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玻璃工業(yè)
圖源：旗濱集團
玻璃行業(yè)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(yōu)異的性能,，如透明性、機械強度,、化學穩(wěn)定性等,。原料中SiO2含量對硅酸鹽玻璃制品的性能會產(chǎn)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�,，F(xiàn)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，F(xiàn)e2O3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(yōu)質(zhì)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，F(xiàn)e2O3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,。
機械鑄造工業(yè)
在機械鑄造行業(yè)，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(yè)的用量比較大,，一般生產(chǎn)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(yè)所使用的石英砂大約占全球總產(chǎn)量的33%,。
陶瓷工業(yè)
作為一種瘠性原料,，石英原料可調(diào)節(jié)陶瓷坯體的可塑性和結(jié)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(jié)構(gòu)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,。
石英還是陶瓷釉料中玻璃質(zhì)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(jīng)過原料分級,、球磨制漿、注漿或注凝成型,，最后經(jīng)燒成工藝制成的燒結(jié)體,。熔融石英陶瓷具有熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好,、電絕緣性能好,、耐酸堿侵蝕等諸多優(yōu)異性能，自問世以來,，在世界各國得到了迅速推廣及應用,。
耐火材料工業(yè)
石英原料在耐火材料行業(yè)的主要用途是用來生產(chǎn)硅質(zhì)耐火磚，包括硅磚,、輕質(zhì)硅磚和熔融石英制品,。為保證硅質(zhì)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(wěn)定性好,、化學穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)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(jié)晶狀態(tài)較差的石英原料,，粗顆粒應限制在2mm以下。
化工工業(yè)
石英砂在化工工業(yè)中的應用一般常見于水玻璃,、硅膠和泡花堿等產(chǎn)品中,。以泡花堿為例，根據(jù)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%,，F(xiàn)e2O3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%，F(xiàn)e2O3的含量低于0.03%,。
凈水材料
石英砂是一種廣泛用于各種給水處理,、污水處理和環(huán)境治理的凈水材料。但是由于石英砂濾料表面孔隙少,，比表面積和等電點較低,，在正常條件下帶負電,，使得它對水中有毒物質(zhì)(重金屬離子等)、細菌,、病毒和有機物的去除效果很不理想,。近年來，研究者提出了對普通石英砂濾料改性的想法,，通過在石英砂表面附著不同功能的物質(zhì),，改善濾料表面的性質(zhì)，制成具有優(yōu)良吸附性能和一定機械強度的改性濾料,。鑒于我國目前的經(jīng)濟水平,，這一技術(shù)將在給水處理中有廣闊的應用前景。
光伏超白玻璃
圖源：福萊特
超白玻璃作為一種新材料,，以其高透光率,、晶瑩剔透的特性，在太陽能光伏產(chǎn)業(yè),、高檔轎車、高級建筑,、高檔園藝建筑和高檔家具等方面應用前景廣闊,。“十四五”期間,，根據(jù)國家“碳達峰,、碳中和”的戰(zhàn)略規(guī)劃，光伏行業(yè)將引來爆發(fā)式的發(fā)展,，其基礎(chǔ)材料光伏超白玻璃所用的低鐵石英砂需求量預計將以每年30%以上的速度飛速增長,。
