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石英砂--沉淀法白炭黑的主要原材料簡介

* 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2021/06/16 16:43:21 * 瀏覽: 31

石英砂 

簡介


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。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、陶瓷及防火材料、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。石英砂也是沉淀法白炭黑的主要原材料!


圖片

文章“成本推動,沉淀法白炭黑價格即將再次上漲”提到國內主要沉淀白炭黑生產企業近期漲價的主因是因為純堿、硫酸等原材料漲價,并未提到核心原材料—石英砂,這是因為石英砂資源豐富,分布廣泛又相對集中,價格相對較為穩定,只到2021年前后價格才有一定幅度的漲幅。


石英砂是自然界中最常見、應用最廣泛的非金屬礦物原料。我國的石英砂礦床種類多,主要有石英巖、石英砂巖、天然石英砂及脈石英。但是其質量不高,多為石英巖、石英砂巖和天然石英砂,三者占我國石英礦資源的99.07%,而高品質的脈石英才占中國石英礦資源的0.93%。


從國內來看,江蘇連云港,安徽鳳陽,河北靈壽縣、廣東河源、山東臨沂是石英原料的主產廠區,占據全國的80%市場,其原料以純度高,產量大聞名全國。鳳陽石英砂產地最負盛名的,而阿湖鎮石英砂最為優質。


中國不同種類石英礦資源占比


由于不同的石英礦成礦時代和地理位置不同,其成礦時期及代表礦床如表所示。

中國石英資源礦床類型表

我國石英砂資源豐富,分布廣泛又相對集中。其中西北的石英砂資源儲量占全國石英砂資源儲量的49%。

中國石英砂資源分布圖


中國石英砂資源分布情況


1、石英巖資源分布概況

  石英巖是由硅質巖或者是石英砂巖在經過一系列的變質和熱接觸而形成,石英巖中石英礦物含量一般大于85%,常與電氣石、鋯英石、云母、長石和粘土等礦物伴生,其硬度和致密度都高于石英砂巖。

石英巖
 
  我國石英巖礦多分布于青海、安徽、遼寧、陜西等地。
青海冶金用石英巖儲量2.89億噸,玻璃用石英巖儲量16.47億噸,主要分布于西寧市及海東地區。安徽省鳳陽縣是國家重點規劃中的“千億元硅產業基地”,其石英砂資源異常豐富,覆蓋面積達80平方公里,遠景儲量在100億噸以上,二氧化硅含量達99%以上。遼寧省本溪市石英巖探明儲量約為37億噸,且品位較高,SiO2平均含量大于97%,優質石英巖SiO2含量可達99.4%。陜西玻璃用石英巖儲量約為1.87億噸。
 
  2、石英砂巖分布概況

  石英砂巖是石英砂顆粒被外部膠結物固結而形成一種沉積類砂質巖石,其硅質巖屑和石英含量大于95%。石英砂巖中常見的膠結物有玉髓和蛋白石等硅質膠結物,常與電氣石、金紅石、磁鐵礦、云母、長石和粘土等礦物伴生。

石英砂巖

  我國石英砂巖礦多分布于四川、湖南、江蘇、浙江、云南及山東等地。四川石英砂巖源儲量0.39億噸,主要分布瀘縣等地,其瀘縣石英砂巖探明儲量約為2080萬噸。湖南省溆浦縣石英砂巖儲量達10-20億噸,其譚家灣石英砂巖礦是我國優質硅砂基地之一。
  
  3、天然石英砂分布概況

  天然石英砂是由脈石英、石英巖、花崗巖和石英砂巖等經風化作用、水流沖擊和自然聚集形成的砂狀顆粒,其主要礦物成分以石英為主,伴生礦物主要有鈦鐵礦、長石、云母、鋯英石、粘土礦物、電氣石、角閃石等,其雜質成分種類的波動范圍較大。

  我國天然石英砂主要分布于福建、廣東、廣西的南部和海南西北部及山東北部這些沿海地帶,還有西遼河東部、黃河中游及鄱陽湖、駱馬湖畔。

  天然石英砂典型的礦床類型分為兩種:海相沉積砂礦床和河湖相沉積砂礦床。
 
  4、脈石英分布概況

  脈石英是由含有二氧化硅的熔融巖漿和花崗巖有關的巖漿熱液礦脈填充在巖隙,然后在地殼表面分布形式為寬度約為幾米、厚度為幾米到幾十米、長度在十幾到幾百米之間,經過急冷后凝結為致密的結晶態石英,主要產地為花崗巖片麻巖區和花崗巖區。大多數情況下,其礦體形狀是不規則的脈狀形式,單個脈石英礦區可以由單條或者多條礦脈組成,脈石英顏色是純白色,油脂光澤,且其純度很高,礦物組成基本上是石英,其SiO2含量達到了99%以上。

  我國脈石英礦則主要分布于江蘇東海、四川、黑龍江、湖北等地的變質巖區。湖北省蘄春縣其中石英石儲量過1億噸,含硅量達99.98%以上,品位居全國之冠。


中國石英礦源八大礦區

根據石英礦的成礦時間和中國石英資源的分布及主要礦床,又可將石英礦資源劃分為8大成礦區。
 
1.遼-翼-豫石英(砂)巖分布區。從最北的吉林渾江經過遼寧、河北、北京、山西到河南方山,基本上呈北東向展布,并嚴格地受元古界及震旦系含礦層所控制,為我國主要含礦區。

2.長江流域砂巖分布區。東起于江蘇、浙江,經江西至湖北,往北擴展至陜西漢中,往南延伸至廣西、湖南、貴州,為我國南方的主要成礦區。

3.南沿海砂礦分布區。主要于東南沿海分布,北起閩南晉江,南至廣西北海,為我國主要海砂礦分布區。

4.通遼砂礦分布區。為西遼河-柳河廣大地區,目前礦床主要集中于鄭大鐵路沿線一帶,為我國北方硅質原料的主要供應基地之一。

5.黃河沿岸砂礦分布區。如蘭州河灣砂礦和內蒙古四道泉砂礦。

6.宿遷、南寧、當陽砂礦分布區。受原沉積盆地所控制。分別單一鼓勵的出現。

7.沂南石英砂巖分布區。沂南地區大面積分布石英砂巖。

8.遼南-鳳陽石英巖分布區。分布較穩定,礦床規模大,質量好。

綜合來看,我國石英礦原料種類較多,質量不一。隨著國民經濟和科學技術的快速發展,石英砂的應用已經不再局限于傳統的玻璃、板材建筑等領域,更多的應用于高新技術產業,如半導體、光纖通訊、航空航天等。這也就對石英砂的質量提出了更高的要求。



石英砂的主要分類


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。


1.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(水玻璃),化工,噴吵等行業。




2.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。


3.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)


4.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

物理性能:外觀為無色透明塊狀,顆粒或白色粉末,相對比重:2.21 。莫氏硬度:7.0 ,pH值:6.0 。


5.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:




石英砂的主要用途


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。


1.玻璃行業

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。


2.陶瓷

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。


3.化工

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;

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。


4.水處理濾料

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。


5.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。

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