石英的主要特點(diǎn)     石英主要成分為SiO2，一般我們所說(shuō)的天然石英主要指分布廣泛，屬三方晶系，形態(tài)多為白色塊狀固體，部分混有其他元素呈現其他色澤，也有少部分良好且透明的結晶，真密度為2.65，莫氏硬度為7，熔點(diǎn)1750℃左右。α石英又稱(chēng)低溫石英，在自然界分布較廣，是許多火山巖、沉積巖和變質(zhì)巖的主要造巖礦。 石英的形成     巖漿在浸入演化活動(dòng)過(guò)程中，由于溫度、壓力等條件的改變，分出富含SiO2的熱液，順層理、裂隙貫入圍巖變質(zhì)巖系中，或沿先期巖漿巖的接觸破碎帶侵入，形成脈狀石英巖礦體，就是我們常說(shuō)和工業(yè)用途較廣泛的脈石英。也有一些形成天然砂狀，或砂狀聚集物，我們稱(chēng)天然石英巖。石英巖（如安徽鳳陽(yáng)的石英巖砂）的SiO2一般含量相對脈石英低。多用于普通玻璃，耐火及一般陶瓷工業(yè)，相對沒(méi)有脈石英用途廣泛。石英的種類(lèi)     在正常的壓力下，石英晶體隨著(zhù)溫度的不同共有五種不同性質(zhì)的變體，如圖（一）所示： (1)石英，其溫度低于573℃時(shí)為穩態(tài)，工業(yè)或學(xué)術(shù)上也叫結晶石英(Crystal Silica/Quartz)，我們通常用的石英晶體屬于此類(lèi)。 (2)β石英，對α石英加溫超過(guò)573℃時(shí)，即轉變?yōu)?beta;石英，它在573℃～870℃之間為穩態(tài)，若應用于電子行業(yè)，此狀態(tài)石英沒(méi)有壓電效應，也不能用作壓電器了。(3)磷石英，當對β石英加溫超過(guò)870℃，β石英變?yōu)榱资?，它?70℃～1470℃之間為穩態(tài)。(4)方石英，當對磷石英加溫超過(guò)1470℃時(shí)，磷石英變?yōu)榉绞?，它?470℃～1710℃之間為穩態(tài)。 (5)石英玻璃，當對方石英加溫超過(guò)1710℃時(shí)及以后即開(kāi)始溶化，熔化后的石英，將溫度降低也不能恢復為上述形態(tài)。1710℃及以上溫度熔融時(shí)間超過(guò)8個(gè)小時(shí)，一般可破壞石英的全部結晶，所以我們又稱(chēng)之為無(wú)定形石英(Amorphous Silica/Quartz)，或通俗叫的熔融石英。在特殊條件下石英還有柯石英，斯石英兩種變體， 均為石英在沖擊波作用下轉變?yōu)檩^致密和更致密的高壓相多型體，真密度從3.01g/cm3到4.35g/cm3，但在常溫常壓狀態(tài)均保存量很少，無(wú)工業(yè)用途價(jià)值。 工業(yè)用途廣泛的石英狀態(tài)(1)石英，就是結晶石英(Crystal Silica/Quartz)，廣泛應用于電子、涂料，化學(xué)(硅膠硅酮)，玻璃，耐火材料，冶金熔劑，陶瓷，研磨材料，精密鑄造等許多行業(yè)。 (2)方石英，廣泛應用于耐火材料，貴金屬研磨拋光材料，因其具備突出的白度也廣泛用于牙科材料，涂料等行業(yè)。 (3)石英玻璃，即無(wú)定形石英(Amorphous Silica/Quartz)或稱(chēng)熔融石英，因其經(jīng)過(guò)高溫熔融，不存在晶體結構，因此具備的熱學(xué)性能，熱膨脹系數極低(從0-100攝氏度膨脹率僅為99.8 X 10-8 )。 因此其廣泛應用于電子填料、高檔耐火材料、高溫技術(shù)陶瓷、精密鑄造等許多行業(yè)。     無(wú)論何種石英，必須在各行業(yè)特定要求的純度，粒度狀態(tài)下才適合行業(yè)使用，有些特殊行業(yè)還對其電導率、白度及其它雜質(zhì)含量有特別的要求，這就關(guān)系到石英礦質(zhì)， 破碎粉碎方法和除雜質(zhì)工藝，本文第二部分將介紹此項內容。石英產(chǎn)品的加工 石英原料的選擇    任何行業(yè)，以石英礦物作為基本或輔助的原料，必然會(huì )對其純度等化學(xué)的或物理的性能有特定的要求。如電子行業(yè)、通信行業(yè)、化學(xué)、硅膠硅酮行業(yè)，對其流動(dòng)性、電導率等有特定的要求。涂料行業(yè)，對其白度，粒度等有特定的要求。這樣，礦物的選擇尤為關(guān)鍵，因為不同礦質(zhì)會(huì )形成石英產(chǎn)品上述不同的性能。