石英砂是重要(yao)的工(gong)業(ye)(ye)礦物(wu)原料，廣泛用于濾(lv)料、玻璃、陶瓷及耐火材料、冶煉、建筑、化(hua)工(gong)和(he)機械(xie)、填料、電(dian)子等工(gong)業(ye)(ye)。
石英砂的(de)主要用途(tu)
| 應用領域 | 類型 | 主要用途 |
| 玻璃及玻璃制品工業 | 建筑玻璃 | 制造各種平板玻璃、夾絲玻璃、壓花玻璃、玻璃磚、空心玻璃、泡沫玻璃等 |
| 日用玻璃 | 制作瓶罐及玻璃器皿，如啤酒瓶、玻璃杯及裝飾品等 | |
| 技術玻璃 | 制作光學玻璃、玻璃儀器、玻璃纖維、導電玻璃、石英坩堝、激光光源和輻射光源型石英玻璃等 | |
| 機械工業 | 鑄造 | 造型用砂及研磨材料 |
| 電子工業 | 原料 | 高純度金屬硅、電子塑封用熔融硅微粉、光導纖維等 |
| 冶金工業 | 輔料 | 作冶煉添加劑、溶劑以及各種硅鐵合金 |
| 耐火材料 | 窯爐 | 窯用高硅磚、普通磚及耐火粉料等 |
| 水泥工業 | 水泥 | 沙子水泥配料 |
| 水泥制品 | 加氣混凝土、普通制品等 | |
| 硅酸鈉 | 制作水玻璃及無定形二氧化硅等 | |
| 無水硅酸 | 硅膠、干燥劑、石油精煉催化劑 | |
| 填料領域 | 橡膠、塑料的填料；防腐蝕和耐磨道路標志涂料的填料等 | |
1、玻(bo)璃工業用石英(ying)砂
石英(ying)砂作(zuo)為玻璃(li)工業的(de)主要原料，其對石英(ying)砂的(de)質量要求，主要體現在化(hua)學成分、穩定(ding)性、粒度(du)組成三個方面。
石(shi)英玻璃(li)原(yuan)料的一般(ban)工業要(yao)求(qiu)
| 原料品質 | 雜質總量×10-6 | 主要雜質成分ω/% | 應用范圍 | ||||
| Al | Fe | B | 堿金屬 | 堿土金屬 | |||
| 普通 | 150-50 | 無具體要求 | 電光源 | ||||
| 高純 | ＜30 | ＜15×10-3 | ＜1.5×10-3 | ＜0.5×10-3 | ＜4.0×10-3 | ＜4.0×10-3 | 電子石英光纖管 |
| 超純 | ＜10 | ＜3×10-3 | ＜0.1×10-3 | ＜0.1×10-3 | ＜0.5×10-3 | ＜1.0×10-3 | 光學應用 |
平板玻(bo)璃用硅質原料化學成分及波動范圍(wei)
| 級別 | 化學成分ω/% | ||
| SiO2不小于 | Al2O3不大于 | Fe2O3不大于 | |
| 優等品 | 98.50±0.20 | 1.00±0.10 | 0.05±0.01 |
| 優等品 | 98.00±0.25 | 0.10 | |
| 二級品 | 96.00±0.30 | 2.00±0.15 | 0.20 |
| 三級品 | 92.00±0.30 | 4.50±0.20 | 0.25 |
| 四級品 | 90.00±0.30 | 5.50±0.30 | 0.33 |
平板玻璃用硅質原料(liao)粒度組成(cheng)
| 級別 | 粒度組成（不大于）/% | ||||
| +1mm | 800μm | 710μm | 500μm | -100μm | |
| 優等品 | 0 | 0 | 0.5 | 5.5 | 5.00 |
| 優等品 | 0.5 | 10.00 | |||
| 二級品 | 20.00 | ||||
| 三級品 | 25.00 | ||||
| 四級品 | 30.00 | ||||
玻璃允許的含鐵(tie)量(liang)
| 玻璃種類 | Fe2O3允許量/% |
| 光學玻璃、透紫外玻璃 | 0.01 |
| 優良水晶玻璃 | 0.015 |
| 普通水晶玻璃 | 0.02 |
| 無色空腔玻璃、水晶鏡片玻璃 | 0.03 |
| 燈泡用玻璃 | 0.05 |
| 鏡子用玻璃 | 0.1 |
| 物理化學用玻璃 | 0.1 |
| 半透明厚玻璃 | 0.2 |
