石英砂(quartz sand)是石英石經(jīng)破碎加工而成的石英顆粒。石英石是一種非金屬礦物質(zhì),是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物。石英砂的顏色為乳白色、或無色半透明狀,莫氏硬度7。
石英砂是重要的工業(yè)礦物原料,非化學(xué)危險品,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及防火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料,濾料等工業(yè)。
石英砂是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)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1.6~1.8),20-200目為1.5,其化學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能具有明顯的異向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔點(diǎn)1750℃。
常用規(guī)格有:0.5-1mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm、10-20目、20-40目、40-80目、100-120目。
石英砂是無色、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(jiān)固的冰。中國古代人認(rèn)為嘴里含上冷的水晶能夠止渴。石英砂巖是固結(jié)的碎屑巖石,石英碎屑含量達(dá)95%以上,來源于各種巖漿巖,沉積巖和變質(zhì)巖,重質(zhì)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(zhì)成因兩種,前者碎屑顆粒與膠結(jié)物的界限不明顯,后者指變質(zhì)程度深、質(zhì)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(gòu)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。
危害
在日常生活、生產(chǎn)和科研等方面石英砂有著重要的用途,但有時也會對人體造成危害。
某些硅物質(zhì)對人體有害,如石棉。石棉是一種纖維狀的硅質(zhì)礦物。人長期吸入,會引致肺部組織受破壞,這些極微細(xì)的石棉纖維會沉積在肺氣泡內(nèi),引致肺部組織逐步纖維化,繼而影響肺部氣體交換的功能。
由于石棉纖維非肉眼所能看到,一般人對它的傳播,都不能作出預(yù)防。暴露于石棉的危險性,并沒有一個安全界限?;旧希黝愂蘧鶗掳?。尚未有任何藥物、外科手術(shù)或放射治療法,可以醫(yī)治與石棉有關(guān)的病癥。
另外,石棉亦會引致肺癌、胸膜間皮瘤及胸膜良性病變。患上石棉沉著病的人后期可能并發(fā)因肺部廣泛纖維化并發(fā)肺原性心臟病,導(dǎo)致心臟衰竭而死亡。
石英砂的粉塵極細(xì),比表面積達(dá)到100m2/g以上可以懸浮在空氣中,如果人長期吸入含有石英砂的粉塵,就會患硅肺?。ㄒ蚬枧f稱為矽,硅肺舊稱為矽肺)。
硅肺是一種職業(yè)病,它的發(fā)生及嚴(yán)重程度,取決于空氣中粉塵的含量和粉塵中石英砂的含量,以及與人的接觸時間等。長期在石英砂粉塵含量較高的地方,如采礦、翻砂、噴砂、制陶瓷、制耐火材料等場所工作的人易患此病。
因此,在這些粉塵較多的工作場所,應(yīng)采取嚴(yán)格的勞動保護(hù)措施,采用多種技術(shù)和設(shè)備控制工作場所的粉塵含量,以保證工作人員的身體健康。
主要分類
石英有較高的耐火性能,工業(yè)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(jīng)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(zhì),無棱角,密度大,機(jī)械強(qiáng)度高,載污能力線使用周期長的特點(diǎn),是化學(xué)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(chǎn)。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(yè)。
精制石英砂又稱酸洗石英砂,SiO2≥99—99.5%、 Fe2O3≤0.005%,采用優(yōu)質(zhì)天然石英砂,砂漿。
高純石英砂
SiO2≥99.5—99.9%、 Fe2O3≤0.001%,采用優(yōu)質(zhì)天然石英石,砂漿。(mm為亳米)
熔融石英砂
化學(xué)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?;虬咨勰?br />
相對比重:2.21 。
莫氏硬度:7.0 。
pH值:6.0 。
播報
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(jié)的碎巖石稱為石英砂。
主要產(chǎn)地
從全國范圍來講,石英礦比較廣泛。石英砂是采用天然的石英礦石,從礦山開采出的石英石經(jīng)加工后,經(jīng)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(jī)械強(qiáng)度高、截污能力強(qiáng)、耐酸性能好等特點(diǎn)。一般細(xì)度在120Mesh以內(nèi)的產(chǎn)品稱石英砂。超過120Mesh的產(chǎn)品稱為石英粉。優(yōu)質(zhì)礦源主要分布在內(nèi)蒙古自治區(qū)集寧,安徽省的鳳陽,湖北省的黃岡,河北靈壽縣產(chǎn)量大品質(zhì)高,另外在廣東及江西也有少量分布。
