二氧化硅含量99%±的石英可用于哪些領(lǐng)域和行業(yè)
石英的工業(yè)應(yīng)用和價值與SiO2的純度有著密切的關(guān)系,w(SiO2)99%±產(chǎn)品是我們大家非常熟悉的石英傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,主要包括各種浮法玻璃、日用玻璃(如玻璃杯、酒瓶等)、玻璃纖維、陶瓷、鑄造(型砂和覆膜砂)、耐火材料、冶金等;同時還包括金屬硅(工業(yè)硅)、石油壓裂支撐劑和3D打印砂等新的應(yīng)用領(lǐng)域。
w(SiO2)99%±產(chǎn)品的特點是一般單價不高,單位質(zhì)量產(chǎn)品的附加值不大,但其用量很大,工業(yè)產(chǎn)值十分可觀。
例如,據(jù)市場調(diào)查分析資料,僅四川玻璃工業(yè)對石英砂需求為600萬t/a,而我國日用玻璃制品(玻璃器皿、玻璃保溫容器、玻璃包裝容器等)總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到3000萬t,工業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到2000多億元。目前我國人均日用玻璃制品的消費量還不足15kg,而歐美國家的人均日用玻璃制品消費量已達(dá)50kg,說明還有很大市場潛力。
再如,鑄造用石英砂是用量最大的鑄造原砂,是一種重要的造型礦物材料,廣泛用于鋼鐵和有色金屬的鑄造。我國鑄件總產(chǎn)量已連續(xù)多年位居世界首位。據(jù)統(tǒng)計,每生產(chǎn)1t合格鑄件,需要1~1.3t的石英砂,全國每年消耗的新砂在2000萬t以上。
值得一提的是,在目前國內(nèi)市場上w(SiO2)99%±的石英砂產(chǎn)品中,根據(jù)其TFe含量有w(TFe)≦0.08%的普砂,w(TFe)≦0.05%的精砂,以及w(TFe)≦0.01%的低鐵石英砂等品種,而它們所對應(yīng)的價格范圍相差好幾倍。
其中,低鐵石英砂是近年來用量增長較快的品種,主要用于生產(chǎn)超白玻璃和五糧液水晶瓶等。超白玻璃一種透明度很高的玻璃,在光伏新能源產(chǎn)業(yè)和特殊裝飾等方面有廣泛應(yīng)用。
目前,我國金屬硅的產(chǎn)能世界第一。石英的另一個新用途是用于硅產(chǎn)業(yè)所需金屬硅生產(chǎn)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需要的多晶硅和單晶硅就是以金屬硅為原料進(jìn)一步提純加工得到的。金屬硅是石英和焦炭的冶煉產(chǎn)品,主要成分Si含量在98%左右(近年來w(Si)99.99%的也在金屬硅之列),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。據(jù)了解,金屬硅對石英礦物原料的純度要求并不高(w(SiO2)>99.2%,w(TFe)<0.5%),但對石英原料塊度和高溫防爆性還有一定要求。
對于石英傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,前人做了大量研究工作,成果多,技術(shù)比較成熟。但是,對于石英的新應(yīng)用領(lǐng)域,如何采用礦物資源豐富的普通原料,加工制備性價比更優(yōu)、附加值更高、環(huán)境污染小的低鐵石英砂,仍然有許多工作要做。
來源:汪靈.石英的礦床工業(yè)類型與應(yīng)用特點[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2019,39(06):39-47.