硅石用途
硅石是脉石英、石英岩、石英砂岩的总称。
硅石大量用作建筑
的原料,也是无机盐工业的重要原料。用化学方法可将硅石加工成一系列硅化合物。硅石一般指纯度较高的天然石英砂即二氧化硅,在自然界中分布广,储藏量大,很多国家都有大型优质矿,开采量大。
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、染料的显色剂。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
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
主要矿石成矿时矿床实例 矿床类型 矿石特征 类型 代
矿石呈乳白色,致密坚硬,
块状,油脂光泽,半透明,辽宁庄河石性脆,粒状构造。矿石成分沉积——变英岩矿床、安石英岩 简单,石英占96~98%,胶结元古代 质矿床 徽凤阳石英物为硅质;矿石的化学成分:岩矿床等 SiO2>98%,
Al2O3<1%,Fe2O3<0.1
矿石为白或灰白中细粒石英昆明白眉村
砂岩、石英岩或石英砂。颗震旦系石英
粒多在0.2,0.4mm间。化学砂岩矿床、河石英砂震旦成分:SiO2>97%,北滦县雷庄海相沉积矿岩、石英纪、泥Al2O30.32,0.60%,震旦系石英床 岩、石英盆纪、Fe2O3<0.1。石英砂的成分变砂岩矿床、苏砂 第四纪 化复杂 州清明山泥
盆系石英砂
岩矿床等
矿石成分复杂,都含少量长中生江苏宿迁白
泥质石英石,胶结物多为泥质,含铁代、新马涧第三系
砂岩、泥较高,矿石结构松散,有害石英砂岩矿生代 陆相沉积矿质石英杂质多 床、内蒙古通床 (第三砂、石英辽甘旗卡第
纪、第砂等 四系石英砂
四纪) 矿等
矿石成分单一,SiO2含量一湖北蕲春灵
般在99%以上,矿床规模一虬山脉石英脉石英——太古脉石英、 般不大,产状陡 矿床、新疆尾伟晶岩型矿代、中亚白山伟晶硅质岩 床 生代 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。无色、灰褐、黑、紫、绿、粉红色。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、浅黄色,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。外表呈白色至灰白色。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,颜色多为灰色及黑色。
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,质纯呈白色,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。
,(石英砂:是比较纯的砂,呈白色或灰白色,带杂质时则呈浅红、浅褐黄或土色。砂粒是各种硅质岩石的碎粒。
,(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
,(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,,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。
,(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。
)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2
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
化学成分,%
矿 石 品 级 Fe2OSiO2 Al2O3 CaO 其 他
3
?98 ?0.5 ?0.5 ?0.5 特 耐火度1750?
?97.5 ?1.0 ?1.0 ?0.5 硅砖用硅石 ? 耐火度1730?
?96 ?1.5 ?1.5 ?1.0 ? 耐火度1710?
?97.5 ?1.0 ?0.3 P2O5?0.02 硅铁用硅石 ?
?96 ?1.5 ?1.0 P2O5?0.03 ?
?90,?3.0 熔剂用硅石 ?2,5 ?1,3
95
?98.5 ?0.5 硅铝用硅石
?98,?0.5 ?0.5 ?0.5 P2O5?0.03 结晶硅用硅石
99
?99.95 石英玻璃用硅石 极微 极微 极微 P2O5极微
玻>99 ?0.5 ?0.05 一类玻璃要求
Cr2O3<0.001, 璃原料 >98 <1 <0.1 二类玻璃要求
用 TiO2<0.05
>96 <2 <0.2 三类玻璃要求 硅 石
Fe2O3+TiO2<0.>98.5 建筑卫生、日用陶瓷用硅石
5
K2O+Na2O<0.1,
>99.5 <0.2 <0.01 <0.1 ? MgO<0.1,烧矢量
0.2 无线电、陶瓷
用 硅 石 K2O+Na2O<0.2,
>98.5 <1.0 <0.05 <0.1 ? MgO<0.1,烧矢量
0.2
>98.5 <0.15 电瓷用硅石