矽石

矽石是脈石英、石英岩、石英砂岩的總稱。 矽石大量用作建築材料的原料，也是無機鹽工業的重要原料。用化學方法可將矽石加工成一系列矽化合物。矽石一般指純度較高的天然石英砂即二氧化矽，在自然界中分布廣，儲藏量大，很多國家都有大型優質礦，開采量大。

矽酸鈉和二氧化矽是矽石化學加工得到的主要產品。矽酸鈉是矽石化學加工產品中用途最廣、用量最大的產品，因此，矽石的用途也很廣泛。除用於制造多種矽化合物外，還大量用作紙板、膠合板、部分金屬材料及鑄造工業的粘合劑，肥皂、洗滌劑的添加劑,紙張的性能改良劑,在紡織工業中作棉布煮煉和漂白助劑、織物的防火處理劑、染料的顯色劑。此外，還用作水泥助凝劑、木材防腐劑及蛋類的保鮮劑等。矽酸鈉經改性後還可作為內外牆塗料。矽酸鋁可作玻璃、陶瓷的原料，也可作油漆顏料。矽酸鋰可作防腐油漆、金屬表面保護劑。

矽石是矽質耐火材料的主要原料。矽石也稱石英岩，主要礦物是石英 SiO2。耐火材料工業用的矽石可以分為結晶矽石（再結晶石英岩）和膠結矽石（膠結石英岩）。矽礦的用途海域二氧化矽的用途有關。

二氧化矽的用途很廣。自然界裏比較稀少的水晶可用以制造電子工業的重要部件、光學儀器和工藝品。二氧化矽是制造光導纖維的重要原料。一般較純淨的石英，可用來制造石英玻璃。石英玻璃膨脹系數很小，相當於普通玻璃的1/18，能經受溫度的劇變，耐酸性能好（除HF外），因此，石英玻璃常用來制造耐高溫的化學儀器。石英砂常用作玻璃原料和建築材料。二氧化矽的用途很廣，目前已被使用的高性能通訊材料光導纖維的主要原料就是二氧化矽。一般較純淨的石英可用來制造石英玻璃。石英玻璃常用於制造耐高溫的化學儀器。 水晶常用來制造電子工業的重要部件、光學儀器，也用來制成高級工業品和眼鏡片等。

礦床類型及其分布
矽石是矽質原料的統稱，有石英砂岩、石英岩、脈石英、交代矽質角岩和石英砂等。
我國矽質原料礦床主要類型及礦床實例，見表1。我國矽質原料礦產礦石化學成分。
表1矽質原料礦床類型及礦床實例

礦床類型	主要礦石類型	礦石特征	成礦時代	礦床實例
沉積——變質礦床	石英岩	礦石呈乳白色，致密堅硬，塊狀，油脂光澤，半透明，性脆，粒狀構造。礦石成分簡單，石英占96~98%，膠結物為矽質；礦石的化學成分：SiO2>98%，Al2O3<1%,Fe2O3<0.1	元古代	遼寧莊河石英岩礦床、安徽鳳陽石英岩礦床等
海相沉積礦床	石英砂岩、石英岩、石英砂	礦石為白或灰白中細粒石英砂岩、石英岩或石英砂。顆粒多在0.2～0.4mm間。化學成分：SiO2>97%，Al2O30.32～0.60%，Fe2O3<0.1。石英砂的成分變化複雜	震旦紀、泥盆紀、第四紀	昆明白眉村震旦系石英砂岩礦床、河北灤縣雷莊震旦系石英砂岩礦床、蘇州清明山泥盆系石英砂岩礦床等
陸相沉積礦床	泥質石英砂岩、泥質石英砂、石英砂等	礦石成分複雜，都含少量長石，膠結物多為泥質，含鐵較高，礦石結構松散，有害雜質多	中生代、新生代 （第三紀、第四紀）	江蘇宿遷白馬澗第三系石英砂岩礦床、內蒙古通遼甘旗卡第四系石英砂礦等
脈石英——偉晶岩型礦床	脈石英、 矽質岩	礦石成分單一，SiO2含量一般在99%以上，礦床規模一般不大，產狀陡	太古代、中生代	湖北蘄春靈虯山脈石英礦床、新疆尾亞白山偉晶岩型脈石英礦床等

礦石性質
矽石是矽質原料的統稱，有石英砂岩、石英岩、脈石英、交代矽質角岩和石英砂等。礦物成分主要為石英（晶質SiO2）和玉髓（隱晶質SiO2）。為塊狀或粒狀集合體，三方晶系，六方柱晶形。無色、灰褐、黑、紫、綠、粉紅色。晶面玻璃光澤，斷口油脂光澤，貝殼狀斷口。化學分子式為SiO2，有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、P2O5、MgO和有機物。純質的脈石英和石英岩其SiO2含量可達98～99%，石英砂岩為95～97%。

矽石質地堅硬，莫氏硬度7，密度2.65g/cm3，有極佳的耐火性和耐酸性，熔點1730℃，熔融體冷卻後變為石英玻璃，結晶體石英為水晶，具有透過紫外線光能力及壓電性。

