一、矿产名称 硅石 sieica
二、矿床类型及其分布
硅石是硅质原料的统称,有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。
我国硅质原料矿床主要类型及矿床实例,见表1。我国硅质原料矿产矿石化学成分,见表2、表3、表4、表5。矿物组成见表6、表7。
表1 硅质原料矿床类型及矿床实例
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矿床类型 |
主要矿石类型 |
矿 石 特 征 |
成矿时代 |
矿床实例 |
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沉积——变质矿床 |
石英岩 |
矿石呈乳白色,致密坚硬,块状,油脂光泽,半透明,性脆,粒状构造。矿石成分简单,石英占96~98%,胶结物为硅质;矿石的化学成分:SiO2>98%,Al2O3<1%,Fe2O3<0.1 |
元古代 |
辽宁庄河石英岩矿床、安徽凤阳石英岩矿床等 |
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海相沉积矿床 |
石英砂岩、石英岩、石英砂 |
矿石为白或灰白中细粒石英砂岩、石英岩或石英砂。颗粒多在0.2~0.4mm间。化学成分:SiO2>97%,Al2O30.32~0.60%,Fe2O3<0.1。石英砂的成分变化复杂 |
震旦纪、泥盆纪、第四纪 |
昆明白眉村震旦系石英砂岩矿床、河北滦县雷庄震旦系石英砂岩矿床、苏州清明山泥盆系石英砂岩矿床等 |
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陆相沉积矿床 |
泥质石英砂岩、泥质石英砂、石英砂等 |
矿石成分复杂,都含少量长石,胶结物多为泥质,含铁较高,矿石结构松散,有害杂质多 |
中生代、新生代
(第三纪、第四纪) |
江苏宿迁白马涧第三系石英砂岩矿床、内蒙古通辽甘旗卡第四系石英砂矿等 |
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脉石英——伟晶岩型矿床 |
脉石英、
硅质岩 |
矿石成分单一,SiO2含量一般在99%以上,矿床规模一般不大,产状陡 |
太古代、中生代 |
湖北蕲春灵虬山脉石英矿床、新疆尾亚白山伟晶岩型脉石英矿床等 |
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四、矿石性质
硅石是硅质原料的统称,有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。矿物成分主要为石英(晶质SiO2)和玉髓(隐晶质SiO2)。为块状或粒状集合体,三方晶系,六方柱晶形。无色、灰褐、黑、紫、绿、粉红色。晶面玻璃光泽,断口油脂光泽,贝壳状断口。化学分子式为SiO2,有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、P2O5、MgO和有机物。纯质的脉石英和石英岩其SiO2含量可达98~99%,石英砂岩为95~97%。
硅石质地坚硬,莫氏硬度7,密度2.65g/cm3,有极佳的耐火性和耐酸性,熔点1730℃,熔融体冷却后变为石英玻璃,结晶体石英为水晶,具有透过紫外线光能力及压电性。
硅石可分为下列几种矿石:
1. 石英砂岩:是石英与其他矿物颗粒被某种胶结物胶结起来的沉积岩。其特点是80%以上的碎屑都是石英和硅质碎屑,此外还有长石、燧石、高岭土、白云母杂于其中。颗粒呈浑圆状,表面光滑、干净,多为中——细状。胶结物常为硅质,有时常见钙质、铁质、泥质、锰质,其中以硅质胶结质量最好,胶结物常为蛋白玉及玉髓。矿石一般呈白、灰白、浅红、浅黄色,硬度大,断面粗糙,透水性好。
2. 石英岩:由石英砂岩受热变质重结晶作用而成。通常结晶颗粒间的胶结物已消失,矿物组成为石英,常含绿泥石、黑云母、白云母、硅线石、辉石、角闪石、绿帘石、石榴石、方解石、石墨及含铁矿物等。外表呈白色至灰白色。致密块状,其硬度及强度均很大。
3. 硅质角砾岩:是硅质交代的一种岩石,矿石致密,呈细粒状,具有贝壳状断口,颜色多为灰色及黑色。
4.脉石英:矿物成分为石英,含少量长石、云母及其它矿物,致密块状,质纯呈白色,半透明,油脂光泽,贝壳状断口,结晶颗粒很大,SiO2含量高,加热时不易转化且发生分裂而松散。
5.石英砂:是比较纯的砂,呈白色或灰白色,带杂质时则呈浅红、浅褐黄或土色。砂粒是各种硅质岩石的碎粒。
6.石英粉矿:是SiO2含量高达98%以上的天然高硅原料。
五、工艺特性及用途
1.工艺特性
决定硅石工业应用价值的工艺特性在于:硅石质地坚硬,莫氏硬度为7,有极佳的耐火性和耐酸性,熔点1730℃,熔体冷却后变为石英玻璃,结晶体为水晶,具有透过紫外线光能力及压电性。
2.主要用途
1)冶金工业:主要用于制造耐火材料——硅砖,冶炼硅质合金(硅铁、硅锰、硅铬)和作熔剂。质纯的可制结晶硅。结晶硅是生产单晶硅的主要原料,又可制硅铝和有机硅。
2)玻璃工业:硅石是制造玻璃的主要原料。硅石可作普通及光学玻璃,质纯者可熔炼成优质技术玻璃。耐火砖可作玻璃熔窑的窑衬。
3)建筑工业:可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及铁路道砟。砂与沥青混合可铺路,石英还可作硅酸盐水泥的校正材料。
4)化学工业:硅石可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐,质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。
5)研磨业:石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料;石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面,石英也用于琢磨珠宝。
6)其它工业:可作搪瓷和陶瓷原料。质纯者广泛用于无线电工业、超声波技术及现代国防和尖端技术,纯的石英岩具有旋光性和透过紫外线性能,可制造各种光学仪器和医疗用的石英灯等,也是制造金刚砂(碳化硅)的基本原料。细石英砂可作过滤用。