硅质原料一般工业要求(修改稿0730)

石英岩

一、性质

石英岩、砂岩、石英砂、脉石英及粉石英均属于硅质原料。其主要矿物成分为石英，石英集合体呈晶族状或粒状、块状、钟乳状、结核状，无解理，贝壳状断口，玻璃光泽，断口常呈油脂光泽。纯净者无色透明，但大多因含微量色素离子或细分散包裹体或具色心而呈灰、黄到橙黄、紫、深紫、粉红、灰褐、褐、黑色，并使透明度降低。条痕白色，密度2.65-2.66g/cm3,莫氏硬度7，折射率1.533-1.541，双折射率差0.009，色散0.013.其化学、热学和机械性能具明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH。石英晶体具有旋光性、热电性、压电性，常有固体、液体和气体包裹体。

石英岩分为变质型和沉积型两种。变质石英岩为石英含量大于85%的变质岩石，由石英砂岩或硅质岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成。由于原岩所含杂质和变质条件的不同，岩石中除石英外，可含少量长石、绢云母、绿泥石、白云母、黑云母、角闪石、辉石等，一般具粒状变晶结构及块状构造，有时可具条带状构造。部分变质石英岩可形成天然油石。沉积石英岩（或称正石英岩）是一种以硅质作为胶结物的砂岩，其中硅质胶结物已全部重结晶，并围绕石英碎屑颗粒呈次生加大边。因其岩性致密坚硬因而与变质石英岩不易区分。

二、用途

1、玻璃工业：是制造玻璃的主要原料。

2、冶金工业：用于制造耐火材料（硅砖），作熔剂和冶炼添加剂，冶炼硅质合金（硅铁、硅锰、硅铬）。质纯者可作结晶硅，结晶硅是生产单晶硅的主要原料，可制硅铝和有机硅。

3、质纯者广泛用于绝缘材料、装饰材料、无线电工业等。

4、化学工业：可制作各种硅化物、硅酸盐及硝酸盐，质佳者可作为耐酸性的硫酸塔中的充填物。

三、矿床类型

石英岩矿床类型有2种。①海相沉积石英岩矿床，如辽宁本溪小平顶山石英岩矿；

②沉积变质石英岩矿床，如安徽凤阳灵山-木屐山石英岩矿床。

四、资源概况

至2013年底，全国石英岩矿产累计查明资源储量共45.58亿吨，包括基础储量

8.02亿吨。其中，玻璃用石英岩查明资源储量32.88亿吨，包括基础储量4.56亿吨；冶金用石英岩查明资源储量15.70亿吨，包括基础储量3.46亿吨。主要分布于青海、安徽、辽宁、陕西、河南、山东等地。

五、一般工业指标

1、根据《玻璃硅质原料饰面石材石膏温石棉硅灰石滑石石墨矿产地质勘查规范》（DZ／T 0207-2002），平板玻璃用硅质原料质量要求见下表。

器皿玻璃用硅质原料质量要求见下表。

玻璃用硅质原料矿床开采技术条件要求见下表。

2、冶金用硅质原料矿床一般工业指标参照《矿产资源工业要求手册》（2012版）见下表。

六、矿床实例

玻璃用石英岩矿床实例见下表。

冶金用石英岩矿床实例见下表。

七、综合评价与评估要求

（1）石英岩常为沉积变质铁矿、锰矿的围岩，要注意综合找矿与评价。

（2）石英岩矿石中铁、钛、烙是有害元素，含量限制极严，对这类元素的鉴定要特别认真。①取样和样品加工时不能将工具中的铁、钛、烙元素混入，为此用铁质钻具，铁钎采取的样品必须清洗，在取样加工全过程中要用磁铁将因铁质工具磨损而混入样中的铁屑除去；对磁铁选出的碎屑还要用双目放大镜检查，以保证吸出的碎屑都是工具铁而不是含铁矿物。②样品加工一般用含铁量低的花岗岩捣臼和翡翠磨盘。要注意矿石破碎过程中的粒度情况，硅质原料的粒度对玻璃生产影响很大。过大或过小都影响原料的均匀熔化，并生成影响成品质量的气泡。一般认为粒度0.1～0.5毫米最为适宜。石英砂和由石英砂岩及石英岩加工破碎的石英粉都不能有过多的大于0.5毫米和小于0.1毫米的颗粒。③节理多，夹层多的矿层由于地表水沿裂隙和层面渗流易产生铁质污染，机械化开采时夹层又易于混入矿石中，难以保证矿石质量。投资决策时要特别注意矿石质量保证方案的实施可能性与经济合理性。

④行业标准（DZ/T 0207-2002）中二氧化硅在98.00℅以下的矿石，对于充分利用矿山资源，与优质矿石搭配使用是完全必要的。但如果整个矿山的矿石品质可能均为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级品时，则在勘查投资决策时必须慎重考虑。⑤对平板玻璃而言，每生产1万标准箱玻璃，约需耗用2万吨硅质原料矿石储量，可依次拟定勘查矿山应求取的资源储量。

八、附录

1、据行业标准（JC/T 529-2000），平板玻璃用硅质原料（石英砂、石英砂岩、石英岩）的精矿品质要求如下表。

①化学成分要求

②化学成分波动范围

③粒度要求

2、据企业标准（QB/T 2196-1996），玻璃工业和化工用的石英砂的精矿品质要求如下表。

3、据行业标准（YB/T 5268-2007），对硅质耐火材料、铁合金与工业硅用的硅质原料矿石的精矿品质要求如下表。

（2）粒度要求

4、玻璃原料各化学成分的作用

玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾，其作用如下：

①二氧化硅为形成玻璃的主要组分，并使玻璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、溶液黏度大，造成熔化困难、热耗大，故生产玻璃时还需加入其他成分以改善这方面的状态。

②玻璃原料中加入少量氧化铝，能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，但当其含量过多时（Al2O3﹥5%），就会增高玻璃液的黏度，使熔化和澄清发生困难，反而增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。

③加入适量氧化钙，能降低玻璃液的高温黏度，促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃的热稳定性，提高退火温度。

④氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可适用氧化镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶，提高退火温度，降低玻璃对水的稳定性。

⑤氧化钠、氧化钾为良好的助熔剂，降低玻璃液的黏度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃的析晶倾向，缺点则是会降低玻璃的化学稳定性和机械强度。由于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾具有以上的一些特点，故在中国玻璃工业中一般大致控制在下列含量范围：SiO2 70%～73%，Al2O3 1%～2.5%,CaO 8%～10%，MgO 1.5%～4.5%,(Na2O+K2O) 13%～15%。