石英原料的純度，即其中SiO2含量的多少，將直接影響制品的性能和應(yīng)用。

　　作為一種重要的工業(yè)礦物原料，石英原料無論在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域(如玻璃、陶瓷和耐火材料等)，還是在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中(如軍事、電子和通訊等)都有著廣泛的應(yīng)用。石英原料的純度，即其中SiO2含量的多少，將直接影響制品的性能和應(yīng)用。普通玻璃和建筑材料等傳統(tǒng)行業(yè)對原料純度的要求較低，但對于像通訊材料、石英坩堝等精細(xì)、高性能產(chǎn)品則需要用高純甚至超高純的石英原料，并且要求對石英原料中一些微量元素實(shí)現(xiàn)可控。

　　石英砂產(chǎn)品及規(guī)格

　　(來源：汪靈等.我國高純石英加工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展建議)

　　玻璃工業(yè)

　　玻璃行業(yè)是使用石英原料的大戶，石英原料賦予了硅酸鹽玻璃及其制品許多優(yōu)異的性能，如透明性、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等。原料中SiO2含量對硅酸鹽玻璃制品的性能會(huì)產(chǎn)生重要的影響，在普通硅酸鹽玻璃的組成中，SiO2一般占65%～75%左右?，F(xiàn)代浮法玻璃一般要求石英原料中SiO2含量在96%以上，Al2O3含量在2%以下，F(xiàn)e2O3在0.01%～0.1%之間，粒度在0.4mm左右，粒度在0.5mm以上及0.1mm以下的顆粒均不得超過5%。

　　高檔玻璃，如特種玻璃、優(yōu)質(zhì)平板玻璃和精密光學(xué)玻璃等，對石英原料的化學(xué)成分有更嚴(yán)格的要求，SiO2的含量要在99%以上，F(xiàn)e2O3的含量要低于0.05%～0.1%，Al2O3和TiO2的含量分別要求在0.5～2.0%和0.05%以下。

　　各個(gè)國家對不同玻璃制品所用石英原料的純度要求有所不同，即使同一國家的不同公司也有差別。

　　世界主要國家對玻璃用石英原料的純度要求

　　(來源：任夫洋.高純?nèi)廴谑⒉牧霞兌瓤刂萍夹g(shù)的研究)

　　半導(dǎo)體工業(yè)所用的石英玻璃是高純透明的，原料是極純的二氧化硅，主要品種是大規(guī)格的石英玻璃鐘罩，主要用于制造多晶硅爐的外罩。

　　機(jī)械鑄造工業(yè)

　　在機(jī)械鑄造行業(yè)，石英原料被廣泛用作型砂、鑄造模芯和鑄造模具等，這是因?yàn)槭⑸俺司哂腥埸c(diǎn)高的特點(diǎn)外，在冶煉過程中還具有增溫、脫硫、脫氧等作用。石英砂在鑄造行業(yè)的用量比較大，一般生產(chǎn)1噸鑄件需要1噸型砂和粘土。隨著鑄件精密化程度的提高，對石英原料的純度也有了更高的要求，如鑄造中比較先進(jìn)的樹脂砂工藝所需要的石英砂中SiO

　　2

　　的含量要高于97%，粒度要在40～320目之間。在機(jī)械鑄造行業(yè)所使用的石英砂大約占全球總產(chǎn)量的33%。

　　鑄造業(yè)對石英砂的質(zhì)量要求

　　(來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究)

　　陶瓷工業(yè)

　　作為一種瘠性原料，石英原料可調(diào)節(jié)陶瓷坯體的可塑性和結(jié)合性，在燒成過程中可抵消坯體收縮并與氧化鋁反應(yīng)形成陶瓷材料的結(jié)構(gòu)骨架，提高陶瓷制品機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)還可增加其透光度和白度。

　　陶瓷制品對石英砂的質(zhì)量要求

　　(來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究)

　　石英還是陶瓷釉料中玻璃質(zhì)的主要形成體，賦予了陶瓷釉面一系列良好的物理化學(xué)性能(如強(qiáng)度、光澤度、耐磨性、硬度和耐化學(xué)侵蝕等)，另外增加釉料中SiO2含量還能提高釉料的熔融溫度與粘度。

　　熔融石英陶瓷，是以熔融石英或石英玻璃為原料，將原料粉碎、然后經(jīng)過原料分級、球磨制漿、注漿或注凝成型，最后經(jīng)燒成工藝制成的燒結(jié)體。熔融石英陶瓷具有熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好、電絕緣性能好、耐酸堿侵蝕等諸多優(yōu)異性能，自問世以來，在世界各國得到了迅速推廣及應(yīng)用。

