1、最新硅质原料一般工业要求修改稿0730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、
2、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),
3、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。海相沉积石英岩矿床,如辽宁本溪小平顶山石英岩矿;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
4、.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(DZT 0207-2002),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1 mm0.8 mm0.71 mm0.5 mm0.1 mm优等品98.501.000.05000.505.505.00一级98.001.000.100.5010.00二级96.002.000.2020.00三级92.004.500.2525.00
5、四级90.005.500.3330.00注1:优等品+0.5 mm粒级含量不大于5.5包括+0.71 mm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Si020.20,A12 030.10%, Fe2 030.01%;一级品Si020.25%,A12 030.15%;二级品Si020.30%,A12 030.20%;三、四级品Si020.30%,A12 030.30%。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
6、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)991.00.050.001玻璃仪器器皿玻璃(不包括晶质玻璃)962.00.1 一般器皿玻璃、无色玻璃9040.35 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m3m3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20.51
7、0.5140边坡高度大于lOO m时为50 55;小于lOO m时为55 60一般400砂类矿床0.510.51:1302、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( %)Si02A1203Fe203CaOP205熔剂用熔剂用90-952-51-33.0-硅铝用98.50.5-结晶硅用98-990.50.50.50.03-石英玻璃用99.5极微量-耐火制品(硅砖用)特980.50.50.4-17503971.01.00.5-17304961.31.51.0-17104铁合金(硅铁用)特990.30.150.20.0
8、2-980.5-0.30.02-971.0-0.50.03-开采技术条件可采厚度2米,夹石剔除厚度1-2米,剥采比1:3-5 m3m3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Si02A1203Fe203青海大通门洞滩石英岩矿9620.221甘肃永登鸡冠山石英岩矿98.50.70.1210.5:150-60
9、9810.2辽宁朝阳大兴隆沟石英岩矿93.80.152.622安徽凤阳灵山-木屐山石英岩矿边界品位905.50.33210.5:155工业品位962.0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+TiO2Al2O3CaOFe203P205云南昆阳鲁姬林石英岩矿980.50.517502m1-2m1:3-597111730961.21.21710河南坡头石英岩矿特级980.50.50.517502m971111730961.21.21.51710辽宁石门石英岩矿硅砖用9810.517701m1m971.311750961.61.5173
10、0硅铁用97.510.30.02961.510.03七、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。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。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
11、生成影响成品质量的气泡。一般认为粒度0.10.5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。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。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、级品时,则在勘查投资决策时必须慎重考虑。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
12、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。化学成分要求级别化学成分(%)水分(%)SiO2Al2O3Fe2O3类优等品98.500.500.0.5598.001.20-1级98.500.700.1097.501.20-2级98.000.700.1596.501.50-3级98.000.700.2096.501.50类-1级92.004.000.20-2级90.504.500.30化学成分波动范围级别化学成分的波动值(%)SiO2Al2O3Fe2O3类优等品0.200.100.
13、01-1级0.300.15-2级0.20-3级类-1级-2级粒度要求级别粒度组成(%)+1mm+710m+500m100m(125m)类优等品0(0)0.5(0.5)5.0(5.0)5.0(5.0)-1级10.0(5.0)-2级20.0(8.0)-3级类-1级(5.0)-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/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。级别名称SiO2(%)杂质(10-6)烧失量(%)Fe2O3CrAlTiLiNaK级超纯石英砂99.982.00.5302.03.00.1级高纯石英砂99.984.00.5703.0级浮选石
14、英砂99.95201.05.0级光学酸洗石英砂99.6502.0300级晶质玻璃石英砂99.02002.0级仪器玻璃石英砂99.03002.0级普通石英砂98.54006.0级一般石英砂98.56006.0级低档石英砂97.020003、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。(1)化学成分要求用途牌号SiO2()Al2O3()Fe2O3()CaO()P2O5()耐火度()硅质耐火材料GSN99A99.00.250.50.15-1740GSN99B99.00.300.50.15-1740GSN9898.00.500.80.
