內的產品稱石英砂。超過120Mesh的產品稱為石英粉。超過120Mesh的產品稱為石英粉。 優質礦源主要分布在內蒙古自治區集寧,安徽省的鳳陽,湖北省的黃岡,河北靈壽縣百信石英砂加工廠產量大品質高另外在廣東及江西也有少量分布?!?br>
  無色、透明的石英的變種,希臘人稱為“Krystallos”,意思是“潔白的冰”,他們確信石英是耐久而堅固的冰。中國古代人認為嘴里含上冷的水晶能夠止渴。 

市場需求
  石英石可制造玻璃,耐火材料,冶煉硅鐵,冶金熔劑,陶瓷,研磨材料,鑄造,石英石在建筑中利用其有很強的抗酸性介質浸蝕能力,用來制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。二氧化硅作為硅原料的核心原料在硅原料的生產與供應中起著不可替代的重要基礎作用。它所具有的獨特的物理、化學 光學特性,使得其在許多高科技產品中發揮著越來越重要的作用,如,IT行業的核心技術產品--計算機芯片,光導纖維,電子產業的諧振器,新型電光源,高絕緣的封接材料,航空航天儀器,軍工技術產品,特種光學玻璃,化學分析儀器等等,都離不開這些基礎原料。結晶和形狀美麗的石英石可作眼鏡及貴重的工藝品,利用石英晶體的壓電性,可制作無電線工業中的頻率穩定器,石英濾波器??芍谱鞲鞣N透鏡、反射器、光譜管、導光管和光學儀器中的棱鏡、偏光鏡等。目前已廣泛應用水熱溫差法制作人造石英晶體用于制造壓電元件。在化學工業中,石英可用于耐酸耐溫儀器和器皿;在電器工業上,常采用石英作優良的絕緣材料;石英石也是玻璃、搪瓷和耐火磚制造工業中的優良原料;熔煉石英的杰出性能也使其廣泛地應用于冶金、食品、制藥及造紙工業中。出口的石英石(砂)大都用于冶金及耐火材料工業中。 

  石英管、灰色石英管、黑色石英管、藍色石英管等,還生產濾紫外石英管、透明石英管、石英棒等石英制品。

提純方法
提純工藝

  工業上的石英砂原料品位越來越低,為滿足工業上的需求,可以通過選礦工藝提高其品位。主要有以下一些提純方法:
  1、擦洗脫泥。

  擦洗是指借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結及泥性雜質礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體,再經分級作業達到進一步提純石英砂的效果。目前主要有棒磨擦洗和機械擦洗。影響擦洗效果的主要因素為擦洗機的結構特點及配置形式;次要因素為擦洗時間、擦洗濃度(擦洗濃度一般以50%—60%為宜)。

  2、磁選。

  磁選主要用于除去石英砂中的磁性礦物,如可以通過強磁性機除去赤鐵礦、褐鐵礦、黑云母等弱磁性礦物,而強磁性礦物如磁鐵礦則可以通過弱磁選機除去。

  3、浮選。

  浮選用于除去石英砂中的長石、云母等一些磁選無法除去的雜質,進一步提高其純度。

  4、酸浸。

  酸浸是利用石英不溶于酸(HF酸除外),而其它雜質礦物能被酸液溶解的特點,可以實現對石英的進一步提純。

  5、微生物浸出。

  是指利用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵,這是新近發展起來的一種除鐵技術。

生產流程
  1、大石料進入倉庫

  2、選粗破

  3、選細破

  4、制砂機震動篩選

  5、洗砂機洗出成品砂

  6、烘干機烘干或自然晾曬

行業動態

一、石英粉塵危害性

  通過檢測發現,石英砂加工企業存在以下嚴重問題:一是作業場所粉塵濃度普遍超過國家標準,總塵濃度平均超標269.38倍,最高達1089.60倍;呼塵濃度平均超標286.70倍,最高達1248.35倍。二是粉塵中對從業人員危害極大的游離二氧化硅含量極高,被檢企業作業場所粉塵中游離二氧化硅含量均在80%以上,平均含量為89.52%,最高達96.47%。三是絕大多數石英砂加工企業,特別是年產2萬噸以下的小企業,尤其是干法加工的小企業,加工工藝十分落后,其破碎、粉碎、篩分、分裝等主要環節采用的都是破舊簡陋的小設備,且整個工序都是敞開式的,產生的粉塵極為嚴重。四是多數加工企業作業現場管理混亂,特別是年產2萬噸以下的小企業,作業現場沒有任何防塵措施和防護裝備,甚至連最基本的防塵口罩也沒有配備;作業場所粉塵飛揚,現場管理十分混亂。特別是近年來,石英砂加工企業粉塵危害造成的群體性矽肺病事件時有發生。2003年發生的貴州省等地赴福建省莆田市仙游縣郊尾鎮東湖村石英砂廠打工的農民工罹患矽肺病,死亡18人;2009年云南省水富縣等地赴安徽省鳳陽縣石英砂廠打工的農民工罹患矽肺病,死亡12人,引起了黨中央、國務院領導同志的高度重視,并作出重要批示。各地要深刻認識石英砂加工企業粉塵危害的嚴重性,切實加強石英砂加工企業粉塵危害的整頓治理工作。

二、開展清理重組

  各地區要在此次粉塵與高毒物品危害治理專項行動中,對轄區內石英砂加工企業進行全面地清查摸底,準確掌握本地區石英砂加工企業的數量、類型、生產規模、從業人數及接塵人數等;組織檢測檢驗機構對石英砂加工企業作業場所進行檢查檢測,全面了解本地區石英砂加工企業粉塵危害狀況、防塵設施設置情況及粉塵防治管理情況等。要將本地區職業健康現狀,特別是石英砂加工企業職業健康現狀及時向當地人民政府報告,按照《國務院關于進一步加強淘汰落后產能工作的通知》(國發〔2010〕7號)精神,提請地方人民政府對本地區石英砂加工企業進行全面整頓,嚴厲打擊、堅決取締非法違法加工場點,按照統籌規劃、合理布局、整合重組、提升規模的要求,對中小型加工企業實行布局重組、擴大規模,促進大型企業兼并收購中小型企業,提高粉塵危害防治水平。到2011年6月底前,對不符合職業安全健康條件的年產2萬噸以下的干法加工小企業,以及年產1萬噸以下的濕法加工小企業,提請地方人民政府依法予以關閉,并將關閉企業名單公布,逐個落實。各地要將擬關閉企業名單于2010年10月15日前上報國家安全監管總局。

石英砂的應用
  由于三層濾料濾床的石英砂粒徑比雙層濾料的石英砂粒小,且石英砂層之下還有一層更細的重質無煙煤濾料,所以在其它條件相同,甚至濾速高一些的情況下,三層濾料濾池的濾后水的水質比雙層濾料濾池的水質為好。在使用石英砂的時候,盡量配合使用。 

  

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