硅质原料一般工业要求.docx

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硅质原料一般工业要求

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-2.66gcm3,莫氏硬度7，折射率，双折射率差，色散.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亿吨，包括基础储量亿吨。

其中，玻璃用石英岩查明资源储量亿吨，包括基础储量亿吨；冶金用石英岩查明资源储量亿吨，包括基础储量亿吨。

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／T0207-2002），平板玻璃用硅质原料质量要求见下表。

级别

化学成分%

粒度组成不大于%

w（Si02）

不少于

w／（A1203）

不大于

w（Fe203）

不大于

＋1mm

＋0.8mm

＋0.71mm

＋0.5mm

－0.1mm

优等品

0

0

一级

—

—

二级

三级

四级

注1：

优等品+0.5mm粒级含量不大于％包括+0.71mm粒级。

注2：

各级产品的水分要求不大于5％。

注3：

各级产品化学成分的允许波动值∶优等品Si02±％，A1203±%，Fe203±%；一级品Si02±%，A1203±%；二级品Si02±%，A1203±%；三、四级品Si02±%，A1203±%。

注4：

矿石中含铬铁矿、铬尖晶石、锆英石、夕线石等难熔矿物时，常使玻璃出现黑点，目前成品平板玻璃中每平方米允许黑点数有限制，在评价矿石质量时应注意对难熔矿物含量和粒度的评价。

注5：

达不到要求需要选矿的矿石，其原矿的质量要求可根据选矿试验结果或与有类比条件矿山类比确定。

采用水洗样评价矿石质量时，应根据水洗试验或选矿试验结果，经技术经济论证后确定原矿质量要求或水洗砂质量及含砂率要求。

器皿玻璃用硅质原料质量要求见下表。

等级

含量%

说明

w（Si02）

w（A1203）

w（Fe203）

w（Cr2O3）

Ⅰ

＞99

＜

＜

＜

玻璃仪器器皿玻璃（不包括晶质玻璃）

Ⅱ

＞96

＜

＜

一般器皿玻璃、无色玻璃

Ⅲ

＞90

＜4

＜

用于一奴瓶罐玻璃

玻璃用硅质原料矿床开采技术条件要求见下表。

矿床

类型

可采

厚度

m

夹石剔除

厚度

m

平均

剥采比

m3／m3

露天矿场

最小底盘宽度m

露天矿场边坡角

爆破安全距离m

岩类

矿床

≥2

＞～1

≤∶1

≥40

边坡高度大于lOOm时为50°～55°；小于lOOm时为55°～60°

一般≥400

砂类

矿床

～1

＞

≤1：

1

30°

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。

矿石用途

与品级

化学成分（%）

耐火度（℃）

吸水率（%）

Si02

A1203

Fe203

CaO

P205

熔剂用

熔剂用

≥90-95

≤2-5

≤1-3

≤

-

-

-

硅铝用

≥

≤

-

-

-

-

-

结晶硅用

≥98-99

≤

≤

≤

≤

-

-

石英玻璃用

≥

极微量

-

-

耐火制品

（硅砖用）

特

≥98

≤

≤

≤

-

1750

≤3

Ⅰ

≥97

≤

≤

≤

-

1730

≤4

Ⅱ

≥96

≤

≤

≤

-

1710

≤4

铁合金

（硅铁用）

特

≥99

≤

≤

≤

≤

-

-

Ⅰ

≥98

≤

-

≤

≤

-

-

Ⅱ

≥97

≤

-

≤

≤

-

-

开采技术条件

可采厚度2米，夹石剔除厚度1-2米，剥采比≤1:

