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    石英砂 【 來源: 發布日期:2016/1/27 8:44:09 瀏覽次數:

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     石英砂

            石英砂是石英石經破碎加工而成的石英顆粒,石英石是一種非金屬礦物質,是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物,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,莫氏硬度7,石英砂是重要的工業礦物原料,非化學危險品,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、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。

     

     簡介

            石英砂是石英石經破碎加工而成的石英顆粒。石英石(quartz rock)亦稱硅石,是一種質地堅硬、耐磨、化學性質穩定的硅酸鹽類礦物。在自然界中以石英砂巖、石英巖和脈石英存在。石英砂巖是固結的碎屑巖石,石英碎屑含量達95%以上,來源于各種巖漿巖,沉積巖和變質巖,重質礦物較少,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成因兩種,前者碎屑顆粒與膠結物的界限不明顯,后者指變質程度深、質純的石英巖礦石。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。

     

     物化性質

            石英砂是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物,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),20-200目為1.5,其化學、熱學和機械性能具有明顯的異向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔點1750℃。

     

    石英砂的主要規格:石英砂常用規格有: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。

     

     主要分類

    石英有較高的耐火性能,工業上將石英砂常分為: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,無棱角,密度大,機械強度高,載污能力線使用周期長的特點,是化學水處理的理想材料。粒度范圍5-220目,可按用戶要求粒度生產。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。

     

    精制石英砂又稱酸洗石英砂,SiO2≥99-99.5% Fe2O3≤0.005%,采用優質天然石英砂,砂漿。

     

    高純石英砂SiO2≥99.5-99.9% Fe2O3≤0.001%,采用優質天然石英石,砂漿。(mm為亳米)

     

    熔融石英砂

        化學成份: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。

    相對比重:2.21 ;

    莫氏硬度:7.0 ;

    PH值:6.0 ;

     

    硅微粉

        硅微粉:外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。

        硅微粉的化學成份見下表:

    項目

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    MgO

    CaO

    NaO

    PH

    平均值

    75~96%

    1.0±0.2%

    0.9±0.3%

    0.7±0.1%

    0.3±0.1%

    1.3±0.2%

    中性

     

     原料產地

     

    原料來源

     石英石在常溫下是一種穩定的礦物,不溶于水和硫酸、鹽酸、硝酸中。硬度7,比重約2.65,熔點1713℃。光澤呈玻璃狀,有時呈脂肪狀。質地純粹者為無色;含雜質者有紅、黃、藍、石英砂石英砂黑、褐、紫、綠色;透明至不透明,性脆。斷口呈殼狀或參差狀。晶體呈六方柱狀,柱面具橫紋。有左晶和右晶的區別。雙晶很普遍。通常呈晶簇或粒狀、塊狀集合體。石英有透過超紫外線的能力,不導電。石英在均勻地加熱或冷卻中發生均質性的變形,在轉變到另一多形變體前仍保持著自己的對稱性。石英晶體具有雙折射及旋轉偏光面的光學性能,具有壓電效應。石英片的振蕩頻率有高度的穩定性,利用石英片的振蕩能輻射出超聲波。石英是非可塑性原料,其與粘土在高溫中生成的莫來石晶體賦予瓷器較高的機械強度和化學穩定性,并能增加坯體的半透明性,是配制白釉的良好原料。

            民國時期多采用景市三寶蓬所產石英,新中國成立后大多采用星子、都昌、修水等地的石英,尤其是2000年以后,用量劇增。釉料中用量為10%-30%,使用前應洗凈揀選,除去污物雜質,放在窯內高溫煅燒,便于粉碎。

            石英是地球表面分布最廣的礦物之一,它的用途也相當廣泛。遠在石器時代,人們用它制作石斧、石箭等簡單的生產工具,以獵取食物和抗擊敵人。石英鐘、電子設備中把壓電石英片用作標準頻率;熔融后制成的玻璃,可用于制作光學儀器、眼鏡、玻璃管和其它產品;還可以做精密儀器的軸承、研磨材料、玻璃陶瓷等工業原料。

