硅砂,又名 二氧化硅 或 石英砂 。是以 石英 为主要矿物成分、 粒径 在 0.020mm-3.350mm 的耐火颗粒物,根据开采和加工方法的不同分为人工硅砂及 无尘砂 、擦洗砂、精选(浮选)砂等天然硅砂。
硅砂是一种坚硬、耐磨、 化学 性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是 SiO2 ,硅砂的颜色为乳白色或无色半透明状,硬度7,性脆无 解理 ,贝壳状 断口 ,油脂光泽,相对密度为2.65,其化学、 热学 和机械性能具有明显的异 向性 ,不溶于酸,微溶于 氢氧化钾 溶液, 熔点 1750℃。颜色呈乳白色、淡黄、 褐色 及灰色,硅砂有较高的 耐火性能 。
产品简介
硅砂和 石英砂 不属于同类物质,两种物质均以 二氧化硅 为主要成分,但石英砂是结晶体,是由石英石制备而成,硅砂由含二氧化硅的沙子砂砾制备而成,两者外观差异较较大,制成方法也存在差异,之所以被中国人以含量百分比来区分是因为我国石英砂较易获得,另外我国的石英砂含量高于我国硅砂含量,故我国错误的称石英砂又名硅砂,或硅砂又名石英砂,是制作玻璃的主要原料。硅砂有普通硅砂、精制硅砂和高纯硅砂。普通硅砂中 二氧化硅 的含量90%至99%之间, 氧化铁 含量小于0.02%;精制硅砂中 二氧化硅 的含量在99%至99.5%之间,氧化铁含量小于0.015%;高纯 石英砂 中二氧化硅的含量在99.5%至99.9%之间,氧化铁含量小于0.001%。纯度较高的硅砂为乳白色的,当杂质含量较多时,硅砂会呈现褐红色、浅棕色等颜色,硅砂的 熔点 约为1750℃, 粒径 在0.02mm~3.35mm之间,不溶于除 氢氟酸 以外的酸,具有良好的 化学 稳定性、电绝缘性、耐磨性等特点。世界上主要的玻璃生产国,如 苏联 、 美国 、 比利时 等国玻璃 硅质原料 大部分用的是天然硅砂。我国的天然硅砂质量比较差,一般用 石英 砂岩 粉碎加工的硅砂作为 玻璃 的原料。
二氧化硅 作为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起着不可替代的重 要基础作用。它所具有的独特的物理、化学特性,使得其在航空、航天、 电子 、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位,特别是其内在分子链结构、 晶体 形状和晶格变化规律,使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、 压电效应 、谐振效应以及其独特的光学特性,使得其在许多 高科技 产品中发挥着越来越重要的作用,如,IT行业的核心技术产品—— 计算机 芯片, 光导 纤维,电子产业的 谐振器 ,新型电光源,高绝缘的封接材料,航空航天仪器,军工技术产品,特种 光学玻璃 , 化学 分析仪器等等,都离不开这些基础原料。
天然硅砂分为 无尘砂 、擦洗砂、精选(浮选)砂等,水洗砂主要用于铸造业,擦洗砂主要用于建筑级玻璃和玻璃容器的生产,浮选砂是生产 浮法玻璃 的原料。
常用规格
硅砂常用规格有:1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm、10-20目、20-40目、40-80目、100-120目、200目、325目,SiO≥99-99.5% FeO ≤0.02-0.015%。
应用领域
基础应用
硅砂是重要的工业矿物原料,广泛用于 玻璃 、铸造、陶瓷及 耐火材料 、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、 磨料 等工业。
一、玻璃:平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、 玻璃管 等)、 光学玻璃 、 玻璃纤维 、 玻璃仪器 、导电玻璃、 玻璃布 及防 射线 特种玻璃等的主要原料
二、陶瓷及耐火材料:瓷器的胚料和釉料, 窑炉 用高 硅砖 、普通硅砖以及 碳化硅 等的原料。
三、冶金:硅金属、 硅铁合金 和硅铝合金等的原料或添加剂、 熔剂