15、20-1740GSN9797.01.001.00.30-1720GSN9696.01.001.00.40-1700铁合金与工业硅用硅质原料GST9999.00.30.150.150.02-GST9898.00.5-0.200.02-GST9797.01.0-0.300.03-(2)粒度要求粒度允许范围粒度范围(mm)最大粒度(mm)允许波动范围(%)下限上限20405010840607010860120140105120160170108160250260864、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:二氧化硅为形成玻璃的主要组
16、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。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(Al2O35%),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。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。氧化镁其作用与氧化
17、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。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%。此外,玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、氧化钛、三氧化二烙等有害成分,其作用
18、如下:三氧化二铁能使玻璃着色,降低玻璃的透明度、透紫外线性能、透热性和机械强度,造成熔化澄清困难,并给玻璃的熔制品带来不良影响。三氧化二烙能较强烈地使玻璃着色,减少透明度,烙矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。二氧化钛能提高玻璃的光折射和吸收紫外线性能;在三氧化二铁与二氧化钛超储一定含量比时,使玻璃组分中氧化铁的染色作用增强。砂岩一、性质砂岩为一种已固结的碎屑沉积岩,其中粒径0.625-2毫米的砂粒含量占50%以上,其余为基质或胶结物。砂粒的主要矿物成分为石英、长石、云母、岩屑等,胶结物的成分有硅质,铁质,钙质。按照砂岩中碎屑主要颗粒的大小可以分为粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩、不等粒砂岩等。按照砂
19、粒与粘土杂基的含量可划分为砂屑岩与杂砂岩两大类,前者粘土15%,可分为石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩等,后者粘土15%,可细分为石英杂砂岩、长石杂砂岩、岩屑杂砂岩等。二、用途 玻璃工业:是制造玻璃的原料; 水泥工业:水泥配料和校正原料,也可以加气混凝土和普通水泥制品; 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)。耐火材料行业可作窑用高温砖、普通砖、耐火材料。作铸造用型砂、磨料、过滤材料; 陶瓷工业:石英砂可作陶瓷配料以减少产品收缩和产品变形;建筑工业:建筑基石,道路充填石及铁道道砟;化学工业:可制作各种硅化物、硅酸盐及硝酸盐,也可制造硅酸铅、硅酸钾、
20、偏硅酸钠、水玻璃、硅胶、干燥剂、石油精炼催化剂、外墙涂料、马路画线漆等。质纯者广泛用于绝缘材料、装饰材料、无线电工业等。三、矿床类型 砂岩矿床类型有2种。海相沉积砂岩矿床,如山东苍山尖顶山石英砂岩矿;湖相沉积石英砂岩矿床,如重庆永川柏村石英砂岩矿床。四、资源概况至2013年底,全国砂岩矿产累计查明资源储量共36.49亿吨,包括基础储量14.20亿吨。其中,玻璃用砂岩查明资源储量9.48亿吨,包括基础储量3.85亿吨;水泥配料用砂岩查明资源储量22.16亿吨,包括基础储量8.42亿吨;冶金用砂岩查明资源储量3.00亿吨,包括基础储量1.23亿吨;铸型用砂岩查明资源储量0.82亿吨,包括基础储量0
21、.26亿吨;化肥用砂岩查明资源储量1.09亿吨,陶瓷用砂岩查明资源储量0.32亿吨,包括基础储量0.08亿吨;建筑用砂岩查明资源储量0.49亿吨,包括基础储量0.19亿吨;砖瓦用砂岩查明资源储量0.22亿吨,包括基础储量0.17亿吨。主要分布于安徽、湖北、云南、广西、湖南、河北、浙江等地。五、一般工业指标1、玻璃用砂岩、冶金用砂岩一般工业指标见“石英岩”一节。2、根据冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范(DZT 0213-2002),水泥配料用硅质原料矿床一般工业指标见下表。质量要求化学成分(%)SiO2MgOK2O+Na2OSO380%3%2%2%备注:当采用预热器窑和预分解窑
22、时,要求硅质原料中氯质量分数不大于0.015%。开采技术条件要求 剥采比:一般不大于0.5l( m3m3 ;可采厚度:岩石状矿一般4m,松软状矿一般1.5 m;夹石剔除厚度:岩石状矿一般2 m,松软状矿一般1 m;采场最终边坡角:岩石状矿一般5060,松软状矿一般45;采场最终底盘最小宽度:岩石状矿:大中型一般不小于60 m,小型矿一般不小于40 m。松软状矿:大中型一般不小于40 m,小型矿一般不小于20 m;爆破安全距离一般不小于300m。3、陶瓷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(%)Si02A1203Fe203CaOFe203
23、+ Ti02K2O+Na2OMgO烧失量日用陶瓷用98.50.5无线电陶瓷用99.50.20.010.10.10.10.298.51.00.050.10.20.10.2电瓷用98.50.15开采技术条件同玻璃用硅质原料矿床4、根据铸造用硅砂(GB9442-1998),铸造用石英砂(岩)矿床一般工业指标见下表: 石英砂化学成分分级代号98969390858075Si02(%)98969390858075最小含泥量(%)0.200.501.000.300.501.002.001.002.0010.001有害杂质含量:(K20+ Na20)(0.5-2);(CaO+ MgO)(1.0-2.0);Fe
24、203(0.75-1.5);2有害杂质含量高时,会降低砂的耐火度。石英砂粒度要求原砂名称特粗砂粗粒砂中粒砂细粒砂特细砂组别6/1212/2012/3020/4030/5040/7050/10070/140100/200140/270200/270主要筛号6,1212,2012,20,3020,30,4030,40,5040,50,7050,70,10070,100,140100,140,200140,200,270200,270,底平 开采技术条件矿床类型可采厚度m夹石剔除厚度m剥采比m3m3最小底盘宽度 m边坡角爆破安全距离m砂矿床0.510.51:130岩石矿床20.510.5140(坡高lOO m)50- 55(坡高lOO m)55-60400六、矿床实例1、玻璃用砂岩矿床实例见下表。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爆破安全距(m)Si02A1203Fe203山东沂南蛮山石英砂岩9810.1210.5:160
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