          石英晶體內含有細小的氣泡或液體充填裂隙時,會通過干涉光產生彩虹,能制成精美的首飾。拿破侖的妻子約瑟芬皇后(Empress Josephine)擁有一個令人眼花繚亂的寶石藏品,就是彩虹石英制成的首飾。

            石英礦通常分為石英、鱗石英、白矽石三大類;旧嫌墒⒘=M成的未膠結的碎巖石稱為石英砂。石英包括三方晶系的低溫石英(α-石英)和六方晶系的高溫石英(β-石英),一般所稱石英均指低溫石英。石英作為工業原料,依其質量和用途分為 壓電石英、光學石英、熔煉石英和琢磨石英四大類。

     

    主要產地

            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加工后,經粉碎、篩選、水洗等工藝加工而成。外觀呈多棱形、球狀,純白色,具有機械強度高、截污能力強、耐酸性能好等特點。一般細度在120Mesh以內的產品稱石英砂。超過120Mesh的產品稱為石英粉。 優質礦源主要分布在內蒙古自治區集寧,安徽省的鳳陽,湖北省的黃岡,河北靈壽縣百信石英砂加工廠、福勝石英砂加工廠產量大品質高,另外在廣東及江西也有少量分布。

            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固的冰。中國古代人認為嘴里含上冷的水晶能夠止渴。

     

    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的抗酸性介質浸蝕能力,用來制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。

         二氧化硅純白石英砂純白石英砂為硅原料的核心原料在硅原料的生產與供應中起著不可替代的重要基礎作用。它所具有的獨特的物理、化學 光學特性,使得其在許多高科技產品中發揮著越來越重要的作用,如,IT行業的核心技術產品--計算機芯片,光導纖維,電子產業的諧振器,新型電光源,高絕緣的封接材料,航空航天儀器,軍工技術產品,特種光學玻璃,化學分析儀器等等,都離不開這些基礎原料。結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,可制作無電線工業中的頻率穩定器,石英濾波器?芍谱鞲鞣N透鏡、反射器、光譜管、導光管和光學儀器中的棱鏡、偏光鏡等。已廣泛應用水熱溫差法制作人造石英晶體用于制造壓電元件。在化學工業中,石英可用于耐酸耐溫儀器和器皿;在電器工業上,常采用石英作優良的絕緣材料;石英石也是玻璃、搪瓷和耐火磚制造工業中的優良原料;熔煉石英的杰出性能也使其廣泛地應用于冶金、食品、制藥及造紙工業中。出口的石英石(砂)大都用于冶金及耐火材料工業中。

            石英管、灰色石英管、黑色石英管、藍色石英管等,還生產濾紫外石英管、透明石英管、石英棒等石英制品。

     

     應用領域

            石英砂所具有的獨特的物理、化學特性,使得其在航空、航天、電子、機械以及當今飛速發展的IT產業中占有舉足輕重的地位,特別是其內在分子鏈結構、晶體形狀和晶格變化規律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性,在許多高科技產品中發揮著越來越重要的作用。

            石英砂是重要的工業礦物原料,非化學危險品,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業。 可汽運,火車運輸,水運。工業生產一般為50KG或25KG包裝及出口噸袋包裝。常用規格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm.(mm為毫米單高純石英砂高純石英砂位)。

    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)、光學玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料。

    二、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。

    三、冶金:硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑。

    四、建筑:混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等。

    五、化工:硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,無定形二氧化硅微粉。

    六、機械:鑄造型砂的主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等)。

    七、電子:高純度金屬硅、通訊用光纖等。

    八、橡膠、塑料:填料(可提高耐磨性)。

    九、涂料:填料(可提高涂料的耐酸性)。

    十、航空、航天。

     

    應用

             首先是在玻璃行業的應用:玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光學玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料;

            其次是在陶瓷方面的應用: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、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等;

            化工的應用: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:應用于鑄造、鍛造、機械、冶金、熱處理、鋼結構、網架結構、集裝箱、船舶、修造、橋梁、礦山、等領域的清砂、除銹、強化、成形、消除應力及各種型材的表面清理和涂裝、電鍍前的粗糙度(拉毛)預處理、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。