如上文所提脈石英形成于地質(zhì)巖隙中，會(huì )不同程度含有云母、鉀長(cháng)石、鈉長(cháng)石還有Fe2O3及一些重金屬等雜質(zhì)。     此類(lèi)外來(lái)物質(zhì)，均會(huì )增加石英礦物中有害元素含量，降低SiO2的含量，改變礦物性能。如提高其電導率等。同時(shí)，針對不同雜質(zhì)處理的方法和效果也不盡相同。例如工業(yè)用途上Fe2O3屬有害雜質(zhì)，但在后序的石英礦物除雜中，像Fe2O3等雜質(zhì)可通過(guò)酸處理的方法去除。而云母、長(cháng)石等由于其性質(zhì)穩定，不與一般酸反應，無(wú)法去除。這樣，選擇適合的礦源對工業(yè)用途就尤為重要了。     根據地質(zhì)分析和實(shí)踐應用證明，江蘇新沂、東海地區的脈石英，其分布為雞窩狀礦，但其主要含Fe2O3雜質(zhì)，其它雜質(zhì)如Al2O3、重金屬、云母、長(cháng)石等含量相對少，經(jīng)酸處理后，電導率很低(較終產(chǎn)品電導率特殊處理較好可達3µs/ cm以?xún)龋?一般嚴格管理的生產(chǎn)工藝都可保證10µs/ cm以?xún)?)很適合電子、硅酮、光纖等行業(yè)使用，其他地區如河北、河南、湖北、江西等礦源，白度較好，但Al2O3含量較高，更適合涂料、建材等行業(yè)使用。 石英礦物的基本加工方法     石英礦物開(kāi)采出來(lái)后，一般為較大塊狀，從10㎜到500㎜不一。這樣就需要一個(gè)前期的初步破碎，一般礦山均采用鄂式破碎將其初步破碎為小塊或砂狀，并初步分為大約50㎜左右、10㎜左右、5㎜左右、2㎜左右、0.5㎜左右的顆粒。此外尺寸較小的礦石也可使用錘式破碎機初步破碎，早期也有使用水碾破碎，但水碾式破碎，因為其大量使用水資源，并引進(jìn)不可處理雜質(zhì)（花崗巖碾盤(pán)磨損）的原因，使用越來(lái)越少。     然后，再根據用途，決定是否需要酸處理，或者直接用于較終用途或石英微粉的生產(chǎn)。 石英粉的生產(chǎn)工藝介紹     根據較終產(chǎn)品用途的需要，確定合適和合適純度的石英顆粒原料，即可進(jìn)行石英粉（硅微粉）的研磨。 基本上，研磨石英粉，有濕式和干式兩種方式，濕式即在原料中配入一定比例的水(若產(chǎn)品純度要求高, 也可使用去離子水)，在機器中研磨，然后采用水流分級（分粒度）、烘干等工藝。     此方式以前一直作為較廣泛的硅微粉加工方法，但由于其需消耗大量水資源，排放大量污染水和烘干浪費大量熱能，水流分級粒度準確度也相對低，使用也日趨減少。    目前，只有小部分要求特殊的電子行業(yè)要求使用此類(lèi)產(chǎn)品。    干式的研磨目前使用較廣泛，且有越來(lái)越增加的趨勢?；镜姆椒ň褪沁x擇合適的研磨介質(zhì)，進(jìn)行粉磨，然后篩分粒度或用氣流分級(分粒度)。這種方法，環(huán)保經(jīng)濟，且氣流分級粒度準確，不足之處就是由于研磨介質(zhì)的成分由于磨耗，會(huì )少量增加其在產(chǎn)品中的成分。因此選擇一種具有研磨效果，磨損低且作為雜質(zhì)少量含在產(chǎn)品中能為大部分行業(yè)所接受的研磨介質(zhì)就顯得尤其重要。    目前，大量行業(yè)實(shí)踐證明，高鋁剛玉（主要成分為95％的Al2O3， 其余次要成分主要為SiO2）研磨介質(zhì)為較適合的。各個(gè)行業(yè)，基本上均可接受使用高鋁剛玉研磨的硅微粉產(chǎn)品。    硅微研磨設備的選擇，目前有多種粉磨的設備，有棒磨機、錐磨機、雷蒙機等，但因為其不可避免地在加工中帶入產(chǎn)品大量的Fe2O3成分，因此只能用于生產(chǎn)建材、耐火等行業(yè)的低要求石英粉。    電子、化學(xué)、涂料等行業(yè)的一般采用球磨機、氣流磨，但氣流磨耗能巨大，只適合于2500目以細的產(chǎn)品生產(chǎn)，因此目前應用較廣的是球磨機?？梢詾闈袷?，也可為干式，可為連續式生產(chǎn)，也可為分批次生產(chǎn)。其中研磨介質(zhì)也可選擇，可選擇為前文所說(shuō)的高鋁剛玉，也可選擇為石英塊自身，也可二者進(jìn)行搭配使用。    