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石英砂（Quartz sand）是石英石经破碎加工形成的石英颗粒，为一种具有硅氧或二氧化硅的化合物，其主要成分是二氧化硅，呈各种颜色，为透明与半透明的晶体，形态各异。碎屑石英含量在85%以上，呈未胶结松散状。颗粒大小在2~0.05mm，有棱角状、次棱角状、浑圆状等形状，是很好的建筑材料和玻璃原料。[1][3]石英砂一般用于配制铸钢件用的型砂及芯砂。[4]主要用于玻璃、耐火材料、陶瓷、铸造、石油、化工、环保、研磨等行业。[2]不止如此，高端石英砂在电子信息、光纤、光伏等行业，以及在国防军工、航空航天等领域也发挥着重要作用。[5]
分布
巴西的巴伊亚州、米纳斯吉拉斯州和圣保罗州是主要的石英砂产区，其中巴伊亚州的Quartzite矿床是该国最大的石英砂产地之一。[6]美国的明尼苏达州、威斯康星州、得克萨斯州和伊利诺伊州等地都有大量的石英砂储量。[7][8]加拿大的安大略省、魁北克省和艾伯塔省等地也拥有丰富的石英砂资源。[9][10]澳大利亚的昆士兰州、新南威尔士州和西澳大利亚州等地区具有大量的石英砂储量。[11]中国的石英砂主要产地包括贵州省、湖南省、山东省和河南省等地。[12][13]除了上述国家和地区外，石英砂还存在于许多其他国家，如法国、德国、俄罗斯、墨西哥、阿根廷和沙特阿拉伯等。这些地区的石英砂资源储量和质量因地质条件而有所不同，但总体来说，石英砂是一种在全球广泛分布的矿产资源。[14]
主要用途
建筑
玻璃制造，石英砂是玻璃制造的关键原料之一。由于石英砂具有高纯度、高熔点和化学稳定性，它被用于生产各种类型的玻璃，包括平板玻璃、容器玻璃、光纤和太阳能板等。[16]人造石材，石英砂被广泛用于制造人造大理石和人造石英石。通过将石英砂与树脂和颜料混合，可以生产出具有高度美观性、抗磨损性和耐化学性的装饰材料，用于台面、地板、墙壁和其他室内外装饰。[16]砂浆和混凝土，石英砂是建筑砂浆和混凝土的重要组成部分。由于其颗粒形状和大小的合适性，石英砂能够增加混凝土的强度和耐久性，用于建筑物的基础、地面、墙体和其他结构。[17]
工业
石英砂在半导体制造中十分重要，高纯度的石英砂被用于制造半导体芯片和其他电子器件，作为基板、光刻掩模和化学气相沉积反应器的材料。[17]石油和天然气开采，石英砂的高硬度和耐磨性使其成为油井压裂工艺中的重要颗粒填料。压裂石英砂用于在岩石裂缝中形成通道，以促进石油和天然气的流动。[17]水处理，石英砂被用作水处理过程中的过滤媒体，它被用于包括水净化、污水处理、游泳池过滤和饮用水处理等多种应用，以去除悬浮颗粒、杂质和微生物。[16]
电子信息
国防军工
其他用途
化学组成
石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。[1][4]
物理性质
石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，莫氏硬度为7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度（1-20目为1.6~1.8），20-200目为1.5，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点为1750℃。[21]
按照产地分类
天然石英砂：采自自然矿床中，经过加工处理后可用于不同的应用领域。[16]
人工石英砂：将石英岩加以焙烧，经过人工或机械破碎、筛分而成。人工石英砂比天然石英砂质量好、纯净，而且二氧化硅含量也较高，但价格较贵。[16]
按照纯度分类
按颗粒粒径大小分
石英砂的常用规格有：0.5~1mm、1~2mm、2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm、10~20目、20~40目、40~80目、80~120目、100~200目、200目、325目。 石英砂的目数一般指石英砂能否通过在1英寸*1英寸的面积内的筛网，该筛网孔数就定义为目数。石英砂目数越大，说明石英砂颗粒粒径越小，目数越小，说明石英砂颗粒粒径越大。[27]
按照用途分类
工业用石英砂：主要用于玻璃制造、半导体工业、铸造、磨料等工业领域。[16]
建筑用石英砂：用于建筑行业，如砂浆、混凝土、砖块的制造等。[27]
过滤用石英砂：用于水处理、污水处理和其他过滤应用中的过滤媒体。[16]
人造石材用石英砂：通过特殊工艺制造的石英砂，用于制作人造大理石、人造石英石等装饰材料。[27]
以上这些分类方式只是石英砂的一些常见分类，根据具体需求和应用领域的不同，还可以有其他更加详细的分类方法。[16][27]
石英砂的提纯
石英石亦称硅石，在自然界中以石英砂岩、石英岩和脉石英的形式存在。石英石除主要成分二氧化硅外，还含有少量的氧化铁、黏土和云母等杂质。纯化石英砂的常用方法是用酸将铁、铝等元素转化为离子形式，通过洗涤达到除去杂质的目的。石英砂的提纯工艺流程主要包括：原矿硅石经洗矿机洗去泥沙，破碎机粗破后，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃~980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水淬，再经人工拣选出去除杂质后送入破碎机进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。[28]在石英的各种用途中，铁是一种有害的杂质，石英砂的选矿提纯一般以除铁为主要目的，酸洗后石英砂中的铁元素含量明显降低。[21][29]主要离子反应如下：
石英砂与硅砂
石英砂与天然砂
参考资料 32
- 石英砂 — 术语在线
- 参考 2
- Quartz Sand — Sandatlas
- 参考 4
- 参考 5
- Quartz sand resources in the Santa Maria Eterna formation,Bahia,Brazil:A geochemical and morphological study — Journal of South American Earth Sciences
- Distribution of Silica Resources in Eastern United States — U.S. Geological Survey
- Silica Statistics and Information — U.S. Geological Survey
- Quartz (silica) production value in Canada in 2021, by province (in 1,000 Canadian dollars)* — Statista
- Quartz from British Columbia, Canada — Mindat.org
- High Grade Silica Sand Projects — Australian Silica Quartz
- 中国6大石英(硅质原料)产业集聚地 — 投研数据库
- 中国石英矿分布情况及市场分析 — 中国硅业
- Silica sands and quartz sands — OEC
- 参考 15
- Quartz Sand Applications in 10 Different Industrial Fields — M&C
- Suitability of Quartz Sands for Different Industrial Applications — Science direct
- 一“砂”难求，光伏紧缺环节已悄悄向石英砂转移丨见智研究 — 腾讯网
- 智芯研报 | 石英:半导体产业链关键材料，前景广阔 — 搜狐网
- 高纯石英——二氧化硅中的“大熊猫” — 中国粉体网
- 参考 21
- 2022年中国石英砂产量、进出口及价格走势分析 — 搜狐网
- 普通石英砂 — 中国粉体网
- 精制石英砂. — 中国粉体网
- 高纯石英砂 — 中国粉体网
- 高纯石英砂行业供需紧张依旧，期待合成石英砂缓解难题 — 中国粉体技术网
- 一次搞清“石英砂”的分类、应用与要求 — 中国粉体网
- 高纯石英砂生产工艺 — 搜狐网
- 和谐共生 资源综合利用大有可为 — 中国地质调查局
- What is the difference between quartz sand and silica sand — Izzgmachine
- Quartz Sand VS Silica Sand — Mineraldressing
- 天然砂 — 术语在线