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一文讀懂石英砂的類別和價(jià)值發(fā)布日期:2022-12-05

石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，用途相當(dāng)廣泛，玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)都有它的身影。不止如此，高端石英砂在電子信息、光纖、光伏等行業(yè)，在國防軍工、航空航天等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。可以說，小沙粒支撐著大產(chǎn)業(yè)。

目前，石英砂都有哪些類別呢，不同類別的石英砂你都了解嗎？

不同規(guī)格的石英砂

石英砂常用規(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、80-120目、100-200目、200目、325目。
石英砂目數(shù)其實(shí)指的是石英砂粒徑或者粗細(xì)度，一般指的是在1英寸X1英寸的面積內(nèi)的篩網(wǎng)，能通過該篩網(wǎng)孔數(shù)就定義為目數(shù)。石英砂目數(shù)越大，說明石英砂粒度越細(xì)，目數(shù)越小，說明石英砂的粒度越大。

不同品質(zhì)的石英砂

一般而言，石英砂最少要含有98.5%的二氧化硅才能稱為石英砂，而含量在98.5%以下的，一般稱為硅石。
安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB34/T1056-2009《石英砂》，適用于以石英石為原料，經(jīng)碾磨加工而成的工業(yè)用石英砂（不包括鑄造硅砂）。其中對于石英砂理化要求如下：

石英砂的理化要求（DB34/T1056-2009）

經(jīng)過多年發(fā)展，目前，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

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；SiO₂≥90—99%，F(xiàn)e₂O₃≤0.06—0.02%，該濾料具有：無校角，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)水處理的材料。可以用于冶金，墨碳化硅，玻璃及玻璃制品，搪瓷，鑄鋼，泡花堿，化工，噴吵等行業(yè)。

精制石英砂

SiO₂≥99—99.5%，F(xiàn)e₂O₃≤0.005%，采用優(yōu)質(zhì)天然石英砂，經(jīng)過精心挑選，精細(xì)加工而成。主要用途是在制造玻璃，耐火材料，冶煉硅鐵，冶金熔劑，陶瓷，研磨材料，鑄造造型石英砂等方面，在建筑中利用其有很強(qiáng)的抗酸性介質(zhì)浸蝕能力，制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。業(yè)內(nèi)有時(shí)也稱精制石英砂為酸洗石英砂。

高純石英砂

高純石英砂是采用高品位的石英石經(jīng)過系列工藝加工而成。目前業(yè)內(nèi)對高純石英砂還沒有建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其定義也不甚明確，但大致上說，高純石英砂是指SiO₂含量在99.95%以上或者更高，F(xiàn)e₂O₃含量在0.0001%以下，Al₂O₃含量在0.01%以下的石英砂。
高純石英砂廣泛用于電光源、光纖通信、太陽能電池、半導(dǎo)體集成電路、精密光學(xué)儀器、醫(yī)用器皿、航天航空等高科技行業(yè)。

硅微粉

硅微粉是以結(jié)晶石英、熔融石英等為原料，經(jīng)研磨、精密分級、除雜、高溫球化等工藝加工而成的一種無毒、無味、無污染二氧化硅粉體，是具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱性好等優(yōu)異性能的無機(jī)非金屬材料。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10675—2002和多行業(yè)共識，硅微粉有多種分類和品種。

熔融石英砂

熔融石英砂是SiO₂的非晶態(tài)（玻璃態(tài)）。‌‌它具有通透性，是玻璃的一種形態(tài)，其原子結(jié)構(gòu)長而無序。它通過三維結(jié)構(gòu)交叉鏈接使其溫度和低熱膨脹系數(shù)提高。將精選的優(yōu)質(zhì)硅石原料SiO₂>99%，在電弧爐或電阻爐內(nèi)熔融，熔融溫度為1695-1720℃。由于SiO₂熔體黏度高，在1900℃時(shí)為10的7次方Pa·s，無法用澆鑄方法成型。冷卻后為玻璃體，經(jīng)過機(jī)械加工，磁選，除雜，篩分，生成不同規(guī)格，不同用途的顆粒狀熔融石英砂。熔融石英砂具有熱穩(wěn)定性好、純度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、顆粒分布均勻、熱膨脹率接近0等優(yōu)點(diǎn)，可作為涂料、涂料等化工行業(yè)的填料，也是環(huán)氧樹脂澆鑄、電子密封材料、鑄造材料、耐火材料、陶瓷玻璃等行業(yè)的主要原材料。

不同用途的石英砂

光伏玻璃用低鐵砂

光伏玻璃一般用作光伏組件的封裝面板，直接與外界環(huán)境接觸，其耐候性、強(qiáng)度、透光率等指標(biāo)對光伏組件的壽命和長期發(fā)電效率起核心作用。石英砂中的鐵離子容易染色，而為了保證原片玻璃的高太陽能透過率，光伏玻璃含鐵量要求比普通玻璃低，須使用含硅純度高、雜質(zhì)含量低的低鐵石英砂。目前光伏玻璃用硅質(zhì)原料現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為JC/T2314-2015，具體要求如下。