市場需求
石英石,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(qiáng)的抗酸性介質(zhì)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(chǎn)與供應(yīng)中起著不可替代的重要基礎(chǔ)作用。它所具有的獨(dú)特的物理、化學(xué) 光學(xué)特性,使得其在許多高科技產(chǎn)品中發(fā)揮著越來越重要的作用,如,IT行業(yè)的核心技術(shù)產(chǎn)品--計(jì)算機(jī)芯片,光導(dǎo)纖維,電子產(chǎn)業(yè)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(shù)產(chǎn)品,特種光學(xué)玻璃,化學(xué)分析儀器等等,都離不開這些基礎(chǔ)原料。結(jié)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(yè)中的頻率穩(wěn)定器,石英濾波器??芍谱鞲鞣N透鏡、反射器、光譜管、導(dǎo)光管和光學(xué)儀器中的棱鏡、偏光鏡等。已廣泛應(yīng)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(xué)工業(yè)中,石英可用于耐酸耐溫儀器和器皿;在電器工業(yè)上,常采用石英作優(yōu)良的絕緣材料;石英石也是玻璃、搪瓷和耐火磚制造工業(yè)中的優(yōu)良原料;熔煉石英的杰出性能也使其廣泛地應(yīng)用于冶金、食品、制藥及造紙工業(yè)中。出口的石英石(砂)大都用于冶金及耐火材料工業(yè)中。
石英管、灰色石英管、黑色石英管、藍(lán)色石英管等,還生產(chǎn)濾紫外石英管、透明石英管、石英棒等石英制品。
應(yīng)用
石英砂所具有的獨(dú)特的物理、化學(xué)特性,使得其在航空、航天、電子、機(jī)械以及當(dāng)今飛速發(fā)展的IT產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位,特別是其內(nèi)在分子鏈結(jié)構(gòu)、晶體形狀和晶格變化規(guī)律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應(yīng)、諧振效應(yīng)以及其獨(dú)特的光學(xué)特性,在許多高科技產(chǎn)品中發(fā)揮著越來越重要的作用。
玻璃行業(yè)
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(xué)玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導(dǎo)電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料。
陶瓷
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;冶金硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑熔劑混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗(yàn)材料(即水泥標(biāo)準(zhǔn)砂)等。
化工
主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等),清砂、除銹、去除氧化皮處理 電子 高純度金屬硅、通訊用光纖等 橡膠、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:應(yīng)用于鑄造、鍛造、機(jī)械、冶金、熱處理、鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、集裝箱、船舶、修造、橋梁、礦山、等領(lǐng)域的清砂、除銹、強(qiáng)化、成形、消除應(yīng)力及各種型材的表面清理和涂裝、電鍍前的粗糙度(拉毛)預(yù)處理、石材切割、磁丸鑄造、作為重型混凝土及高爐耐火材料的添加劑,以增加其耐磨性,耐高溫性,抗沖刷性、靜電屏蔽、防輻射、油井的過濾罐、配重等等?;◢弾r、大理石表面處理采用優(yōu)質(zhì)的石英砂為原料專門為體育運(yùn)動場館設(shè)計(jì)生產(chǎn)的草坪專用產(chǎn)品,具有硬度高、比重大、粒度均勻、棱角小、顏色自然等特點(diǎn),對人造草坪損傷小、形成保護(hù)草毛的作用,使草坪更為耐用。得到了國內(nèi)多家大專院校體育場館的應(yīng)用,石英砂是現(xiàn)代田徑場、足球場、高爾夫球場等人造場地配套使用的理想材料。
水處理濾料
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(xì)的重質(zhì)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(zhì)比雙層濾料濾池的水質(zhì)為好。在使用石英砂的時候,盡量配合使用。
我國絕大多數(shù)污水處理廠執(zhí)行的是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級B 標(biāo)準(zhǔn),而執(zhí)行一級A 標(biāo)準(zhǔn)可以較大限度的對污水進(jìn)行“除磷脫氮”,減少對后續(xù)受納水體的污染,出水可作為回用水,解決我國部分地區(qū)水資源緊缺的問題。