| 半透明薄玻璃 | 0.3 |
| 綠色、褐色玻璃 | 0.5以上 |
超白玻璃用石英砂要求 （單(dan)位：wt%)
| 原料 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2CO3 | TiO2 | NaCL |
| 石英砂 | ≥98.5 | ≤1.0 | ≤0.01 | ≤0.1 | ||||
| ±0.3 | ±0.1 | ±0.001 | ±0.01 |
連熔透明石英玻璃管的原料要求
| 級別 | 特級 | 優級 | 二級 | 三級 |
| 雜質總量 | ＜30×10-6 | ＜50×10-6 | ＜100×10-6 | ＜150×10-6 |
| 雜質顆粒/粒·kg-1 | 無 | ＜5 | ＜10 | ＜20 |
| 水分含量/% | 0.3 | 0.3 | 0.5 | 0.5 |
| 玻璃質量等級 | 1、2級 | 3級以上＞40% | 4級以上＞70% | 4級＞40% |
2、機械工(gong)業
鑄(zhu)造(zao)用的石(shi)(shi)英砂其二氧(yang)化硅含(han)量(liang)(liang)要高，其他成分含(han)量(liang)(liang)低，便于保(bao)證耐火(huo)度，故(gu)以二氧(yang)化硅的含(han)量(liang)(liang)來作為鑄(zhu)造(zao)用石(shi)(shi)英砂的主要驗(yan)收依據。
鑄鋼用砂：二(er)氧(yang)化硅的含量(liang)應大于97%；
鑄鐵用砂：二(er)氧化硅(gui)的含量應大于85%；
有色(se)合金鑄造用砂：二氧化硅的含量應大于75%。
磨料用砂：粒磨圓度好，無棱角，粒度0.8-1.5mm，SiO2＞98%，Al2O3＜0.72%，Fe2O3＜0.18%。
化學工業清除銹噴砂：要求SiO2＞99.6%，Al2O3＜0.18%，Fe2O3＜0.02%，粒度(du)50-70目，粒形為球形，莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du)為7。
鑄造型砂(sha)工業要求
| 原砂類型 | 等級符號 | 含泥率/% | SiO2/% | K2O+Na2O/% | CaO+MgO/% | Fe2O3/% |
| 石英砂 | 1S | ≤2 | ≥97 | ≤0.5 | ≤1.0 | ≤0.75 |
| 2S | ≤2 | ≥96 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.0 | |
| 3S | ≤2 | ≥94 | ≤2.0 | ≤2.0 | 1.5 | |
| 4S | ≤2 | ≥90 | - | - | - | |
| 石英-長 | 1SC | ≤2 | ≥85 | - | - | - |
| 石砂 | 2SC | ≤2 | ≥85 | - | - | - |
鑄造型砂(sha)粒度(du)指標要(yao)求
| 名稱 | 特粗砂 | 粗粒砂 | 中粒砂 | 細粒砂 | 特細砂 | ||||||
| 粒級序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 粒度/mm | 3.36-1.68 | 1.68-0.84 | 0.84-0.5 | 0.84-0.42 | 0.59-0.297 | 0.42-0.21 | 0.297-0.149 | 0.21-0.105 | 0.149-0.075 | 0.105-0.053 | 0.075-0.053 |
3、超(chao)硬(ying)材(cai)料
目前(qian)我(wo)國工業生產的碳化(hua)硅(gui)分為黑色碳化(hua)硅(gui)和(he)綠色碳化(hua)硅(gui)兩種。
黑碳(tan)化硅(gui)是以石(shi)英砂，石(shi)油焦(jiao)和優(you)良硅(gui)石(shi)為主(zhu)要原料，通過電阻爐高溫冶煉而(er)成。
