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为什么石英不同(天然石英矿的分类、储量分布及应用方向)

2025-05-03 06:43:02    100 次阅读

石英是自然界最常见的造岩矿物之一,目前,可以利用的硅质原料的矿石类型主要有脉石英、石英砂岩、石英岩、天然石英砂、粉石英、水晶以及花岗伟晶岩(主要用于加工高纯石英)等。

1、天然石英矿的储量及分布

石英岩多分布于四川、安徽、湖南、江苏、浙江及山东等地;石英砂岩和天然石英砂广泛分布于四川、福建、广东、新疆以及广西的南部和海南西北部及山东北部这些沿海地带;脉石英分布于四川、黑龙江、湖北、江苏等地的变质岩区。

截止至2022年,全国石英岩储量约13.64亿t,石英砂岩13.62亿t,脉石英7927万t,水晶约541t,粉石英631万t,花岗伟晶岩型高纯石英国内尚未发现相关矿床,目前没有专门的储量统计。

按照目前1亿t/a的消耗量,玻璃、冶金、铸造等大宗硅质原料供应充足,但优质的脉石英、水晶资源相对匮乏。

2、各类石英矿的主要应用方向

不同成因岩石类型的石英矿石特点和应用方向并不一样。

(1)脉石英主要由富硅的岩浆热液或变质热液充填于裂隙中形成,通常脉石英原矿SiO2品位高,可达98%以上,Fe等杂质含量低,矿物组成简单,矿石可加工性强,部分脉石英提纯加工后可以达到高纯石英原料要求,但脉石英硬度大,矿体规模相对较小,因此,脉石英多用作生产高端玻璃、硅微粉、工业硅、高纯石英等高附加值产品的原料。

(2)石英砂岩是由各类源岩(如花岗岩、花岗伟晶岩、脉石英等)经过风化剥蚀、搬运、沉积、胶结后形成的一类沉积岩。石英砂岩剥蚀搬运过程中,大多数易风化矿物会被天然风化、剥蚀掉,因此石英砂岩整体原矿SiO2品位较高,通常>90%。石英砂岩中,石英为岩石主要矿物,云母、长石、金红石、黏土矿物等为次要矿物,由于石英砂岩是由不同品质的源岩剥蚀搬运混合而成,因此不同品质石英颗粒被“混合”到一起,并且在胶结成岩过程中,黏土矿物等也容易被胶结或存在于石英裂隙或凹陷处,不易去除,因此,石英砂岩整体加工提纯上限有限很难加工为高纯石英,但其原矿品位高、规模大、易开采,被广泛用于玻璃、陶瓷、冶金、耐火材料、板材等大宗应用行业。

(3)石英岩是石英砂岩或硅质岩经变质重结晶后形成,石英岩原矿SiO2品位>85%。石英岩中长石、云母、绿泥石、角闪石、红柱石等不同变质级别的矿物常与石英矿物共伴生或包裹于石英矿物中。石英岩硬度往往比石英砂岩更高,具有原矿品位高、规模大、易开采等特点,被广泛用于玻璃、陶瓷、冶金、石油压裂砂、化工、机械铸造等行业。

(4)天然石英砂是海相(或河相、湖相)搬运形成的、未胶结的石英砂粒,原矿SiO2品位>90%,含少量长石、云母、电气石、岩屑等。天然石英砂具有易开采、粒度适中、角形因数好等特点,主要应用于冶金、陶瓷、铸造砂、石油压裂砂等行业。

(5)粉石英是硅质灰岩或硅质岩等风化残积形成的细粒石英,原矿SiO2品位>95%。粉石英具有原矿品位高、易粉碎、品质稳定等特点,主要用作耐磨材料、硅微粉、耐火材料、陶瓷、板材等领域。

(6)水晶是一种以SiO2结晶体形式产出的石英,水晶中往往因含不同离子呈现出不同的颜色,如水晶晶格中Si4+被Fe3+等替代,会呈现出紫色等颜色,水晶矿规模小、开采难度大、矿物成分不稳定,目前主要用作压电水晶、光学、天然装饰品等领域。

(7)花岗伟晶岩主要由岩浆演化晚期富含挥发分的花岗质岩浆形成,由于伟晶岩的开采、破碎加工成本远高于其余硅质原料,目前主要利用特殊条件下形成的伟晶岩中的石英矿物制作高纯石英,是目前全球最重要的高纯石英矿石类型。

3、不同品级石英矿的开发利用特点

不同行业对石英砂的成分、粒度、球度等理化指标要求各不相同。

整体上,SiO2含量99.99%以上的石英砂主要用于高纯石英玻璃、高纯硅微粉等产品领域,这些领域对石英砂中Al、Ti、K、Na、Li等各项杂质含量、粒度、包裹体等有严格要求,杂质含量要求通常为10-6级别,石英砂产品供应受原料矿石原始禀赋条件和加工技术制约,目前原料矿石较为稀缺,供不应求。

SiO2含量99.9%~99.99%的石英砂主要用于高端硅微粉、硅酸钠、光伏玻璃、高档玻璃等领域,这些产品通常仅对Fe、Al等关键元素和粒度有一定要求,石英砂产品供应受原料矿石加工技术条件、加工成本、运距等多重因素影响,目前市场处于“紧平衡”状态,

SiO2含量99.9%以下的石英砂则用于平板玻璃、铸造、冶金、耐火材料、陶瓷、压裂砂、水处理以及建筑材料等大宗领域,这类产品多对粒度、球度、硬度、颜色、耐火度等物理特性有一定要求,对石英原料矿石和技工技术条件要求低,但原料供应受运距影响突出,目前市场供应充足。



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