中國粉體網(wǎng)訊 石英資源是一種重要的非金屬礦資源，可作為加工玻璃砂、工業(yè)硅等原料，是冶金、化工、玻璃、陶瓷、鑄造、橡膠等行業(yè)的重要原料，也是電子信息產(chǎn)業(yè)、光伏、新能源產(chǎn)業(yè)和有機(jī)硅新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。
七大石英礦石種類與組成特點(diǎn)
自然界石英礦床成因多種多樣，目前常見可供開發(fā)利用的石英礦床工業(yè)類型有天然水晶、石英砂巖、石英巖、脈石英、粉石英、天然石英砂和花崗巖石英七類。
天然水晶
天然水晶為透明的大型石英結(jié)晶體礦物，主要成分為二氧化硅。水晶多是在巖洞、巖石裂縫或節(jié)理、斷層中自然生長形成的，其生長條件比較苛刻，必須同時(shí)滿足4個(gè)條件：充裕的生長空間，能夠提供富含二氧化硅的熱液，一定的溫度和壓力，足夠生長時(shí)間。我國天然水晶資源分布廣泛，其中以江蘇東海地區(qū)最為豐富。
石英砂巖
石英砂巖是經(jīng)過沉積作用固結(jié)的砂質(zhì)沉積巖，其石英和硅質(zhì)碎屑含量一般>95%，副礦物多為長石、云母和黏土礦物，膠結(jié)物一般為硅質(zhì)。
石英巖
石英巖通常是由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用而形成的變質(zhì)巖石，伴生礦物除長石、云母和黏土礦物以外，往往還含有微量的電氣石、赤鐵礦和鋯石等。與石英砂巖相比，石英巖其礦石更加致密堅(jiān)硬。
脈石英
主要是在巖漿熱液作用下形成的，通常呈致密塊狀構(gòu)造，其礦物成分單一，幾乎全部為石英，SiO2含量一般在99%以上。
粉石英
通常由硅質(zhì)母巖在特殊的地質(zhì)構(gòu)造條件下（溫濕的古氣候、地形平緩古地理、水力作用等）風(fēng)化解體而成的沉積風(fēng)化型礦床，石英含量通常為95%~98%，有的可高達(dá)99%以上。
天然石英砂
天然石英砂是由花崗巖、石英巖、石英砂巖和脈石英等母巖經(jīng)過自然界長期風(fēng)化而形成的一種以石英為主要礦物成分的砂狀石英礦物原料，其伴生礦物包括長石、巖屑、云母、黏土礦物及鋯英石、電氣石、鈦鐵礦和角閃石等重礦物，主要為海相沉積砂礦床和河湖相沉積砂礦床。
花崗巖石英
指由于巖漿作用固結(jié)成巖形成的大顆粒花崗巖或花崗偉晶巖（白崗巖）中的石英。該類礦床中的石英品位多在25%左右，礦物雜質(zhì)主要來自石英顆粒中的流體包裹體級(jí)晶格雜質(zhì)元素。
由于不同礦床工業(yè)類型的形成地質(zhì)條件不同，使石英的礦床規(guī)模大小、礦石組成結(jié)構(gòu)以及石英的晶體結(jié)構(gòu)、晶體化學(xué)、粒度、球度和圓度等都存在較大差別。
石英礦床工業(yè)類型與應(yīng)用特點(diǎn)的關(guān)系
石英礦石的選礦提純
一方面，石英原料礦含有大量的雜質(zhì)，雜質(zhì)可以根據(jù)其組成和結(jié)構(gòu)分為兩大類:非結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)與結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)。非結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)一般指的就是附著在晶體表面或者隨晶體生成的某些物質(zhì)，例如云母和長石。結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)一般是由于晶體在生長的過程中，受到一定的地質(zhì)環(huán)境影響，導(dǎo)致石英晶體內(nèi)部存在的雜質(zhì)。結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)又主要是以流體包裹體和雜質(zhì)離子兩種形式存在。并且，石英砂中的雜質(zhì)以結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)為主。由于結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)一般都存在于晶體內(nèi)部，所以去除這些雜質(zhì)十分困難。
另一方面，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谑⒌V石有著不同的技術(shù)要求。如：
玻璃領(lǐng)域：生產(chǎn)玻璃所用的石英砂一般為精制石英砂，SiO2∈99~99.5%，F(xiàn)e2O3∈0.02~0.015%，粒度范圍2~2500目；
陶瓷領(lǐng)域：生產(chǎn)陶瓷所用的石英砂SiO2＞90%，F(xiàn)e2O3∈0.06~0.02%，耐火度達(dá)到1750℃。粒度范圍1~0.005mm；
耐火材料：SiO2≥97.5%，Al2O3∈0.7~0.3%，F(xiàn)e2O3∈0.4~0.1%，H2O≤0.5%，散料體積密度1.9~2.1g/m，襯層體積密度1.75~1.8g/m，粒度5.1~0.021mm；
鑄造領(lǐng)域：鑄造所用石英砂SiO2∈97.5％~99.6%(正負(fù)0.5%)，F(xiàn)e2O3<1％。砂粒光潔，含泥量<0.2~0.3%，角型系數(shù)<1.35~1.47,含水量<6%；
電子及微電子設(shè)備、先進(jìn)制造、光學(xué)纖維、太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體材料、高等級(jí)光學(xué)材料、航天器視窗等高端領(lǐng)域要求大于99.9%甚至99.99%的超高純石英。
因此，對(duì)于石英礦石的選礦提純研究具有重要意義。石英礦石種類及其雜質(zhì)組成狀況與選礦提純技術(shù)密切相關(guān)，實(shí)踐中并非原礦SiO2越高經(jīng)選礦提純后可達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)越好。
2021年11月18-19日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2021（第五屆）全國石英大會(huì)暨展覽會(huì)”將于江西贛州錦江國際酒店舉辦，屆時(shí)將邀請(qǐng)來自武漢理工大學(xué)礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任張凌燕作《石英礦石性質(zhì)與選礦提純》報(bào)告。張凌燕教授將全面介紹石英礦石（資源）向石英原料或石英材料加工或轉(zhuǎn)化過程中礦石的類型、雜質(zhì)組成、包裹體狀況與選礦、提純工藝的關(guān)聯(lián)關(guān)系和選擇，為科學(xué)、精準(zhǔn)地開展選礦與提純工作提供基礎(chǔ)和依據(jù)，達(dá)到高效選礦提純獲得高質(zhì)量石英原料的目的。
個(gè)人簡歷
張凌燕，男，1963.03-，武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院教授，博士。中國建筑材料聯(lián)合會(huì)科技教育委員會(huì)委員、中國硅酸鹽學(xué)會(huì)非金屬礦分會(huì)理事。
研究方向包括非金屬礦選礦、超細(xì)礦物粉體的分級(jí)改性及新型礦物材料的開發(fā)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，主要涉及石英、石墨等多種非金屬礦�！笆濉眹抑攸c(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)課題負(fù)責(zé)人，主持并完成國家及企業(yè)合作項(xiàng)目70余項(xiàng)，2020年獲安徽省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，出版專著1部、規(guī)劃教材1部，獲授權(quán)發(fā)明專利4件。
參考資料：
張凌燕.我國石英資源概況分析與選礦提純技術(shù)
侯清麟等.石英砂結(jié)構(gòu)組成性雜質(zhì)剔除技術(shù)現(xiàn)狀
汪靈.石英的礦床工業(yè)類型與應(yīng)用特點(diǎn)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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