中國粉體網訊 作為一種重要的工業礦物原料，石英原料無論在傳統工業領域（如玻璃、陶瓷和耐火材料等），還是在高新技術產業中（如軍事、電子和通訊等）都有著廣泛的應用。石英原料的純度，即其中SiO2含量的多少，將直接影響制品的性能和應用。普通玻璃和建筑材料等傳統行業對原料純度的要求較低，但對于像通訊材料、石英坩堝等精細、高性能產品則需要用高純甚至超高純的石英原料，并且要求對石英原料中一些微量元素實現可控。
石英砂產品及規格
（來源：汪靈等.我國高純石英加工技術現狀與發展建議）
玻璃工業
玻璃行業是使用石英原料的大戶，石英原料賦予了硅酸鹽玻璃及其制品許多優異的性能，如透明性、機械強度、化學穩定性等。原料中SiO2含量對硅酸鹽玻璃制品的性能會產生重要的影響，在普通硅酸鹽玻璃的組成中，SiO2一般占65%～75%左右。現代浮法玻璃一般要求石英原料中SiO2含量在96％以上，Al2O3含量在2％以下，Fe2O3在0.01％～0.1％之間，粒度在0.4mm左右，粒度在0.5mm以上及0.1mm以下的顆粒均不得超過5％。
高檔玻璃，如特種玻璃、優質平板玻璃和精密光學玻璃等，對石英原料的化學成分有更嚴格的要求，SiO2的含量要在99％以上，Fe2O3的含量要低于0.05％～0.1％，Al2O3和TiO2的含量分別要求在0.5～2.0％和0.05％以下。
各個國家對不同玻璃制品所用石英原料的純度要求有所不同，即使同一國家的不同公司也有差別。
世界主要國家對玻璃用石英原料的純度要求
（來源：任夫洋.高純熔融石英材料純度控制技術的研究）
半導體工業所用的石英玻璃是高純透明的，原料是極純的二氧化硅，主要品種是大規格的石英玻璃鐘罩，主要用于制造多晶硅爐的外罩。
機械鑄造工業
在機械鑄造行業，石英原料被廣泛用作型砂、鑄造模芯和鑄造模具等，這是因為石英砂除了具有熔點高的特點外，在冶煉過程中還具有增溫、脫硫、脫氧等作用。石英砂在鑄造行業的用量比較大，一般生產1噸鑄件需要1噸型砂和粘土。隨著鑄件精密化程度的提高，對石英原料的純度也有了更高的要求，如鑄造中比較先進的樹脂砂工藝所需要的石英砂中SiO2的含量要高于97%，粒度要在40～320目之間。在機械鑄造行業所使用的石英砂大約占全球總產量的33%。
鑄造業對石英砂的質量要求
（來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究）
陶瓷工業
作為一種瘠性原料，石英原料可調節陶瓷坯體的可塑性和結合性，在燒成過程中可抵消坯體收縮并與氧化鋁反應形成陶瓷材料的結構骨架，提高陶瓷制品機械強度的同時還可增加其透光度和白度。
陶瓷制品對石英砂的質量要求
（來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究）
石英還是陶瓷釉料中玻璃質的主要形成體，賦予了陶瓷釉面一系列良好的物理化學性能（如強度、光澤度、耐磨性、硬度和耐化學侵蝕等），另外增加釉料中SiO2含量還能提高釉料的熔融溫度與粘度。
熔融石英陶瓷，是以熔融石英或石英玻璃為原料，將原料粉碎、然后經過原料分級、球磨制漿、注漿或注凝成型，最后經燒成工藝制成的燒結體。熔融石英陶瓷具有熱膨脹系數小、熱震穩定性好、電絕緣性能好、耐酸堿侵蝕等諸多優異性能，自問世以來，在世界各國得到了迅速推廣及應用。
最初，熔融石英陶瓷只是被作為一種低檔的耐火材料應用于一些傳統行業，如冶金和玻璃行業等。隨著科學工作者不懈地努力，熔融石英陶瓷的性能得到了迅速改進和提高，如今已廣泛應用于原子能、航天和國防軍工等高科技領域。
