石英砂 【 来源: 发布日期:2016/1/27 8:44:09 浏览次数:

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 石英砂

        石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒,石英石是一种非金属矿物质,是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2,石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状,莫氏硬度7,石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。

 

 简介

        石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石(quartz rock)亦称硅石,是一种质地坚硬、耐磨、化学性质稳定的硅酸盐类矿物。在自然界中以石英砂岩、石英岩和脉石英存在。石英砂岩是固结的碎屑岩石,石英碎屑含量达95%以上,来源于各种岩浆岩,沉积岩和变质岩,重质矿物较少,伴生矿物为长石、云母和黏土矿物。石英岩分沉积成因和变质成因两种,前者碎屑颗粒与胶结物的界限不明显,后者指变质程度深、质纯的石英岩矿石。脉石英是由热液作用形成,几乎全部由石英组成,致密块状构造。

        石英砂中矿物含量变化较大,以石英为主,其次为长石云母、岩屑、重矿物、黏土矿物等。

 

 物化性质

        石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2 ,石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状,硬度7,性脆无解理,贝壳状断口,油脂光泽,密度为2.65,堆积密度(1-20目为1.6),20-200目为1.5,其化学、热学和机械性能具有明显的异向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔点1750℃。

 

石英砂的主要规格:石英砂常用规格有: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。

 

 主要分类

石英有较高的耐火性能,工业上将石英砂常分为: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。

 

普通石英砂

     普通石英砂,即SiO2≥90-99% Fe2O3≤0.06-0.02%,耐火度1750℃,外观部分大颗粒,表面有黄皮包囊。普通石英砂一般是采用天然石英矿石,经破碎,水洗,烘干,二次筛选而成的一种水处理滤料;该滤料具有:无杂质,无棱角,密度大,机械强度高,载污能力线使用周期长的特点,是化学水处理的理想材料。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,喷吵等行业。

 

精制石英砂又称酸洗石英砂,SiO2≥99-99.5% Fe2O3≤0.005%,采用优质天然石英砂,砂浆

 

高纯石英砂SiO2≥99.5-99.9% Fe2O3≤0.001%,采用优质天然石英石,砂浆。(mm为亳米)

 

熔融石英砂

    化学成份: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为百万分之一单位)物理性能:外观为无色透明块状,颗粒或白色粉末。

相对比重:2.21 ;

莫氏硬度:7.0 ;

PH值:6.0 ;

 

硅微粉

    硅微粉:外观为灰色或灰白色粉末?耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。

    硅微粉的化学成份见下表:

项目

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgO

CaO

NaO

PH

平均值

75~96%

1.0±0.2%

0.9±0.3%

0.7±0.1%

0.3±0.1%

1.3±0.2%

中性

 

 原料产地

 

原料来源

 石英石在常温下是一种稳定的矿物,不溶于水和硫酸、盐酸、硝酸中。硬度7,比重约2.65,熔点1713℃。光泽呈玻璃状,有时呈脂肪状。质地纯粹者为无色;含杂质者有红、黄、蓝、石英砂石英砂黑、褐、紫、绿色;透明至不透明,性脆。断口呈壳状或参差状。晶体呈六方柱状,柱面具横纹。有左晶和右晶的区别。双晶很普遍。通常呈晶簇或粒状、块状集合体。石英有透过超紫外线的能力,不导电。石英在均匀地加热或冷却中发生均质性的变形,在转变到另一多形变体前仍保持着自己的对称性。石英晶体具有双折射及旋转偏光面的光学性能,具有压电效应。石英片的振荡频率有高度的稳定性,利用石英片的振荡能辐射出超声波。石英是非可塑性原料,其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性,并能增加坯体的半透明性,是配制白釉的良好原料。

        民国时期多采用景市三宝蓬所产石英,新中国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,用量剧增。釉料中用量为10%-30%,使用前应洗净拣选,除去污物杂质,放在窑内高温煅烧,便于粉碎。