矽石可分為下列幾種礦石：
1． 石英砂岩：是石英與其他礦物顆粒被某種膠結物膠結起來的沉積岩。其特點是80%以上的碎屑都是石英和矽質碎屑，此外還有長石、燧石、高嶺土、白雲母雜於其中。顆粒呈渾圓狀，表面光滑、幹淨，多為中——細狀。膠結物常為矽質，有時常見鈣質、鐵質、泥質、錳質，其中以矽質膠結質量最好，膠結物常為蛋白玉及玉髓。礦石一般呈白、灰白、淺紅、淺黃色，硬度大，斷面粗糙，透水性好。

2． 石英岩：由石英砂岩受熱變質重結晶作用而成。通常結晶顆粒間的膠結物已消失，礦物組成為石英，常含綠泥石、黑雲母、白雲母、矽線石、輝石、角閃石、綠簾石、石榴石、方解石、石墨及含鐵礦物等。外表呈白色至灰白色。致密塊狀，其硬度及強度均很大。
3． 矽質角礫岩：是矽質交代的一種岩石，礦石致密，呈細粒狀，具有貝殼狀斷口，顏色多為灰色及黑色。

4．脈石英：礦物成分為石英，含少量長石、雲母及其它礦物，致密塊狀，質純呈白色，半透明，油脂光澤，貝殼狀斷口，結晶顆粒很大，SiO2含量高，加熱時不易轉化且發生分裂而松散。

5．石英砂：是比較純的砂，呈白色或灰白色，帶雜質時則呈淺紅、淺褐黃或土色。砂粒是各種矽質岩石的碎粒。

6．石英粉礦：是SiO2含量高達98%以上的天然高矽原料。

工藝特性及用途
1．工藝特性
決定矽石工業應用價值的工藝特性在於：矽石質地堅硬，莫氏硬度為７，有極佳的耐火性和耐酸性，熔點1730℃，熔體冷卻後變為石英玻璃，結晶體為水晶，具有透過紫外線光能力及壓電性。

2．主要用途
1）冶金工業：主要用於制造耐火材料——矽磚，冶煉矽質合金（矽鐵、矽錳、矽鉻）和作熔劑。質純的可制結晶矽。結晶矽是生產單晶矽的主要原料，又可制矽鋁和有機矽。

2）玻璃工業：矽石是制造玻璃的主要原料。矽石可作普通及光學玻璃，質純者可熔煉成優質技術玻璃。耐火磚可作玻璃熔窯的窯襯。

3）建築工業：可作重要的建築基石。碎石可作道路充填石及鐵路道砟。砂與瀝青混合可鋪路，石英還可作矽酸鹽水泥的校正材料。

4）化學工業：矽石可制作各種矽化物和矽酸鹽及硝酸鹽，質佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。

5）研磨業：石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂紙及碳酸矽等研磨材料；石英砂也多用來鋸石料、磨光玻璃、磨金屬制品及石器制品的表面，石英也用於琢磨珠寶。

6）其它工業：可作搪瓷和陶瓷原料。質純者廣泛用於無線電工業、超聲波技術及現代國防和尖端技術，純的石英岩具有旋光性和透過紫外線性能，可制造各種光學儀器和醫療用的石英燈等，也是制造金剛砂（碳化矽）的基本原料。細石英砂可作過濾

礦床的主要工業指標
表8 矽石礦一般參考工業指標

礦石品級				化學成分，%
				SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	其 他
矽磚用矽石		特		≥98	≤0.5	≤0.5	≤0.5	耐火度1750℃
		Ⅰ		≥97.5	≤1.0	≤1.0	≤0.5	耐火度1730℃
		Ⅱ		≥96	≤1.5	≤1.5	≤1.0	耐火度1710℃
矽鐵用矽石		Ⅰ		≥97.5	≤1.0		≤0.3	P2O5≤0.02
		Ⅱ		≥96	≤1.5		≤1.0	P2O5≤0.03
熔劑用矽石				≥90～95	≤2～5	≤1～3	≤3.0
矽鋁用矽石				≥98.5	≤0.5
結晶矽用矽石				≥98～99	≤0.5	≤0.5	≤0.5	P2O5≤0.03
石英玻璃用矽石				≥99.95	極微	極微	極微	P2O5極微
玻璃原料 用 矽 石	一類玻璃要求			>99	≤0.5	≤0.05		Cr2O3<0.001, TiO2<0.05
	二類玻璃要求			>98	<1	<0.1
	三類玻璃要求			>96	<2	<0.2
建築衛生、日用陶瓷用矽石				>98.5				Fe2O3+TiO2<0.5
無線電、陶瓷 用 矽 石			Ⅰ	>99.5	<0.2	<0.01	<0.1	K2O+Na2O<0.1, MgO<0.1,燒矢量0.2
			Ⅱ	>98.5	<1.0	<0.05	<0.1	K2O+Na2O<0.2, MgO<0.1,燒矢量0.2
電瓷用矽石				>98.5		<0.15

矽石pdf文件：
矽石的化學加工
矽石的用途及制作矽酸鈉
矽石加工設備的探討
矽石精細提純工藝研究初探
矽石選礦提純工藝研究現狀

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