人造石英石板材
圖源：中國粉體網(wǎng)
人造石英石是由93%～95%石英和7%左右的不飽和聚酯樹脂粘合劑、色料,、固化引發(fā)劑及其他輔助試劑,，經(jīng)固化成型所制得的一種復合材料，它質(zhì)地堅硬,、結(jié)構(gòu)致密,、色澤豐富、耐磨,、耐壓,、耐高溫、抗腐蝕,、防滲透,，在市場上得到廣泛應用，是人造石材中發(fā)展最快的品種,。
人造石英石的生產(chǎn)工藝一般是：原料由自動配料系統(tǒng)進入混料系統(tǒng),，把石英砂,、石英粉、樹脂等助劑混合后進入模具框內(nèi)布料,，然后在真空條件下進行震動壓實,，再把壓制好的混合料送入固化爐加熱固化，固化好的料成為毛坯板,，再經(jīng)過拋光,。對拋光后板材進行一系列的檢驗，去除瑕疵的次品,。
石英坩堝
圖源：歐晶科技
石英坩堝屬于石英玻璃制品中的細分產(chǎn)品,，具有潔凈、同質(zhì),、耐高溫等性能,。目前廣泛應用于太陽能和半導體領(lǐng)域提煉晶體硅的生產(chǎn)工藝中，是晶體硅生產(chǎn)過程中的消耗品,。受益于硅片產(chǎn)能加速擴張,、N型硅片滲透率提高，高純石英砂和石英砂坩堝需求有望快速增長,。
石英坩堝的生產(chǎn)是將高純石英砂裝入可任意傾動角度的旋轉(zhuǎn)成型模內(nèi),，利用離心力作用和成型棒手工成型，將已成坩堝形的旋轉(zhuǎn)裝置移動至電極棒處,，然后將電極送電啟弧并插入已成型的粉料腔內(nèi),，同時啟動真空系統(tǒng)，使其快速熔化成坩堝形狀的熔融石英,，經(jīng)冷卻后取出,，即完成一個石英坩堝的毛坯生產(chǎn)。
光纖
圖源：久智科技
光纖,，光導纖維的簡稱,，是用于長距離傳輸光能或光信號的圓柱形光波導,，其結(jié)構(gòu)是由各種導光材料制成的纖維絲,。目前通信光纖的主流是石英光纖。作為光纖光纜生產(chǎn)的“源頭”,，光纖預制棒一直被認為是光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈的核心競爭點,。其中，石英套管占光纖的石英材料90％以上的比例,，其作為外包層材料與大尺寸摻雜芯棒匹配成光纖預制棒以降低光纖預制棒的生產(chǎn)成本,。
國內(nèi)科研人員以天然石英砂為原料，利用等離子固相外沉積方法（PSOD）,，制備單模光纖預制棒用大尺寸石英套管,，產(chǎn)品具有一次成型,、羥基含量低、雜質(zhì)含量少,、規(guī)格尺寸大(相對于多模套管)及玻璃化程序好等特點,，能夠滿足單模光纖預制棒制備所需,。
電子玻璃
圖源：凱盛
TFT-LCD玻璃基板作為液晶顯示面板的核心部件,，是電子信息顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,，其生產(chǎn)控制精度與半導體行業(yè)相當，代表著目前全球現(xiàn)代玻璃規(guī)�,；圃祛I(lǐng)域的最高水平。SiO2是TFT-LCD玻璃基板重要的結(jié)構(gòu)元素,，SiO2以硅氧四面體［SiO4］的結(jié)構(gòu)形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡而成為玻璃的骨架，占玻璃組成58%～63%,，它能降低玻璃的熱膨脹系數(shù),，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性,、軟化溫度、應變點,、耐熱性,、硬度、機械強度,、黏度和透紫外光性,。
疫苗玻璃瓶
圖源：山東藥玻
疫苗瓶,，用的是“耐水性”級別最高的中硼硅玻璃,。雖然中硼硅玻璃的主要成分，就是普普通通的石英砂（二氧化硅）,，但是,，制備工藝卻不普通。中硼硅玻璃的含硼量大于10%,、氧化鋁含量接近7%,，這一特性，導致在熔化過程中,，面臨著粘度大,、熔化溫度較高等問題,。同時，中硼硅玻璃的氣泡含量,、化學均勻性,、溫度均勻性都比普通玻璃要求高很多。
玻璃纖維
圖源：中國巨石
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料,，種類繁多,，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強,、抗腐蝕性好,，機械強度高。玻璃纖維是以石英砂,、葉臘石,、高嶺土、石灰石等礦石為原料經(jīng)高溫熔制,、拉絲,、烘干、絡紗等工藝制造而成,，其單絲直徑為幾微米到二十幾微米,，相當于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成,。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料,、電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域,，是國家重點鼓勵發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè),。