光伏用高純石英砂

太陽能光伏發(fā)電已成為太陽能利用的首選方向，高純度石英砂在光伏行業(yè)中具有重要的應(yīng)用。光伏行業(yè)用的石英器件包括太陽能硅晶鑄錠用石英陶瓷坩堝，以及光伏制造工藝的擴(kuò)散、氧化、PECVD工序中使用到的石英舟、石英爐管和舟托架等。其中石英坩堝分為生長多晶硅用的方形石英坩堝和生長單晶硅用的圓形石英坩堝，是硅晶錠生長過程中的耗材，是光伏產(chǎn)業(yè)需求量很大的石英器件。而石英坩堝的主要原材料正是高純石英砂。

板材砂

石英石具有耐磨、耐刮、耐熱、抗腐蝕、經(jīng)久耐用等性能，其可塑性強(qiáng)，且用途廣泛，是人造建筑材料發(fā)展史上的一個(gè)標(biāo)桿性產(chǎn)品，也漸成家裝市場新寵，頗受消費(fèi)者喜愛。石英石板材通常用95%~99%的石英砂或石英粉經(jīng)樹脂、色料以及其他添加劑粘結(jié)固化而成，因此石英砂或石英粉的品質(zhì)在一定程度上決定了人造石英石板材的性能。
石英石板材行業(yè)用的石英砂粉一般取自優(yōu)質(zhì)的脈石英和石英巖礦，通過破碎、篩分、磁選等工藝獲得。原料的質(zhì)量直接影響到石英石的質(zhì)量。一般來說，石英石板材用石英分為細(xì)石英砂粉（5-100目，用作骨料，骨料通常要求≥98%的含硅量）和粗石英砂（320-2500目，用于填充和加固作用）。對于硬度、顏色、雜質(zhì)、水分、白度等都有一定要求。

鑄造用砂：由于石英具有較高的耐火性和硬度，且其優(yōu)良的工藝性能能夠滿足鑄造生產(chǎn)的種種基本要求，不僅可以用于傳統(tǒng)的粘土砂造型，同時(shí)可用于樹脂砂以及覆膜砂等先進(jìn)的造型和制芯工藝，所以石英砂在鑄造生產(chǎn)中被大量而廣泛使用。
水洗沙：是天然硅砂經(jīng)水洗、分級的鑄造用原砂。
擦洗砂：一種鑄造用原砂。天然硅砂經(jīng)擦洗、水洗、分級、烘干，含泥量小于0.5%。
烘干砂：是采用干凈的深層地下水為水源，經(jīng)三次脫泥、六次擦洗后的擦洗砂，再經(jīng)過300℃-450℃高溫烘干處理，生產(chǎn)出含水量更低，雜質(zhì)更少的干砂，主要用于生產(chǎn)高級別的覆膜砂，以及化工、涂料、研磨、電子等行業(yè)。
覆膜砂：是在擦洗砂表面用酚醛樹脂附覆上一層樹脂膜。
鑄造所用石英砂：SiO₂∈97.5％~99.6%(正負(fù)0.5%)，F(xiàn)e₂O₃<1％。砂粒光潔，含泥量<0.2~0.3%，角型系數(shù)<1.35~1.47，含水量<6%。

其他用途用石英砂

陶瓷領(lǐng)域：生產(chǎn)陶瓷所用的石英砂SiO₂＞90%，Fe₂O₃∈0.06~0.02%，耐火度達(dá)到1750℃。粒度范圍1~0.005mm。
耐火材料：SiO₂≥97.5%，Al₂O₃∈0.7~0.3%，F(xiàn)e₂O₃∈0.4~0.1%，H₂O≤0.5%，散料體積密度1.9~2.1g/m³，襯層體積密度1.75~1.8g/m³，粒度5.1~0.021mm。
冶金領(lǐng)域：
1）磨料砂：砂粒磨圓度好，無棱角，粒度0.8～1.5mm，SiO₂＞98%，Al₂O₃＜0.72%，Fe₂O₃＜0.18%。
2）噴砂：化學(xué)工業(yè)清除銹，往往采用噴砂處理。要求SiO₂＞99.6%，Al₂O₃＜0.18%，F(xiàn)e₂O₃＜0.02%，粒度50~70目，粒形為球形，莫氏硬7。
磨料領(lǐng)域：石英砂用作磨料的質(zhì)量要求為SiO₂＞98%，Al₂O₃＜0.94%，Fe₂O₃＜0.24%，CaO＜0.26%，粒度0.5～0.8mm。

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