綠碳化硅(gui)是(shi)以(yi)石油(you)焦和優(you)良硅(gui)石為(wei)主要原(yuan)料，添(tian)加食鹽(yan)作為(wei)添(tian)加劑(ji)，通(tong)過電(dian)阻爐高溫(wen)冶(ye)煉(lian)而成。
綠碳化(hua)硅（a）及黑碳化(hua)硅（b）用(yong)石英(ying)砂(sha)技術要求(qiu)
| 綠碳化硅(a) | ||||||
| 粒度/mm | ＞4.5 | ＞3.5 | 3.5-1.0 | 1.0-0.5 | ＜0.5 | 色澤 |
| 含量/% | 0 | ＜2 | ＞85 | ＜13 | 0 | 純白色半透明 |
| 化學成分 | SiO2 | FeO+Al2O3+CaO+MgO | 燒失 | |||
| 含量/% | ＞99.4 | ＜0.3 | ＜0.3 | |||
| 黑碳化硅(b) | ||||||
| 粒度/mm | ＞3 | 3-1.5 | 1.5-1.0 | 1.0-.05 | ＜0.5 | 色澤 |
| 含量/% | 0 | 約65 | 35 | ＜5 | 0 | 白色或灰白色 |
| 化學成分 | SiO2 | FeO+Al2O3+CaO+MgO | 燒失 | |||
| 含量/% | ＞99.3 | ＜0.35 | ＜0.35 | |||
4、化工行業
在化(hua)學用(yong)品加工領域，石英砂是生產硅酸(suan)鉀、硅酸(suan)鈉和各(ge)種形態二(er)氧化(hua)硅的主要原(yuan)料。
生產硅酸鈉對石英砂要求純度較高，至少達到容器玻璃級石英砂標準，比如鐵（Fe2O3）小于0.03%，重礦物含量應小于5×10-6，不過其對Al2O3和CaO要(yao)求比(bi)較高(gao)，其含量均要(yao)小于0.1%，有些情況(kuang)下，要(yao)求更高(gao)，其含量各為0.01%-0.02%。
生產(chan)硅酸鈉用的石英砂(sha)標準
| 化學組成 | 質量分數/% | 粒度 |
| SiO2 | ＞99.5 | 0.991mm無 |
| Fe2O3 | ＜0.03 | 0.833mm無 |
| Al2O3 | 0.01 | 0.5mm＜4% |
| CaO+MgO | ＜0.10 | 0.35mm＜25% |
| TiO2 | ＜0.03 | 通過0.105mm＜5% |
| ZrO2 | ＜0.01 | |
| Na2O+K2O | 0.1 | |
| 水分 | ＜0.10 | |
| Cr2O3 | ＜0.001 |
隨著高科技及電子工業的迅速發展，半導體硅、沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅等需求也越來越多，其純度的要求也越來越高，如Na、Al、Mg、Cu、Ca、Mn、Ti、Cr、Cl的含量應小于0.1×10-6，Th和U應小于0.1×10-9。
二氧化(hua)(hua)(hua)硅(gui)生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)主要分為火法(fa)和濕法(fa)，兩者都是(shi)以石(shi)英砂(sha)為原(yuan)料，但生(sheng)產(chan)(chan)工藝卻不同。火法(fa)是(shi)以石(shi)英砂(sha)為原(yuan)料，先(xian)還原(yuan)成金(jin)屬硅(gui)，再與氯化(hua)(hua)(hua)氫產(chan)(chan)出(chu)四氯化(hua)(hua)(hua)硅(gui)，四氯化(hua)(hua)(hua)硅(gui)高溫水(shui)解，產(chan)(chan)出(chu)氣(qi)相二氧化(hua)(hua)(hua)硅(gui)。濕法(fa)是(shi)以石(shi)英砂(sha)為原(yuan)料，先(xian)生(sheng)產(chan)(chan)出(chu)硅(gui)酸(suan)鈉，再與酸(suan)反應(ying)，產(chan)(chan)出(chu)沉底二氧化(hua)(hua)(hua)硅(gui)或(huo)者膠(jiao)體二氧化(hua)(hua)(hua)硅(gui)。