在太陽能行業，熔融石英陶瓷坩堝作為太陽能多晶硅鑄錠用容器，需在1500℃以上的高溫環境中長時間工作，并且只能使用一次，是除多晶硅原料外消耗量最大的產品，也是不可替代的關鍵消耗材料。由于坩堝的工作環境十分復雜，對其純度、強度、高溫性能、尺寸精度等要求非常嚴格，相應的，對石英原料中可能影響熔融石英陶瓷坩堝質量的因素（如純度、粒度及雜質種類等）也必須嚴格控制。
耐火材料工業
石英原料在耐火材料行業的主要用途是用來生產硅質耐火磚，包括硅磚、輕質硅磚和熔融石英制品。硅磚主要用于構筑玻璃窯爐等熱工設備，其主要的礦物組成是磷石英和方石英。熔融石英制品主要以熔融石英為原料生產，其主要礦物組成為石英玻璃，由于石英玻璃具有熱膨脹系數小等特點，因此熔融石英制品具有十分優異的抗熱沖擊性能。
不同耐火材料對石英砂的質量要求
（來源：丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究）
為保證硅質耐火材料的耐火度高于1650～1700℃，荷重軟化溫度高于1650℃，并且具有熱穩定性好、化學穩定性好、熱膨脹系數小和機械性能高等特點，需對石英原料中SiO2的含量以及石英顆粒的級配嚴格控制，否則將會嚴重影響耐火材料的使用性能。一般要求石英原料中SiO2含量在93%以上，對結晶狀態較差的石英原料，粗顆粒應限制在2mm以下。
另外，石英原料的結晶度也會對耐火材料的性能（尤其是耐火度）產生重要影響，石英原料的結晶度越好，所制備的耐火材料的耐火度也越高。
半導體工業
半導體工業用的石英制品主要是用作封裝材料，與固化劑、環氧樹脂及各種添加劑等復合使用，可以降低封裝材料的成本。對石英原材料的要求也很高，需要二氧化硅的純度達到99.9%以上，其中Fe的含量要在5ppm以下，總雜質含量不超過300ppm。這些產品過去主要依賴國外進口，近年來隨著對石英材料的深入研究，生產石英材料的技術得到了大幅度的提升，目前，不僅可以滿足國內市場需求，還大量出口到國外。
化工工業
石英砂在化工工業中的應用較普通玻璃、陶瓷、耐火材料等，對其質量有稍高的要求。一般常見于水玻璃、硅膠和泡花堿等產品中。以泡花堿為例，根據其用途不同可以分為固體和液體泡花堿，作為洗滌用品和紙箱粘合劑的液體泡花堿要求SiO2的含量高于98%，Fe2O3的含量低于0.2%，粒度要求在0.2~2mm之間，而作為石油煉制催化劑的固體泡花堿則要求嚴格些，SiO2的含量高于99%，Fe2O3的含量低于0.03%
工業填料
石英砂作為工業填料是其又一個重要的應用領域，受到了普遍的重視。主要用于有機高分子材料中，比如塑料及其塑料薄膜、橡膠、涂料、油漆和粘結劑等，以改善它們的物化特性或者提高某一方面的特性，例如加入石英砂后可以提高塑料的抗壓和抗拉強度。一般對石英砂質量的要求比較高，SiO2的含量達到99%以上，Fe2O3的含量要在0.05%以下。有時對石英砂質量的要求可以達到高純石英的要求。
資料來源：
任夫洋.高純熔融石英材料純度控制技術的研究.濟南大學
汪靈等.我國高純石英加工技術現狀與發展建議.成都理工大學
徐雯雯.高純石英粉制備工藝研究.中國海洋大學
丁亞卓.低品位石英礦提純制備高純度石英的研究.東北大學
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