        石英是地球表面分布最广的矿物之一,它的用途也相当广泛。远在石器时代,人们用它制作石斧、石箭等简单的生产工具,以猎取食物和抗击敌人。石英钟、电子设备中把压电石英片用作标准频率;熔融后制成的玻璃,可用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其它产品;还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。

      石英晶体内含有细小的气泡或液体充填裂隙时,会通过干涉光产生彩虹,能制成精美的首饰。拿破仑的妻子约瑟芬皇后(Empress Josephine)拥有一个令人眼花缭乱的宝石藏品,就是彩虹石英制成的首饰。

        石英矿通常分为石英、鳞石英、白矽石三大类。基本上由石英粒组成的未胶结的碎岩石称为石英砂。石英包括三方晶系的低温石英(α-石英)和六方晶系的高温石英(β-石英),一般所称石英均指低温石英。石英作为工业原料,依其质量和用途分为 压电石英、光学石英、熔炼石英和琢磨石英四大类。

 

主要产地

        从全国范围来讲,石英矿比较广泛。石英砂是采用天然的石英矿石,从矿山开采出的石英石经加工后,经粉碎、筛选、水洗等工艺加工而成。外观呈多棱形、球状,纯白色,具有机械强度高、截污能力强、耐酸性能好等特点。一般细度在120Mesh以内的产品称石英砂。超过120Mesh的产品称为石英粉。 优质矿源主要分布在内蒙古自治区集宁,安徽省的凤阳,湖北省的黄冈,河北灵寿县百信石英砂加工厂福胜石英砂加工厂产量大品质高,另外在广东及江西也有少量分布。

        无色、透明的石英的变种,希腊人称为"Krystallos",意思是"洁白的冰",他们确信石英是耐久而坚固的冰。中国古代人认为嘴里含上冷的水晶能够止渴。

 

市场需求

     石英石,耐火材料,冶炼硅铁,冶金熔剂,陶瓷,研磨材料,铸造,石英石在建筑中利用其有很强的抗酸性介质浸蚀能力,用来制取耐酸混凝土及耐酸砂浆。

     二氧化硅纯白石英砂纯白石英砂为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起着不可替代的重要基础作用。它所具有的独特的物理、化学 光学特性,使得其在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用,如,IT行业的核心技术产品--计算机芯片,光导纤维,电子产业的谐振器,新型电光源,高绝缘的封接材料,航空航天仪器,军工技术产品,特种光学玻璃,化学分析仪器等等,都离不开这些基础原料。结晶和形状美丽的石英石可作眼镜及贵重的工艺品,利用石英晶体的压电性,可制作无电线工业中的频率稳定器,石英滤波器。可制作各种透镜、反射器、光谱管、导光管和光学仪器中的棱镜、偏光镜等。已广泛应用水热温差法制作人造石英晶体用于制造压电元件。在化学工业中,石英可用于耐酸耐温仪器和器皿;在电器工业上,常采用石英作优良的绝缘材料;石英石也是玻璃、搪瓷和耐火砖制造工业中的优良原料;熔炼石英的杰出性能也使其广泛地应用于冶金、食品、制药及造纸工业中。出口的石英石(砂)大都用于冶金及耐火材料工业中。

        石英管、灰色石英管、黑色石英管、蓝色石英管等,还生产滤紫外石英管、透明石英管、石英棒等石英制品。

 

 应用领域

        石英砂所具有的独特的物理、化学特性,使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位,特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律,使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性,在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。

        石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。 可汽运,火车运输,水运。工业生产一般为50KG或25KG包装及出口吨袋包装。常用规格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm.(mm为毫米单高纯石英砂高纯石英砂位)。

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)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。

二、陶瓷及耐火材料:瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料。

三、冶金:硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂

四、建筑:混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等。

五、化工:硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅微粉。

六、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)。

七、电子:高纯度金属硅、通讯用光纤等。

八、橡胶、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。

 

应用

         首先是在玻璃行业的应用:玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料;

        其次是在陶瓷方面的应用:陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料; 冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂熔剂混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等;

        化工的应用:主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等),清砂、除锈、去除氧化皮处理 电子 高纯度金属硅、通讯用光纤等 橡胶、塑料填料(可提高耐磨性); 涂料 填料可提高涂料的耐候性;