石英纖維
圖源：菲利華
石英纖維是一種高性能無機纖維，制備原料為高純度二氧化硅或天然的石英晶體,。它保持了固體石英的部分性能和特點,，是一種良好的耐高溫材料，并可作為先進復合材料的增強體,。石英纖維的純度很高(≥99.9%),，這使得其具備一些良好的特性，如抗燒蝕性強,、耐溫性好,、導熱率低，且其化學穩(wěn)定性高,，介電性能也較為優(yōu)良,。
石油壓裂支撐劑
壓裂開采是油氣田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要技術(shù)手段，對低滲透率及超深油氣藏的開發(fā)尤為重要,。其中壓裂支撐劑是進行油氣壓裂開采的核心技術(shù)產(chǎn)品,。它是油氣儲層改造中用來支撐壓裂人工裂縫的一種關(guān)鍵材料,，是提高壓裂成功率和改造效果的關(guān)鍵。
支撐劑是具有一定粒度和強度,、一定圓球度和級配的天然砂或人造高強陶瓷固體顆粒,。自世界上第一例油氣田水力壓裂技術(shù)成功應用以來，支撐劑的發(fā)展已經(jīng)有數(shù)十年,。目前工業(yè)上使用的支撐劑主要有天然石英砂,、人造陶粒、覆膜支撐劑3種,。
硅酸鈣板
圖源：中材
硅酸鈣板是以硅質(zhì)材料,、鈣質(zhì)材料及增強纖維為主要原材料，經(jīng)流漿成型,、板坯壓實,、蒸壓養(yǎng)護制成的強度高、性能穩(wěn)定的無機建筑板材,。具有防火（達到A1級標準）,、保溫隔熱、防腐防蛀,、防水防潮,、隔音吸音、輕質(zhì)高強,、綠色無害等優(yōu)越特性,，比傳統(tǒng)板材更加節(jié)能環(huán)保、抗震,、抗沖擊,，可廣泛用于房屋建筑內(nèi)外墻保溫裝飾、吊頂及船艙隔板,、廣告牌等領(lǐng)域，且設計安裝可塑性強,、省時省工,。
石英砂是硅酸鈣制品中最重要的原材料之一，占硅酸鈣板原材料質(zhì)量的40%,，石英砂中SiO2的純度對水化反應過程中托勃莫來石晶體的生成影響很大,，未參與化學反應的石英粉也作為水泥膠結(jié)物中的骨料。但石英砂濕磨耗能很大,，為了減少石英砂的濕磨能耗,，并更多地使用工業(yè)廢料，在生產(chǎn)硅酸鈣板時優(yōu)選SiO2含量高于90%的石英砂,，并可適當摻加一定數(shù)量的粉煤灰以降低生產(chǎn)成本,。
彩砂地坪
圖源：中國粉體網(wǎng)
彩色石英砂是彩砂地坪涂料的主要原料,。彩砂地坪涂料是一種以彩色石英砂為骨料，主要以改性環(huán)氧樹脂為粘接劑制成的地坪材料,，施工厚度一般為3～30mm,，適用于賓館、辦公樓,、展館,、商場、醫(yī)院等場所,。近年來環(huán)氧彩坪裝飾地坪在發(fā)達國家非常流行,，被歐美國家譽為“彩砂無縫硬地毯”。
彩色石英砂不僅賦予地坪優(yōu)美裝飾性能,，而且能保障地坪的高抗壓性和高耐磨性,。環(huán)氧地坪中的彩色石英砂應選用球形顆粒的，并具有合適的級配,，彩砂顆粒能夠盡量“最緊密堆積”,，使環(huán)氧彩砂層充分密實。這樣可以保證產(chǎn)品強度,，節(jié)省罩面涂層的樹脂用量,，降低成本。彩砂地坪中彩色石英砂以人工制備的為主,。
工業(yè)填料
石英砂作為工業(yè)填料是其又一個重要的應用領(lǐng)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(jié)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(zhì)量的要求比較高,，SiO2的含量達到99%以上，F(xiàn)e2O3的含量要在0.05%以下,。有時對石英砂質(zhì)量的要求可以達到高純石英的要求,。
參考來源：
中國粉體網(wǎng)：光伏超白玻璃用石英砂的“高”要求、“深”加工及“新”思路
中國粉體網(wǎng)：石英砂瘋漲,！樹脂瘋漲,！石英石板材價格不得不漲！
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中國粉體網(wǎng)：一文了解石英砂在鑄造領(lǐng)域中的應用
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山東建筑大學：改性石英砂濾料在水處理中的應用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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