化(hua)工(gong)領域所(suo)用石(shi)英(ying)砂(sha)量比玻璃業要少，但硅(gui)酸(suan)鈉和二(er)氧化(hua)硅(gui)的(de)(de)應(ying)用是(shi)十分廣泛(fan)的(de)(de)，因(yin)此今后的(de)(de)需(xu)(xu)求將不斷增長。各種形態(tai)的(de)(de)二(er)氧化(hua)硅(gui)及其延續產品硅(gui)烷、硅(gui)酮等需(xu)(xu)求的(de)(de)上升，對石(shi)英(ying)砂(sha)的(de)(de)需(xu)(xu)求將更多，為石(shi)英(ying)砂(sha)這類大宗非金屬礦(kuang)的(de)(de)精細(xi)加工(gong)和增值開(kai)辟廣闊前景(jing)。
5、填料領域
（1）塑料
石英砂(sha)作塑料(liao)(liao)填(tian)料(liao)(liao)，不(bu)僅可降低塑料(liao)(liao)生產成本，還能提高塑料(liao)(liao)的(de)耐候(hou)性(xing)(xing)、阻燃性(xing)(xing)和(he)硬(ying)度等，其特(te)性(xing)(xing)對塑料(liao)(liao)的(de)影響是多方面的(de)，主要(yao)特(te)性(xing)(xing)是其粒徑、硬(ying)度、化學組成等性(xing)(xing)質。
一般來說，石英砂(sha)顆粒粒徑越小，塑料的(de)力學性(xing)能越好，不(bu)過(guo)粒徑越小，需(xu)要的(de)加工成本(ben)就(jiu)越高(gao)，使其均勻(yun)分散也(ye)越困難，且將消耗更(geng)多的(de)助劑。
故石(shi)英(ying)砂顆粒(li)粒(li)徑的(de)大小，據使用(yong)情況來選擇，因對塑(su)(su)料性能以(yi)及生產(chan)工藝均有影響，是在塑(su)(su)料生產(chan)中，使用(yong)石(shi)英(ying)砂填料需要考慮(lv)的(de)重要因素。
（2）橡膠
在橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中添(tian)加石英砂(sha)，可大幅度提高橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)力(li)學性能(neng)、增加體積、降低(di)(di)成本(ben)、改善(shan)加工工藝(yi)性能(neng)，且來源豐(feng)富(fu)，價(jia)格低(di)(di)，是淺(qian)色(se)和彩色(se)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)制品(pin)的(de)主要填料。
在橡膠生產中(zhong)以石英砂作為填料時，石英砂顆(ke)(ke)粒(li)粒(li)徑(jing)(jing)是影響(xiang)填充效果(guo)的重要因素。顆(ke)(ke)粒(li)粒(li)徑(jing)(jing)越(yue)(yue)小，比表面(mian)積越(yue)(yue)大，表面(mian)活性(xing)就越(yue)(yue)大，與有(you)機分子(zi)界面(mian)作用就越(yue)(yue)強，越(yue)(yue)有(you)利于(yu)提高橡膠的撕裂(lie)強度(du)(du)、耐磨性(xing)、拉伸(shen)強度(du)(du)等力學性(xing)能。