　　最初，熔融石英陶瓷只是被作為一種低檔的耐火材料應(yīng)用于一些傳統(tǒng)行業(yè)，如冶金和玻璃行業(yè)等。隨著科學(xué)工作者不懈地努力，熔融石英陶瓷的性能得到了迅速改進(jìn)和提高，如今已廣泛應(yīng)用于原子能、航天和國防軍工等高科技領(lǐng)域。

　　在太陽能行業(yè)，熔融石英陶瓷坩堝作為太陽能多晶硅鑄錠用容器，需在1500℃以上的高溫環(huán)境中長時(shí)間工作，并且只能使用一次，是除多晶硅原料外消耗量最大的產(chǎn)品，也是不可替代的關(guān)鍵消耗材料。由于坩堝的工作環(huán)境十分復(fù)雜，對其純度、強(qiáng)度、高溫性能、尺寸精度等要求非常嚴(yán)格，相應(yīng)的，對石英原料中可能影響熔融石英陶瓷坩堝質(zhì)量的因素(如純度、粒度及雜質(zhì)種類等)也必須嚴(yán)格控制。

　　耐火材料工業(yè)

　　石英原料在耐火材料行業(yè)的主要用途是用來生產(chǎn)硅質(zhì)耐火磚，包括硅磚、輕質(zhì)硅磚和熔融石英制品。硅磚主要用于構(gòu)筑玻璃窯爐等熱工設(shè)備，其主要的礦物組成是磷石英和方石英。熔融石英制品主要以熔融石英為原料生產(chǎn)，其主要礦物組成為石英玻璃，由于石英玻璃具有熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，因此熔融石英制品具有十分優(yōu)異的抗熱沖擊性能。

　　不同耐火材料對石英砂的質(zhì)量要求

　　(來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究)

　　為保證硅質(zhì)耐火材料的耐火度高于1650～1700℃，荷重軟化溫度高于1650℃，并且具有熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)小和機(jī)械性能高等特點(diǎn)，需對石英原料中SiO2的含量以及石英顆粒的級配嚴(yán)格控制，否則將會(huì)嚴(yán)重影響耐火材料的使用性能。一般要求石英原料中SiO2含量在93%以上，對結(jié)晶狀態(tài)較差的石英原料，粗顆粒應(yīng)限制在2mm以下。

　　另外，石英原料的結(jié)晶度也會(huì)對耐火材料的性能(尤其是耐火度)產(chǎn)生重要影響，石英原料的結(jié)晶度越好，所制備的耐火材料的耐火度也越高。

　　半導(dǎo)體工業(yè)

　　半導(dǎo)體工業(yè)用的石英制品主要是用作封裝材料，與固化劑、環(huán)氧樹脂及各種添加劑等復(fù)合使用，可以降低封裝材料的成本。對石英原材料的要求也很高，需要二氧化硅的純度達(dá)到99.9%以上，其中Fe的含量要在5ppm以下，總雜質(zhì)含量不超過300ppm。這些產(chǎn)品過去主要依賴國外進(jìn)口，近年來隨著對石英材料的深入研究，生產(chǎn)石英材料的技術(shù)得到了大幅度的提升，目前，不僅可以滿足國內(nèi)市場需求，還大量出口到國外。

　　化工工業(yè)

　　石英砂在化工工業(yè)中的應(yīng)用較普通玻璃、陶瓷、耐火材料等，對其質(zhì)量有稍高的要求。一般常見于水玻璃、硅膠和泡花堿等產(chǎn)品中。以泡花堿為例，根據(jù)其用途不同可以分為固體和液體泡花堿，作為洗滌用品和紙箱粘合劑的液體泡花堿要求SiO2的含量高于98%，F(xiàn)e2O3的含量低于0.2%，粒度要求在0.2~2mm之間，而作為石油煉制催化劑的固體泡花堿則要求嚴(yán)格些，SiO2的含量高于99%，F(xiàn)e2O3的含量低于0.03%

　　工業(yè)填料

　　石英砂作為工業(yè)填料是其又一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，受到了普遍的重視。主要用于有機(jī)高分子材料中，比如塑料及其塑料薄膜、橡膠、涂料、油漆和粘結(jié)劑等，以改善它們的物化特性或者提高某一方面的特性，例如加入石英砂后可以提高塑料的抗壓和抗拉強(qiáng)度。一般對石英砂質(zhì)量的要求比較高，SiO2的含量達(dá)到99%以上，F(xiàn)e2O3的含量要在0.05%以下。有時(shí)對石英砂質(zhì)量的要求可以達(dá)到高純石英的要求。

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