第一节 石英粉的概念
石英粉(同石英砂)又称硅微粉。 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, [1] 堆积密度(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1650℃。 从矿山开采出的石英石经加工后,一般细度在120目以下(小于 120目)的产品称石英砂。超过120目的产品称为石英粉。(立项报告)
第二节 石英粉主要作用
石英粉不分等级,只分规格。因其具备白度高,无杂质、铁量低等特点,故应用范围广。
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、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。
四、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。
五、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)。
六、电子:高纯度金属硅、通讯用光纤等。
七、橡胶、塑料:填料(可提高耐磨性)。
八、涂料:填料(可提高涂料的耐候性)。
九、冶金:硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂 。
十、航空、航天: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。
第三节 石英粉生产工艺
石英粉分干法和水法两种生产方式,各种常规规格:100M,150M,200M,325M,400M,600M,1500M及2000M(M为目数)。另外也可按客户要求加工异型规格,要求粒度分布的一般也可加工。
1干法生产石英粉,主要设备有磕石机、粉碎机、振动筛等。其工艺流程为石英石矿料经过磕石机加工成较小石料,石料再经过粉碎机加工砂粒,然后经过振动筛筛分,在筛分过程中利用磁铁棒和排磁铁除铁,然后分装完毕入库。
2水法生产石英粉,主要设备有磕石机、石碾、烤房、振动筛、水路系统等。
其工艺流程大致如下:石英石矿料经过磕石机加工成较小石料,石料再经过石碾碾压成砂粒,碾压时不停的加水,水带着砂粒流入沉淀池内,再把沉淀池内的砂粒运入烤房烘烤成干砂粒,然后再经过振动筛筛分,在筛分过程中利用磁铁棒和排磁铁除铁,然后分装完毕入库。
干法生产的石英粉分为普通石英粉、精制石英粉二种等级。因石英石矿料从山上开采下来的时候,本身带有黄褐色的表皮。挑选出较小的石英石矿料直接破碎筛分的产品称普通石英粉,表观呈现黄褐色与白色相间,其优点是价格便宜,缺点是杂质较多,故多用于建筑
行业.挑选出大的矿料,经过人工去除表面黄褐色外皮,再加工而成的就是精制石英粉了,其表观呈现白色,亮晶晶,如同白砂糖一样。因加工过程费时费料,故价位较高。
水法生产的石英粉分为普通石英粉和精制石英粉。把较小的石英石矿料加工成普通石英粉,把大的石英石矿料加工成精制石英粉。与干法石英粉相比,水法石英粉因在生产过程,较少产生设备铁以及用水冲走杂质,如含铁量及杂质都少于干法石英粉,但因其加工较为费工费料,故价位较高。
第四节 石英粉研发现状
我国从20世纪80年代末开始
研究石英玻璃的普通石英原料,已经取得一定进展,所
研究产品能够达到二、三、四级水晶的水平,但是只适合于中、低档石英玻璃,高纯、低羟基石英原料的技术难关还未完全攻克。工业生产的石英玻璃原料纯度不能达到高纯石英砂玻璃原料的要求,高品质石英玻璃原料基本以进口为主,制约了我国石英砂玻璃
行业的发展,这已引起国内石英玻璃及原料生产企业和相关科研单位的关注。
我国是石英储量最为丰富的国家之一,目前开采利用石英矿比较好的地区有江苏东海、安徽凤阳、湖北红安、江西修水、内蒙乌海等地,这些地区石英矿储量大、品位高、易开采,但由于国内石英砂相关加工利用技术落后,开采的大多数石英矿只是用作经济附加值低的低端石英制品,如硅微粉、玻璃、耐火材料、硅铁、碳化硅、熔融石英等。
其实我国能用于生产高纯石英砂的矿源很多,但是由于加工处理手段落后以及缺少石英玻璃原料矿相关的矿物学及地质成因等地球科学方面的基础
研究,产品不能达到高纯石英原料的要求。目前我国石英玻璃采用的中低档高纯石英砂大部分是从水晶中制取的。水晶在我国的储量有限,价格昂贵,质地不均匀,有些矿物杂质和工艺过程中的混杂物质不可能除掉,导致由水晶中生产的超纯石英砂批量小,质量也不稳定。
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