石英砂(quartz sand)是一种重要的工业矿物原料,以下是对其的详细介绍:
一、定义与来源
定义:石英砂是由石英石经破碎、筛分等工艺加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质,其主要矿物成分是二氧化硅(SiO₂)。
来源:石英砂主要来源于地壳深处的岩浆冷却结晶过程,也可以通过沉积作用和风化作用形成。在沉积过程中,石英砂粒被水流、风等自然力量搬运并沉积下来。同时,在风化作用下,岩石中的石英颗粒被剥离出来,形成石英砂等松散堆积物。
二、物理与化学性质
颜色与外观:石英砂通常呈乳白色或无色半透明状,具有较高的耐火性能。其颗粒形状多样,一般为贝壳状断口或参差状断口,无解理。
硬度与密度:石英砂的莫氏硬度为7,硬度高且耐磨性强。其密度为2.65克/立方厘米左右,堆积密度则因粒度不同而有所变化。
化学性质:石英砂化学性能稳定,不溶于除氢氟酸以外的酸,但微溶于KOH溶液。其熔点高达1750℃,具有较高的耐火性能。
三、分类与规格
分类:石英砂按品质可分为普通石英砂、精制石英砂、高纯石英砂、熔融石英砂及硅微粉等。各类石英砂的SiO₂含量及杂质含量有所不同,如普通石英砂SiO₂含量一般不低于90%,而高纯石英砂SiO₂含量则高达99.9%以上。
规格:石英砂的规格通常以目数来表示,即每英寸筛网上的孔眼数目。常用规格包括2-4目、4-6目、6-10目、10-20目、20-40目、40-80目、80-120目、120-200目、200目、325目、800目、1250目、2500目等。此外,还有以毫米为单位的规格,如0.5-1.0mm、0.6-1.2mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm等。
四、用途与应用领域
石英砂因其独特的物理和化学性质,在多个关键工业领域发挥着不可或缺的作用:
水处理工业:石英砂是使用最早且应用最广泛的废水处理滤料,可以高效滤除水中的无机杂质和有机杂质。
玻璃制造:二氧化硅是玻璃的结构主体,石英砂是玻璃行业的主要工业矿物原料,包括平板玻璃、日用玻璃、超白玻璃、光伏玻璃、石英玻璃等。
机械铸造:硅砂(石英砂)是应用最广、用量大的铸造用砂,主要用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。
人造石英石:人造石英石是以天然石英砂(粉)为主要原材料制成的人造石,其中骨料天然石英砂(粉)约占90%以上。
冶金工业:石英可用于制造耐火材料(硅砖)、冶炼硅质合金(硅铁、硅锰、硅铬)或作熔剂,二氧化硅含量较高的可作为工业硅的生产原料。
陶瓷生产:石英是陶瓷生产的主要原料之一,在陶瓷坯和瓷釉中均起到至关重要的作用。
此外,石英砂还广泛用于化工、塑料、橡胶、磨料、滤料以及航空、航天、电子、光纤光缆、半导体、光学等高科技领域。
综上所述,石英砂是一种具有广泛应用价值和重要战略意义的工业矿物原料。