塔城石灰厂应用领域及技术指标要求

石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于滤料、玻璃、陶瓷及耐火材料、冶炼、建筑、化工和机械、填料、电子等工业。

石英砂的主要用途

应用领域类型主要用途

玻璃及玻璃制品工业建筑玻璃制造各种平板玻璃、夹丝玻璃、压花玻璃、玻璃砖、空心玻璃、泡沫玻璃等

日用玻璃制作瓶罐及玻璃器皿，如啤酒瓶、玻璃杯及装饰品等

技术玻璃制作光学玻璃、玻璃仪器、玻璃纤维、导电玻璃、石英坩埚、激光光源和辐射光源型石英玻璃等

机械工业铸造造型用砂及研磨材料

电子工业原料高纯度金属硅、电子塑封用熔融硅微粉、光导纤维等

冶金工业辅料作冶炼添加剂、溶剂以及各种硅铁合金

耐火材料窑炉窑用高硅砖、普通砖及耐火粉料等

水泥工业水泥沙子水泥配料

水泥制品加气混凝土、普通制品等

硅酸钠制作水玻璃及无定形二氧化硅等

无水硅酸硅胶、干燥剂、石油精炼催化剂

填料领域橡胶、塑料的填料；防腐蚀和耐磨道路标志涂料的填料等

1、玻璃工业用石英砂

石英砂作为玻璃工业的主要原料，其对石英砂的质量要求，主要体现在化学成分、稳定性、粒度组成三个方面。

石英玻璃原料的一般工业要求

原料品质杂质总量×10-6主要杂质成分ω/%应用范围

AlFeB碱金属碱土金属

普通150-50无具体要求电光源

高纯＜30＜15×10-3＜1.5×10-3＜0.5×10-3＜4.0×10-3＜4.0×10-3电子石英光纤管

较高纯＜10＜3×10-3＜0.1×10-3＜0.1×10-3＜0.5×10-3＜1.0×10-3光学应用

平板玻璃用硅质原料化学成分及波动范围

级别化学成分ω/%

SiO2不小于Al2O3不大于Fe2O3不大于

优等品98.50±0.201.00±0.100.05±0.01

一等品98.00±0.250.10

二级品96.00±0.302.00±0.150.20

三级品92.00±0.304.50±0.200.25

四级品90.00±0.305.50±0.300.33

平板玻璃用硅质原料粒度组成

级别粒度组成（不大于）/%

+1mm800μm710μm500μm-100μm

优等品000.55.55.00

一等品0.5  10.00

二级品20.00

三级品25.00

四级品30.00

玻璃允许的含铁量

玻璃种类Fe2O3允许量/%

光学玻璃、透紫外玻璃0.01

优良水晶玻璃0.015

普通水晶玻璃0.02

无色空腔玻璃、水晶镜片玻璃0.03

灯泡用玻璃0.05

镜子用玻璃0.1

物理化学用玻璃0.1

半透明厚玻璃0.2

半透明薄玻璃0.3

绿色、褐色玻璃0.5以上

超白玻璃用石英砂要求 （单位：wt%)

原料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2CO3TiO2N**

石英砂≥98.5≤1.0≤0.01   ≤0.1 

±0.3±0.1±0.001   ±0.01 

连熔透明石英玻璃管的原料要求

级别特等一等二级三级

杂质总量＜30×10-6＜50×10-6＜100×10-6＜150×10-6

杂质颗粒/粒·kg-1无＜5＜10＜20

水分含量/%0.30.30.50.5

玻璃质量等级1、2级3级以上＞40%4级以上＞70%4级＞40%

2、机械工业

铸造用的石英砂其二氧化硅含量要高，其他成分含量低，便于保证耐火度，故以二氧化硅的含量来作为铸造用石英砂的主要验收依据。

铸钢用砂：二氧化硅的含量应大于97%；

铸铁用砂：二氧化硅的含量应大于85%；

有色合金铸造用砂：二氧化硅的含量应大于75%。

磨料用砂：粒磨圆度好，无棱角，粒度0.8-1.5mm，SiO2＞98%，Al2O3＜0.72%，Fe2O3＜0.18%。

化学工业清除锈喷砂：要求SiO2＞99.6%，Al2O3＜0.18%，Fe2O3＜0.02%，粒度50-70目，粒形为球形，莫氏硬7。

铸造型砂工业要求

原砂类型等级符号含泥率/%SiO2/%K2O+Na2O/%CaO+MgO/%Fe2O3/%

石英砂1S≤2≥97≤0.5≤1.0≤0.75

2S≤2≥96≤1.5≤1.5≤1.0

3S≤2≥94≤2.0≤2.01.5

4S≤2≥90---

石英-长1SC≤2≥85---

石砂2SC≤2≥85---

3、超硬材料

目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种。

黑碳化硅是以石英砂，石油焦和优良硅石为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成。

绿碳化硅是以石油焦和优良硅石为主要原料，添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。

绿碳化硅（a）及黑碳化硅（b）用石英砂技术要求

绿碳化硅(a)

粒度/mm＞4.5＞3.53.5-1.01.0-0.5＜0.5色泽

含量/%0＜2＞85＜130纯白色半透明

化学成分SiO2FeO+Al2O3+CaO+MgO烧失

含量/%＞99.4＜0.3＜0.3

黑碳化硅(b)