    花崗巖、大理石表面處理采用優質的石英砂為原料專門為體育運動場館設計生產的草坪專用產品,具有硬度高、比重大、粒度均勻、棱角小、顏色自然等特點,對人造草坪損傷小、形成保護草毛的作用,使草坪更為耐用。得到了國內多家大專院校體育場館的應用,石英砂是現代田徑場、足球場、高爾夫球場等人造場地配套使用的理想材料。

     

    石英砂作為水處理濾料的應用

            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的重質無煙煤濾料,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比雙層濾料濾池的水質為好。在使用石英砂的時候,盡量配合使用。

            我國絕大多數污水處理廠執行的是《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級B 標準,而執行一級A 標準可以較大限度的對污水進行"除磷脫氮",減少對后續受納水體的污染,出水可作為回用水,解決我國部分地區水資源緊缺的問題。

     

    石英砂濾池

            污水廠尾水通過進水管進入過濾器底部,經布水器均勻布水后自上而下通過濾料層。在此過程中,尾水被過濾,去除了水中的污染物。同時石英砂濾料中污染物的含量增加,并且下層濾料層的污染物程度比上層濾料要高。此時打開位于過濾器中央的空氣提升泵,將下層的石英砂濾料提至過濾器頂部的洗沙器中進行清洗。濾砂清洗后返回濾床,同時將清洗所產生的污染物外排。

            石英砂濾料在提升泵的作用下呈自上而下的運動,對尾水起攪拌作用。過濾器內濾料能夠及時得到清潔,抗污染物負荷沖擊能力強。石英砂過濾器特殊的內部結構及其自身運行特點,使得混凝、澄清、過濾在同一個池體內可全部完成。

     

    石英砂過濾器的技術特點

    (1)石英砂濾料層較厚,濾池較深,土建費用較高;

    (2)過濾效率較高,過濾效果較好,無需停機反沖洗,運行費用低;

    (3)水頭損失較高,一般需要設置二次提升泵房,增加了運行費用;

    (4)活性砂過濾器可根據水量變化靈活增加或減少過濾器數量,主要適應于小規模的污水處理廠。

            活性砂過濾器是一種集絮凝、澄清、過濾為一體的連續過濾設備,廣泛應用于飲用水、工業用水、污水深度處理及中水回用處理領域。系統采用升流式流動床過濾原理和單一均質濾料,過濾與洗砂同時進行,能夠24小時連續自動運行,巧妙的提砂和洗砂結構代替了傳統大功率反沖洗系統,能耗極低。

            因此,進行城鎮污水處理廠提標改造是水環境保護的要求,也是國家提出的節能減排的要求。

            石英砂濾料是采用天然石英礦為原料,經破碎,水洗精篩等加工而成,目前是水處理行業中使用最廣泛、量最大的凈水材料,無雜質,抗壓耐磨,機械強度高,化學性能穩定,截污能力強,效益高、使用周期長,適用于單層、雙層過濾池、過濾器和離子交換器中,各項指標均達到(CJ/T43-2005)標準。

     石英砂濾料:主要用在污水處理中,用三五年都沒問題,只要防止石英砂流失就行,被污染了不要緊,因為污水處理中,污泥可以進行好氧或者厭氧呼吸,將污水中的污染物降解。

    常用規格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm。

    精制石英砂濾料的理化分析:

     

    分析項目

    鑒定數據

    分析項目

    鑒定數據

    分析項目

    鑒定數據

    SiO2含量

    99.3%

    容重

    1.75t/m3

    鹽酸可溶率

    0.4%

    莫氏硬度

    7

    磨損率

    0.3%

    耐酸度

    耐強酸

    沸點

    2550℃

    破碎率

    0.35%

    耐堿度

    耐堿性能良好

    溶點

    1750℃

    灰粉率

    0.25%

    Zn含量

    0.005%

    比重

    2.65

    空隙率

    43%

    其它金屬含量

    不超過國家飲用水標準

     

     

     

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