        其次是:应用于铸造、锻造、机械、冶金、热处理、钢结构、网架结构、集装箱、船舶、修造、桥梁、矿山、等领域的清砂、除锈、强化、成形、消除应力及各种型材的表面清理和涂装、电镀前的粗糙度(拉毛)预处理、石材切割、磁丸铸造、作为重型混凝土及高炉耐火材料的添加剂,以增加其耐磨性,耐高温性,抗冲刷性、静电屏蔽、防辐射、油井的过滤罐、配重等等。

花岗岩、大理石表面处理采用优质的石英砂为原料专门为体育运动场馆设计生产的草坪专用产品,具有硬度高、比重大、粒度均匀、棱角小、颜色自然等特点,对人造草坪损伤小、形成保护草毛的作用,使草坪更为耐用。得到了国内多家大专院校体育场馆的应用,石英砂是现代田径场、足球场、高尔夫球场等人造场地配套使用的理想材料。

 

石英砂作为水处理滤料的应用

        由于三层滤料滤床的石英砂粒径比双层滤料的石英砂粒小,且石英砂层之下还有一层更细的重质无烟煤滤料,所以在其它条件相同,甚至滤速高一些的情况下,三层滤料滤池的滤后水的水质比双层滤料滤池的水质为好。在使用石英砂的时候,尽量配合使用。

        我国绝大多数污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B 标准,而执行一级A 标准可以较大限度的对污水进行"除磷脱氮",减少对后续受纳水体的污染,出水可作为回用水,解决我国部分地区水资源紧缺的问题。

 

石英砂滤池

        污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部,经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。在此过程中,尾水被过滤,去除了水中的污染物。同时石英砂滤料中污染物的含量增加,并且下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。此时打开位于过滤器中央的空气提升泵,将下层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。滤砂清洗后返回滤床,同时将清洗所产生的污染物外排。

        石英砂滤料在提升泵的作用下呈自上而下的运动,对尾水起搅拌作用。过滤器内滤料能够及时得到清洁,抗污染物负荷冲击能力强。石英砂过滤器特殊的内部结构及其自身运行特点,使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内可全部完成。

 

石英砂过滤器的技术特点

(1)石英砂滤料层较厚,滤池较深,土建费用较高;

(2)过滤效率较高,过滤效果较好,无需停机反冲洗,运行费用低;

(3)水头损失较高,一般需要设置二次提升泵房,增加了运行费用;

(4)活性砂过滤器可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量,主要适应于小规模的污水处理厂。

        活性砂过滤器是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤设备,广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料,过滤与洗砂同时进行,能够24小时连续自动运行,巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统,能耗极低。

        因此,进行城镇污水处理厂提标改造是水环境保护的要求,也是国家提出的节能减排的要求。

        石英砂滤料是采用天然石英矿为原料,经破碎,水洗精筛等加工而成,目前是水处理行业中使用最广泛、量最大的净水材料,无杂质,抗压耐磨,机械强度高,化学性能稳定,截污能力强,效益高、使用周期长,适用于单层、双层过滤池、过滤器和离子交换器中,各项指标均达到(CJ/T43-2005)标准。

 石英砂滤料:主要用在污水处理中,用三五年都没问题,只要防止石英砂流失就行,被污染了不要紧,因为污水处理中,污泥可以进行好氧或者厌氧呼吸,将污水中的污染物降解。

常用规格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm。

精制石英砂滤料的理化分析:

 

分析项目

鉴定数据

分析项目

鉴定数据

分析项目

鉴定数据

SiO2含量

99.3%

容重

1.75t/m3

盐酸可溶率

0.4%

莫氏硬度

7

磨损率

0.3%

耐酸度

耐强酸

沸点

2550℃

破碎率

0.35%

耐碱度

耐碱性能良好

溶点

1750℃

灰粉率

0.25%

Zn含量

0.005%

比重

2.65

空隙率

43%

其它金属含量

不超过国家饮用水标准

 

 

 

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