粒度/mm＞33-1.51.5-1.01.0-.05＜0.5色泽

含量/%0约6535＜50白色或灰白色

化学成分SiO2FeO+Al2O3+CaO+MgO烧失

含量/%＞99.3＜0.35＜0.35

铸造型砂粒度指标要求

名称特粗砂粗粒砂中粒砂

粒级序号1234567

粒度/mm3.36-1.681.68-0.840.84-0.50.84-0.420.59-0.2970.42-0.210.297-0.149

名称细粒砂特细砂

粒级序号891011

粒度/mm0.21-0.1050.149-0.0750.105-0.0530.075-0.053

4、化工行业

在化学用品加工领域，石英砂是生产硅酸钾、硅酸钠和各种形态二氧化硅的主要原料。

生产硅酸钠对石英砂要求纯度较高，至少达到容器玻璃级石英砂标准，比如铁（Fe2O3）小于0.03%，重矿物含量应小于5×10-6，不过其对Al2O3和CaO要求比较高，其含量均要小于0.1%，有些情况下，要求更高，其含量各为0.01%-0.02%。

生产硅酸钠用的石英砂标准

化学组成质量分数/%粒度

SiO2＞99.50.991mm无

Fe2O3＜0.030.833mm无

Al2O30.010.5mm＜4%

CaO+MgO＜0.100.35mm＜25%

TiO2＜0.03通过0.105mm＜5%

ZrO2＜0.01 

Na2O+K2O0.1 

水分＜0.10 

Cr2O3＜0.001 

随着高科技及电子工业的迅速发展，半导体硅、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅等需求也越来越多，其纯度的要求也越来越高，如Na、Al、Mg、Cu、Ca、Mn、Ti、Cr、Cl的含量应小于0.1×10-6，Th和U应小于0.1×10-9。

二氧化硅生产方法主要分为火法和湿法，两者都是以石英砂为原料，但生产工艺却不同。火法是以石英砂为原料，先还原成金属硅，再与氯化氢产出四氯化硅，四氯化硅高温水解，产出气相二氧化硅。湿法是以石英砂为原料，先生产出硅酸钠，再与酸反应，产出沉底二氧化硅或者胶体二氧化硅。

化工领域所用石英砂量比玻璃业要少，但硅酸钠和二氧化硅的应用是十分广泛的，因此今后的需求将不断增长。各种形态的二氧化硅及其延续产品硅烷、硅酮等需求的上升，对石英砂的需求将更多，为石英砂这类大宗非金属矿的精细加工和增值开辟广阔前景。

5、填料领域

（1）塑料

石英砂作塑料填料，不仅可降低塑料生产成本，还能提高塑料的耐候性、阻燃性和硬度等，其特性对塑料的影响是多方面的，主要特性是其粒径、硬度、化学组成等性质。

一般来说，石英砂颗粒粒径越小，塑料的力学性能越好，不过粒径越小，需要的加工成本就越高，使其均匀分散也越困难，且将消耗更多的助剂。

故石英砂颗粒粒径的大小，据使用情况来选择，因对塑料性能以及生产工艺均有影响，是在塑料生产中，使用石英砂填料需要考虑的重要因素。

（2）橡胶

在橡胶中添加石英砂，可大幅度提高橡胶的力学性能、增加体积、降低成本、改善加工工艺性能，且来源丰富，价格低，是浅色和彩色橡胶制品的主要填料。

在橡胶生产中以石英砂作为填料时，石英砂颗粒粒径是影响填充效果的重要因素。颗粒粒径越小，比表面积越大，表面活性就越大，与有机分子界面作用就越强，越有利于提高橡胶的撕裂强度、耐磨性、拉伸强度等力学性能。

但是石英砂粒径越小，表面能也越大，粒子易凝聚使分散变得越困难，不利于填充。故橡胶生产中的填料粒径大小，应根据橡胶的性能来定。

（3）涂料

石英砂是涂料中应用较广泛的填料之一。由于石英砂在涂料中具有较好的遮盖力，从而能部分替代钛**等颜料，来降低漆料成本，同时对漆的光泽、储存稳定性的影响不大，另外石英砂能提高涂膜的牢固性，耐热性和耐腐蚀性等。

6、水处理

水处理用石英砂要求：SiO2含量＞98，密度2.55-2.65g/cm3，烧失量＜0.7%，磨减量＜3.0%，盐酸可溶率＜3.5%，粒径0.3-2.0mm。

7、人造石英石板材用石英砂

（1）颜色一致，透则透，白则白；红似血，黑如墨，黄如玉等，一般一个产品里面不能有二种颜色在里面；

（2）粒度组成均匀，不能有太多过粗或过细的颗粒，影响颗粒大小不均的美观度。追求颗粒趋于颗粒状，使板材更接近自然板材；

（3）产品干净清洁度好，无粉尘；

（4）水分含量要低于0.5%。

8、陶瓷釉料

石英砂在陶瓷釉料中是形成玻璃相的主要成分，可赋予釉面高的机械强度、硬度、耐磨性与抗化学侵蚀性能，同时可调节釉料光亮度（光亮釉、亚光釉）和釉料温度，石英含量和粒度对釉料性能具有重要影响。一般陶瓷釉料用石英砂要求：SiO2＞98.5%，Al2O3＜0.05%，粒度-200目占98%。

9、光纤用石英砂

光纤用石英原料有合成砂和天然砂之分。选择光纤用石英砂应考虑的主要因素如下：

（1）光衰减性降低的潜力；

（2）折射率的可控制性；

（3）形状的可控制性；

（4）光纤的化学稳定性和机械强度以及制造成本等。

光纤衰耗的降低有利于各种较长中继距离传输系统的建设。为了保证光纤的低衰耗，对于光纤用石英砂而言，要求过渡金属离子的含量低于10-9，但是对于不导光部分的外包层材料，只需保证金属离子的扩散不会对预制棒的芯层和内包层产生影响。

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