四、建筑:混凝土、 胶凝材料 、筑路材料、 人造大理石 、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等 五、化工:硅化合物和 硅酸钠 等的原料, 硫酸 塔的填充物,无定形 二氧化硅 微粉
六、机械:铸造 型砂 的主要原料, 研磨材料 ( 喷砂 、硬研磨纸、砂纸、 砂布 等)
七、 电子 :高纯度金属硅、通讯用 光纤 等
八、橡胶、塑料:填料(可提高耐磨性)
九、涂料:填料(可提高涂料的耐酸性)
十、航空、航天:其内在分子链结构、 晶体 形状和晶格变化规律,而具有的耐高温、热膨胀系数小、耐腐蚀、高度绝缘、 压电效应 、谐振效应以及其独特的光学特性。
2011年,“硅砂资源利用国家重点实验室( 内蒙古自治区 风积沙资源利用研究中心)”正式落户 呼和浩特留学人员创业园 。这是“硅砂资源利用国家重点实验室”在我国设立的首个“内蒙古风积沙资源利用研究中心”,为沙漠风积沙综合利用研究奠定坚实的基础。
“硅砂资源利用国家重点实验室”将与 内蒙古大学 等院校合作建立“ 砂产业 ”学校,按照“以砂精铸、以砂兴水、以砂增油、以砂治沙、以砂建筑、以砂兴农”六大领域,以生态农业为切入点,结合自治区盟市资源及市场需求,有计划有步骤地建立分公司,形成年产值达到千亿元规模的战略性新兴砂产业。
工业应用
1、在 玻璃 方面的应用:根据硅砂含量、纯度及玻璃的化学成分等的不同,硅砂可以制作不同种类的玻璃,如普通的钠钙硅玻璃、添加 着色剂 的颜色玻璃、可改变光传播方向的 光学玻璃 、具有特殊功能的特种玻璃、保温隔热玻璃、 真空玻璃 、导电玻璃,以及用玻璃制成的 玻璃仪器 、日常用具,如玻璃杯、眼镜、微波炉转盘、手机屏幕等。
2、在陶瓷方面的应用:陶瓷的白度对陶瓷质量有很重要的影响,为了提高其白度,可以向陶瓷原料中加入一些硅砂,而且加入硅砂后还可减少陶瓷坯体的干燥时间,避免了因干燥过慢导致的龟裂,同时,加入硅砂后会使陶瓷表面退皮现象消失,因此硅砂的加入在很大程度上提高了陶瓷的质量。硅砂除了可以在陶瓷上有所应用外,还可对硅砂进行细磨,使硅砂成粉,用于 搪瓷 的制备,搪瓷的制备对于硅砂纯度的要求要高一些。
3、在铸造方面的应用:硅砂在物理方面有比较特殊的性质,如抗热震性、硬度大等特点,因此在 模芯 、模具等的铸造上有很大的应用。制作陶瓷时,对硅砂的 化学 组分要求比较高,但是铸造对硅砂的 物理性质 要求较高,如硅砂颗粒的粒度及形状等。
4、在航空航天方面的应用:由于硅砂具有良好的 压电效应 、高度绝缘、耐腐蚀、耐高温等性能,是其它材料所没有的,因此在航空、航天方面有非常重要的应用。
5、建筑方面的应用:硅砂在建筑方面的应用最为常见,如在建造房屋及修筑道路时,向水泥、混凝土中加入一定比例的砂子,可使墙面、道路更加结实,防止裂纹的出现,硅砂应用于建筑上时,对粒度有一定的要求,例如在建造房屋时,把硅砂与水泥混合之前需先用筛网把砂子筛的均匀,因此对硅砂的 物理性质 有一定的要求。
6、其它方面的应用:硅砂除了在玻璃、陶瓷、铸造、建筑等方面的应用外,还有一些其它比较特殊的应用,如用作砂纸、纱布等 研磨材料 ;在塑料中加入硅砂可以提高塑料的耐磨性;用 二氧化硅 制成的 石英光导纤维 是信息高速公路的 骨架 ;实验室里使用的 石英 比色皿 、石英 埚等;用石英中具有彩色层状或环带状的 玛瑙 制成的玛瑙饰品。
环境应用
硅砂的另一个重要用途就是作为 水处理 的滤料、滤池。随着我国经济的发展,各种工厂不断出现,水污染问题不断显现出来:工业 废水 随意排放,城市垃圾堆到河里,农村喷洒的农药随雨水流到河里等等,致使水中含有许多有害物质,人类无法饮用这些被严重污染的水。我国工业废水有些未经处理直接排放到河里,一些处理后的废水未达到国家标准也直接排放到河里,污水的处理能力很低。针对这种情况,我国进行了许多研究,各种可 吸附 废水中有害金属离子及 有机化合物 的 纳米材料 、多孔碳材料等不断被研究出来。用固体 吸附剂 去除废水中有害离子是废水处理的重要手段,但是用过的吸附剂再生又成为难题。而且,效果好的吸附剂成本很高,无法普遍应用到日常生活中去。硅砂分布广泛,价格便宜,研究以硅砂为主要成分的吸附剂为解决水污染问题提供了依据。因此,以硅砂为原料研究其表面状况、吸附性能等性质对处理水污染改善环境方面具有重要意义。