硅石用途
硅石是脉石英、石英岩、石英砂岩的总称。
硅酸钠和二氧化硅是硅石化学加工得到的主要产品。硅酸钠是硅石化学加工产品中用途最广、用量最大的产品，因此，硅石的用途也很广泛。除用于制造多种硅化合物外，还大量用作纸板、胶合板、部分金属材料及铸造工业的粘合剂，肥皂、洗涤剂的添加剂,纸张的性能改良剂,在纺织工业中作棉布煮炼和漂白助剂、织物的防火处理剂、染料的显剂。此外，还用作水泥助凝剂、木材防腐剂及蛋类的保鲜剂等。硅酸钠经改性后还可作为内外墙涂料。硅酸铝可作玻璃、陶瓷的原料，也可作油漆颜料。硅酸锂可作防腐油漆、金属表面保护剂。
硅石是硅质耐火材料的主要原料。硅石也称石英岩，主要矿物是石英 SiO2。耐火材料工业用的硅石可以分为结晶硅石（再结晶石英岩）和胶结硅石（胶结石英岩）。硅矿的用途海域二氧化硅的用途有关。
二氧化硅的用途很广。自然界里比较稀少的水晶可用以制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。二氧化硅是制造光导纤维的重要原料。一般较纯净的石英，可用来制造石英玻璃。石英玻璃膨胀系数很小，相当于普通玻璃的1/18，能经受温度的剧变，耐酸性能好（除HF外），因此，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。二氧化硅的用途很广，目前已被使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。一般较纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英玻璃常用于制造耐高温的化学仪器。 水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工业品和眼镜片等。
矿床类型及其分布
硅石是硅质原料的统称，有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。
我国硅质原料矿床主要类型及矿床实例，见表1。我国硅质原料矿产矿石化学成分。
表1硅质原料矿床类型及矿床实例
矿床类型 | 主要矿石类型 | 矿石特征 | 成矿时代 | 矿床实例 |
沉积——变质矿床 | 石英岩 | 矿石呈乳白，致密坚硬，块状，油脂光泽，半透明，性脆，粒状构造。矿石成分简单，石英占96~98%，胶结物为硅质；矿石的化学成分：SiO2>98%，Al2O3<1%,Fe2O3<0.1 | 元古代 | 辽宁庄河石英岩矿床、安徽凤阳石英岩矿床等 |
海相沉积矿床 | 石英砂岩、石英岩、石英砂 | 矿石为白或灰白中细粒石英砂岩、石英岩或石英砂。颗粒多在0.2～0.4mm间。化学成分：SiO2>97%，Al2O30.32～0.60%，Fe2O3<0.1。石英砂的成分变化复杂 | 震旦纪、泥盆纪、第四纪 | 昆明白眉村震旦系石英砂岩矿床、河北滦县雷庄震旦系石英砂岩矿床、苏州清明山泥盆系石英砂岩矿床等 |
陆相沉积矿床 | 泥质石英砂岩、泥质石英砂、石英砂等 | 矿石成分复杂，都含少量长石，胶结物多为泥质，含铁较高，矿石结构松散，有害杂质多 | 中生代、新生代 （第三纪、第四纪） | 江苏宿迁白马涧第三系石英砂岩矿床、内蒙古通辽甘旗卡第四系石英砂矿等 |
脉石英——伟晶岩型矿床 | 脉石英、 硅质岩 | 矿石成分单一，SiO2含量一般在99%以上，矿床规模一般不大，产状陡 | 太古代、中生代 | 湖北蕲春灵虬山脉石英矿床、新疆尾亚白山伟晶岩型脉石英矿床等 |
矿石性质
硅石是硅质原料的统称，有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。矿物成分主要为石英（晶质SiO2）和玉髓（隐晶质SiO2）。为块状或粒状集合体，三方晶系，六方柱晶形。无、灰褐、黑、紫、绿、粉红。晶面玻璃光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口。化学分子式为SiO2，有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、P2O5、MgO和有机物。纯质的脉石英和石英岩其SiO2含量可达98～99%，石英砂岩为95～97%。
硅石质地坚硬，莫氏硬度7，密度2.65g/cm3，有极佳的耐火性和耐酸性，熔点1730℃，熔融体冷却后变为石英玻璃，结晶体石英为水晶，具有透过紫外线光能力及压电性。
硅石可分为下列几种矿石：
1． 石英砂岩：是石英与其他矿物颗粒被某种胶结物胶结起来的沉积岩。其特点是80%以上的碎屑都是石英和硅质碎屑，此外还有长石、燧石、高岭土、白云母杂于其中。颗粒呈浑圆状，表面光滑、干净，多为中——细状。胶结物常为硅质，有时常见钙质、铁质、泥质、锰质，其中以硅质胶结质量最好，胶结物常为蛋白玉及玉髓。矿石一般呈白、灰白、浅红、浅黄，硬度大，断面粗糙，透水性好。
