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石英砂

石英砂

石英砂（Quartz sand）是石英石经破碎加工形成的石英颗粒，为一种具有硅土或二氧化硅的化合物，其主要成分是二氧化硅，呈各种颜色，为透明与半透明的晶体，形态各异。碎屑石英含量在85%以上，呈未胶结松散状。颗粒大小在2~0.05mm，有棱角状、次棱角状、浑圆状等形状，是很好的建筑材料和玻璃原料。石英砂一般用于配制铸钢件用的型砂及芯砂。主要用于玻璃、耐火材料、陶瓷、铸造、石油、化工、环保、研磨等行业。不止如此，高端石英砂在电子信息、光纤、光伏等行业，以及在国防军工、航空航天等领域也发挥着重要作用。

分布

巴西的巴伊亚州、米纳斯吉拉斯州和圣保罗州是主要的石英砂产区，其中巴伊亚州的石英岩矿床是该国最大的石英砂产地之一。美国的明尼苏达州、威斯康星州、得克萨斯州和伊利诺伊州等地都有大量的石英砂储量。加拿大的安大略省、魁北克省和阿尔伯塔省等地也拥有丰富的石英砂资源。澳大利亚的昆士兰州、新南威尔士州和西澳大利亚州等地区具有大量的石英砂储量。中国的石英砂主要产地包括贵州省、湖南省、山东省和河南省等地。除了上述国家和地区外，石英砂还存在于许多其他国家，如法国、德国、俄罗斯、墨西哥、阿根廷和沙特阿拉伯等。这些地区的石英砂资源储量和质量因地质条件而有所不同，但总体来说，石英砂是一种在全球广泛分布的矿产资源。

主要用途

石英砂的用途很广，如冶炼、型铸、喷砂、补炉、过滤、玻璃制品、单晶硅、陶瓷、电瓷、建筑材料、优质钢铸造等。在建筑工程上，多用以配制耐腐蚀砂浆、胶泥及其他耐腐蚀材料和耐火材料等。

建筑

玻璃制造，石英砂是玻璃制造的关键原料之一。由于石英砂具有高纯度、高熔点和化学稳定性，它被用于生产各种类型的玻璃，包括平板玻璃、容器玻璃、光纤和太阳能板等。人造石材，石英砂被广泛用于制造人造大理石和人造石英石。通过将石英砂与树脂和颜料混合，可以生产出具有高度美观性、抗磨损性和耐化学性的装饰材料，用于台面、地板、墙壁和其他室内外装饰。砂浆和混凝土，石英砂是建筑砂浆和混凝土的重要组成部分。由于其颗粒形状和大小的合适性，石英砂能够增加混凝土的强度和耐久性，用于建筑物的基础、地面、墙体和其他结构。

工业

石英砂在半导体制造中十分重要，高纯度的石英砂被用于制造半导体芯片和其他电子器件，作为基板、光刻掩模和化学气相沉积反应器的材料。石油和天然气开采，石英砂的高硬度和耐磨性使其成为油井压裂工艺中的重要颗粒填料。压裂石英砂用于在岩石裂缝中形成通道，以促进石油和天然气的流动。水处理，石英砂被用作水处理过程中的过滤媒体，它被用于包括水净化、污水处理、游泳池过滤和饮用水处理等多种应用，以去除悬浮颗粒、杂质和微生物。

高端石英砂的应用

电子信息

高端石英砂主要应用在光伏、通信、半导体等领域。其中，高纯度石英砂广泛应用于光纤通信、太阳能电池、半导体集成电路、精密光学仪器、航天航空等高科技行业。

国防军工

在国防军工领域，高纯石英砂主要应用于制造光学玻璃、光学仪器、激光器、半导体器件、电子元器件等。例如，高纯石英砂可以用于制造激光器的谐振腔和输出窗口，以及制造半导体器件的晶体管和集成电路等。

其他用途

除了以上应用领域，石英砂还被用于砂纸、磨具、铸造、陶瓷制造、化妆品、水晶制造、石英钟表和科学实验室等领域。石英

砂的广泛用途得益于其丰富的资源、稳定的性质和多样的物理特性。

性质及分类

化学组成

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。根据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。

物理性质

石英砂化学性能稳定，不溶于酸（但微溶于氢氧化钾溶液），熔点高达1750℃，具有较高的耐火性能。其颜色多为乳白色或无色半透明状，莫氏硬度为7，密度为2.65，堆积密度（1-20目为1.6~1.8，20-200目为1.5），性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽。

按照产地分类

天然石英砂：采自自然矿床中，经过加工处理后可用于不同的应用领域。

人工石英砂：将石英岩加以焙烧，经过人工或机械破碎、筛分而成。人工石英砂比天然石英砂质量好、纯净，而且二氧化硅含量也较高，但价格较贵。

按照纯度分类

按颗粒粒径大小分

石英砂的常用规格有：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。石英砂的目数一般指石英砂能否通过在1英寸*1英寸的面积内的筛网，该筛网孔数就定义为目数。石英砂目数越大，说明石英砂颗粒粒径越小，目数越小，说明石英砂颗粒粒径越大。

按照用途分类

工业用石英砂：主要用于玻璃制造、半导体工业、铸造、磨料等工业领域。

建筑用石英砂：用于建筑行业，如砂浆、混凝土、砖块的制造等。

过滤用石英砂：用于水处理、污水处理和其他过滤应用中的过滤媒体。

人造石材用石英砂：通过特殊工艺制造的石英砂，用于制作人造大理石、人造石英石等装饰材料。

以上这些分类方式只是石英砂的一些常见分类，根据具体需求和应用领域的不同，还可以有其他更加详细的分类方法。

石英砂的提纯

石英石亦称硅石，在自然界中以石英砂岩、石英岩和脉石英的形式存在。石英石除主要成分二氧化硅外，还含有少量的氧化铁、黏土和云母等杂质。纯化石英砂的常用方法是用酸将铁、铝等元素转化为离子形式，通过洗涤达到除去杂质的目的。石英砂的提纯工艺流程主要包括：原矿硅石经洗矿机洗去泥沙，破碎机粗破后，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃~980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水，再经人工拣选出去除杂质后送入破碎机进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。在石英的各种用途中，铁是一种有害的杂质，石英砂的选矿提纯一般以除铁为主要目的，酸洗后石英砂中的铁元素含量明显降低。主要离子反应如下：