3-5m3／m3

注1：

矿石块度一般为20-250mm，小于20mm者含量一般要求小于或等于10%；

注2：

硅石中Si02，A1203，Fe203在生产硅铁时消耗Si02，在制造耐火材料时降低硅铁耐火度，在炼钢时P205影响钢的质量。

六、矿床实例

玻璃用石英岩矿床实例见下表。

矿床名称

品级

化学成分（%）

可采厚度（m）

夹石剔除厚度（m）

平均剥采比

开采

边坡角

Si02

A1203

Fe203

青海大通门洞滩石英岩矿

＞96

＜2

＜

2

1

甘肃永登鸡冠山石英岩矿

Ⅰ

≥

≤

≤

2

1

:

1

50°

--60°

Ⅱ

≥98

≤1

≤

辽宁朝阳大兴隆沟石英岩矿

＞

＜

＜

2

2

安徽凤阳灵山-木屐山石英岩矿

边界

品位

≥90

≤

2

1

:

1

55°

工业

品位

≥96

≤

冶金用石英岩矿床实例见下表。

矿床名称

品级

化学组分（%）

耐火度

（℃）

最小可

采厚度

夹石剔

除厚度

剥采比

SiO2+

TiO2

Al2O3

CaO

Fe203

P205

云南昆阳鲁姬林石英岩矿

Ⅰ

≥98

＜

＜

1750

2m

1-2m

1:

3-5

Ⅱ

≥97

＜1

＜1

1730

Ⅲ

≥96

＜

＜

1710

河南坡头石英岩矿

特级

>98

＜

＜

＜

>1750

2m

<1:

1

Ⅰ

>97

＜1

＜1

＜1

>1730

Ⅱ

>96

＜

＜

＜

>1710

辽

宁

石

门

石

英

岩

矿

硅砖用

Ⅰ

>98

＜1

＜

>1770

1m

1m

Ⅱ

>97

＜

＜1

>1750

Ⅲ

>96

＜

＜

>1730

硅铁用

Ⅰ

>

＜1

＜

＜

Ⅱ

>96

＜

＜1

＜

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～0.5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/T0207-2002）中二氧化硅在℅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/T529-2000），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

级别

化学成分（%）

水分（%）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

Ⅰ类

优等品

≥

≤

≤0.0.5

≤5

≥

≤

Ⅰ-1级

≥

≤

≤

≥

≤

Ⅰ-2级

≥

≤

≤

≥

≤

Ⅰ-3级

≥

≤

≤

≥

≤

Ⅱ类

Ⅱ-1级

≥

≤

≤

Ⅱ-2级

≥

≤

≤

②化学成分波动范围

级别

化学成分的波动值（%）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

Ⅰ类

优等品

±

±

±

Ⅰ-1级

±

±

--

Ⅰ-2级

±

--

Ⅰ-3级

Ⅱ类

Ⅱ-1级

Ⅱ-2级

③粒度要求

级别

粒度组成（%）

+1mm

+710μm

+500μm

－100μm（－125μm）

Ⅰ类

优等品

≤0（0）

≤（）

≤（）

≤（）

Ⅰ-1级

≤（）

Ⅰ-2级

≤（）

Ⅰ-3级

Ⅱ类

Ⅱ-1级

≤（）

Ⅱ-2级

注：

括号中的数值是对天然硅砂产品的要求。

2、据企业标准（QB/T2196-1996），玻璃工业和化工用的石英砂的精矿品质要求如下表。

级别

名称

SiO2

（%）

杂质（10-6）

烧失量

（%）

Fe2O3

Cr

Al

Ti

Li

Na

K

Ⅰ级

超纯石英砂

≥

≤

≤

≤30

≤

≤

≤

Ⅱ级

高纯石英砂

≥

≤

≤

≤70

≤

Ⅲ级

浮选石英砂

≥

≤20

≤

≤

Ⅳ级

光学酸洗石英砂

≥

≤50

≤

≤300

Ⅴ级

晶质玻璃石英砂

≥

≤200

≤

Ⅵ级

仪器玻璃石英砂

≥

≤300

≤

Ⅶ级

普通石英砂

≥

≤400

≤

Ⅷ级

一般石英砂

≥

≤600

≤

Ⅸ级

低档石英砂

≥

≤2000