2． 石英岩：由石英砂岩受热变质重结晶作用而成。通常结晶颗粒间的胶结物已消失，矿物组成为石英，常含绿泥石、黑云母、白云母、硅线石、辉石、角闪石、绿帘石、石榴石、方解石、石墨及含铁矿物等。外表呈白至灰白。致密块状，其硬度及强度均很大。
3． 硅质角砾岩：是硅质交代的一种岩石，矿石致密，呈细粒状，具有贝壳状断口，颜多为灰及黑。
4．脉石英：矿物成分为石英，含少量长石、云母及其它矿物，致密块状，质纯呈白，半透明，油脂光泽，贝壳状断口，结晶颗粒很大，SiO2含量高，加热时不易转化且发生分裂而松散。
５．石英砂：是比较纯的砂，呈白或灰白，带杂质时则呈浅红、浅褐黄或土。砂粒是各种硅质岩石的碎粒。
６．石英粉矿：是SiO2含量高达98%以上的天然高硅原料。
工艺特性及用途
１．工艺特性
决定硅石工业应用价值的工艺特性在于：硅石质地坚硬，莫氏硬度为７，有极佳的耐火性和耐酸性，熔点1730℃，熔体冷却后变为石英玻璃，结晶体为水晶，具有透过紫外线光能力及压电性。
２．主要用途
1）冶金工业：主要用于制造耐火材料——硅砖，冶炼硅质合金（硅铁、硅锰、硅铬）和作熔剂。质纯的可制结晶硅。结晶硅是生产单晶硅的主要原料，又可制硅铝和有机硅。
2）玻璃工业：硅石是制造玻璃的主要原料。硅石可作普通及光学玻璃，质纯者可熔炼成优质技术玻璃。耐火砖可作玻璃熔窑的窑衬。
3）建筑工业：可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及铁路道砟。砂与沥青混合可铺路，石英还可作硅酸盐水泥的校正材料。
4）化学工业：硅石可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐，质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。
5）研磨业：石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料；石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面，石英也用于琢磨珠宝。
6）其它工业：可作搪瓷和陶瓷原料。质纯者广泛用于无线电工业、超声波技术及现代国防和尖端技术，纯的石英岩具有旋光性和透过紫外线性能，可制造各种光学仪器和医疗用的石英灯等，也是制造金刚砂（碳化硅）的基本原料。细石英砂可作过滤
矿床的主要工业指标
表8 硅石矿一般参考工业指标
矿 石 品 级 | 化学成分，% | |||||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | 其 他 | ||||
硅砖用硅石 | 特 | ≥98 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | 耐火度1750℃ | ||
Ⅰ | ≥97.5 | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤0.5 | 耐火度1730℃ | |||
Ⅱ | ≥96 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.0 | 耐火度1710℃ | |||
硅铁用硅石 | Ⅰ | ≥97.5 | ≤1.0 | ≤0.3 | P2O5≤0.02 | |||
Ⅱ | ≥96 | ≤1.5 | ≤1.0 | P2O5≤0.03 | ||||
熔剂用硅石 | ≥90～95 | ≤2～5 | ≤1～3 | ≤3.0 | ||||
硅铝用硅石 | ≥98.5 | ≤0.5 | ||||||
结晶硅用硅石 | ≥98～99 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | P2O5≤0.03 | |||
石英玻璃用硅石 | ≥99.95 | 极微 | 极微 | 极微 | P2O5极微 | |||
玻璃原料 用 硅 石 | 一类玻璃要求 | >99 | ≤0.5 | ≤0.05 | Cr2O3<0.001, TiO2<0.05 | |||
二类玻璃要求 | >98 | <1 | <0.1 | |||||
三类玻璃要求 | >96 | <2 | <0.2 | |||||
建筑卫生、日用陶瓷用硅石 | >98.5 | Fe2O3+TiO2<0.5 | ||||||
无线电、陶瓷 用 硅 石 | Ⅰ | >99.5 | <0.2 | <0.01 | <0.1 | K2O+Na2O<0.1, MgO<0.1,烧矢量0.2石英砂岩 | ||
Ⅱ | >98.5 | <1.0 | <0.05 | <0.1 | K2O+Na2O<0.2, MgO<0.1,烧矢量0.2 | |||
电瓷用硅石 | >98.5 | <0.15 | ||||||
发布评论