同時(shí)，還可以配合氣流分級機控制較終產(chǎn)品粒度的控制，是目前硅微粉生產(chǎn)中用途較為廣泛合理的一種解決方案。具體工藝流程請參見(jiàn)圖 （二） ：    其中，較為需要注意的一點(diǎn)就是為避免生產(chǎn)對產(chǎn)品引入外來(lái)雜質(zhì)，對產(chǎn)品物料在生產(chǎn)過(guò)程中所有所有接觸部分的隔離很重要。例如因為石英磨削能力較強，在生產(chǎn)中若接觸含鐵的設備部件，就不可避免地在硅微粉產(chǎn)品中相應增加Fe2O3的含量，相應就會(huì )改變產(chǎn)品的性能。就上面介紹的生產(chǎn)系統，為了避免加工雜質(zhì)的引入，生產(chǎn)管理嚴格的方式，應該把物料接觸系統的任何部分，包括料倉、輸料機、研磨、分級及儲料各個(gè)部分， 甚至系統各管道，分級葉輪都要做高鋁剛玉涂層, 并定期檢查其磨損情況，以防止涂層損壞而引起產(chǎn)品中雜質(zhì)的增加。中騰提供道康寧的大樣介紹大樣使用的原料 根據道康寧提供的標樣分析，我們選擇合適的原料生產(chǎn)出此大樣，基本特點(diǎn)為純度高、白度高、電導率低。原料純度大體為：SiO2：99.85%以上Fe2O3：30PPM以?xún)華l2O3：30PPM 以?xún)劝锥龋?5以上 硅微粉產(chǎn)品基本特點(diǎn) SiO2：99.5%左右 Fe2O3：100PPM左右 Al2O3：130PPM 左右 白度：94以上 電導率：5-7µs/ cm 左右 粒度控制為：D50 7.485µm 粒度檢測: 具體參見(jiàn)附件一：產(chǎn)品激光粒度分布檢測報告 檢測儀器品牌及型號： MARLVERN MASTERSIZER 2000 水篩檢測： +400目(38.5µm)：0.01% 其它分析：中騰公司化驗室 化學(xué)滴定法，白度對照儀，電導率儀等 參見(jiàn)附件二：產(chǎn)品化學(xué)成份物理性能報告 使用的生產(chǎn)工藝 (1) 前文所提的生產(chǎn)系統； (2) 系統物料接觸部分(包括分級機頁(yè)輪)全為高鋁剛玉或高鋁剛玉涂層； (3)系統配合英國馬爾文(Malvern)激光粒度分析儀在線(xiàn)控制產(chǎn)品粒度分布，以確保符合要求。 產(chǎn)品其它信息 常用包裝 (1)柔性大集裝袋，上下帶進(jìn)、出料口及吊裝掛帶，每袋裝凈重1000-1200公斤。若需要另外可以下托木托盤(pán)，外罩塑膠袋，更便于叉車(chē)裝卸及運輸途中預防雨淋。 (2)雙層（內塑膠外塑編）凈重20-25公斤每袋。若需要另外可以下托木托盤(pán)（每托盤(pán)1000-1200公斤）外用纏繞收縮膠膜更便于叉車(chē)裝卸和運輸途中預防雨淋。(3) 其它特殊包裝。 存儲及使用安全注意事項     本產(chǎn)品無(wú)特殊的化學(xué)毒性或活性, 化學(xué)性質(zhì)較穩定，一般不會(huì )自行在空氣中產(chǎn)生化學(xué)變化。但其固有含有微量的Fe2O3等雜質(zhì)， 隨外界條件變化可能會(huì )產(chǎn)生化學(xué)變化， 因此還需在運輸存儲及使用中合理安排并注意一些基本事項： (1)運輸中防雨防潮，否則產(chǎn)品會(huì )結塊并可能改變相應性能 。(2)存儲中防雨防潮，否則產(chǎn)品會(huì )結塊并可能改變相應性能 。(3)總的來(lái)說(shuō)，正常使用本產(chǎn)品無(wú)特殊的化學(xué)毒性。但要注意和人及動(dòng)物隔離，如粘染皮膚，應及時(shí)用清水或肥皂水清洗干凈，一般不會(huì )產(chǎn)生異常傷害反應。若少數個(gè)體有異常反應，應及時(shí)就醫。若產(chǎn)品不慎誤入人眼睛，應及時(shí)用大量清水清洗干凈，并及時(shí)就醫。 (4)此產(chǎn)品屬結晶硅微粉， 使用區域可能產(chǎn)生漂浮微粉 (包括肉眼可見(jiàn)或不可見(jiàn)浮塵)，人或動(dòng)物 呼吸系統長(cháng)期暴露此類(lèi)環(huán)境會(huì )在呼吸系統沉積微小粉塵并對呼吸系統產(chǎn)生損傷（如矽肺）。因此，用對此環(huán)境工作人員職業(yè)安全要求予以保護。