但是石(shi)英砂粒(li)徑(jing)越(yue)小(xiao)，表(biao)面能(neng)也越(yue)大，粒(li)子(zi)易(yi)凝聚使分散(san)變得越(yue)困難(nan)，不利于填充(chong)。故橡膠生產中的填料粒(li)徑(jing)大小(xiao)，應根據橡膠的性能(neng)來定。
（3）涂料
石英(ying)砂是涂料(liao)(liao)(liao)中(zhong)應用較(jiao)廣(guang)泛的(de)(de)填料(liao)(liao)(liao)之一。由于石英(ying)砂在涂料(liao)(liao)(liao)中(zhong)具有較(jiao)好的(de)(de)遮蓋力，從(cong)而能部分替代(dai)鈦白粉等顏料(liao)(liao)(liao)，來(lai)降低漆料(liao)(liao)(liao)成(cheng)本，同時對漆的(de)(de)光澤、儲存穩定性(xing)(xing)的(de)(de)影響不大，另外石英(ying)砂能提高涂膜的(de)(de)牢固性(xing)(xing)，耐(nai)熱性(xing)(xing)和耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)等。
6、水處理
水處理用石英砂要求：SiO2含量＞98，密度2.55-2.65g/cm3，燒(shao)失(shi)量＜0.7%，磨減(jian)量＜3.0%，鹽酸可溶率＜3.5%，粒徑0.3-2.0mm。
7、人造石(shi)英石(shi)板材用石(shi)英砂(sha)
（1）顏(yan)色(se)一致，透(tou)則(ze)透(tou)，白則(ze)白；紅似(si)血，黑如(ru)墨，黃如(ru)玉等(deng)，一般一個產品(pin)里面不能有二種顏(yan)色(se)在(zai)里面；
（2）粒(li)度(du)組成(cheng)均(jun)勻，不能有太多過粗或過細的顆粒(li)，影響顆粒(li)大小不均(jun)的美(mei)觀度(du)。追(zhui)求顆粒(li)趨于顆粒(li)狀，使板(ban)材更接近自然板(ban)材；
（3）產品干凈清潔度(du)好，無粉塵；
（4）水分含量要(yao)低于0.5%。
8、陶瓷釉料
石英砂在陶瓷釉料中是形成玻璃相的主要成分，可賦予釉面高的機械強度、硬度、耐磨性與抗化學侵蝕性能，同時可調節釉料光亮度（光亮釉、亞光釉）和釉料溫度，石英含量和粒度對釉料性能具有重要影響。一般陶瓷釉料用石英砂要求：SiO2＞98.5%，Al2O3＜0.05%，粒度-200目占(zhan)98%。
9、光纖用石英砂
光纖用石英(ying)(ying)原料有(you)合(he)成砂(sha)和天(tian)然(ran)砂(sha)之分。選擇(ze)光纖用石英(ying)(ying)砂(sha)應考慮的(de)主要(yao)因(yin)素如下：
（1）光衰(shuai)減性降低的潛(qian)力；
（2）折射(she)率(lv)的可控制性；
（3）形狀的可(ke)控制性；
（4）光(guang)纖的化學穩定性和(he)機械強度(du)以及(ji)制(zhi)造(zao)成本等。
光纖衰耗的降低有利于各種較長中繼距離傳輸系統的建設。為了保證光纖的低衰耗，對于光纖用石英砂而言，要求過渡金屬離子的含量低于10-9，但是(shi)對(dui)于不(bu)導光部分的外包(bao)層(ceng)材料(liao)，只需保證金屬離子的擴散不(bu)會對(dui)預制(zhi)棒的芯層(ceng)和(he)內(nei)包(bao)層(ceng)產生影響。
我國石(shi)英資源豐(feng)富，但多(duo)數只是(shi)用于玻璃、板材、濾料等領域(yu)，大口徑(jing)石(shi)英管、高質(zhi)量石(shi)英棒和石(shi)英錠以及光(guang)通信(xin)使用的石(shi)英玻璃等仍需要(yao)大量進口，高純(chun)、低羥基石(shi)英產品將是(shi)未來研究和大力發展(zhan)的熱點。
