我国是全球较大的玻璃工业生产国,占据着全球玻璃产量超过30%的份额。石英砂是玻璃工业的主要原料,随着门窗、电子显示屏、光伏板和其他平板玻璃产品市场的不断增长,其对石英砂的需求也呈现出强劲的增长趋势。
玻璃工业对石英砂的质量要求主要体现在化学成分、粒度组成、稳定性3个方面。玻璃行业对石英砂产品的质量要求如下:
1、平板玻璃用石英砂质量指标如下表:
玻璃允许的石英砂含铁量
玻璃种类 | Fe2O3允许量/% |
光学玻璃、透紫外玻璃 | 0.01 |
优质水晶玻璃 | 0.015 |
普通水晶玻璃 | 0.02 |
无色空腔玻璃、水晶镜片玻璃 | 0.03 |
灯泡用玻璃 | 0.05 |
镜子用玻璃 | 0.1 |
物理化学用玻璃 | 0.1 |
半透明厚玻璃 | 0.2 |
半透明薄玻璃 | 0.3 |
绿色、褐色瓶玻璃 | 0.5以上 |
2、超白玻璃用石英砂质量指标如下表:
超白玻璃用石英砂要求(wt%)
原料 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 |
石英砂 | ≥98.55±0.3 | ≤1.0±0.1 | ≤0.01±0.001 | ≤0.1±0.01 |
超白玻璃用石英砂的粒度要求
粒度 | 0.5mm以上 | 0.113-0.55mm | <0.113mm |
含量 | ≤0.5 | ≥94.5 | ≤5.0 |
3、石英玻璃用石英砂质量指标如下表:
石英玻璃原料的一般工业要求
原料品质 | 杂质总量×10-6 | 主要杂质成分w/% | ||
Al | Fe | B | ||
普通 | 150-50 | 无具体要求 | ||
高纯 | <30 | <15×10-3 | <1.5×10-3 | <0.5×10-3 |
超高纯 | <10 | <3×10-3 | <0.1×10-3 | <0.1×10-3 |
原料品质 | 杂质总量×10-6 | 主要杂质成分w/% | 应用范围 | |
碱金属 | 碱土金属 | |||
普通 | 150-50 | 无具体要求 | 电光源 | |
高纯 | <30 | <4×10-3 | <4×10-3 | 电子石英、光纤管 |
超高纯 | <10 | <0.5×10-3 | <1.0×10-3 | 光仟管、光学应用 |
高温玻璃的应用,经常可以看到失透、高温变形等局限,微量的碱金属,起着助熔剂的作用,能加速石英容器溶解在纯硅金属熔体中,起着很大地负作用,碱金属对不良的结晶也起着催化作用,对石英制品的热稳定性具有较大的影响。
对某些石英玻璃的应用,如CZ增祸,要求比较低的一致性好的硼含量,根据矿源和不同级别硼含量的相关分析,硼含量与矿床地质有直接关系,这是由于硼离子进入硅酸盐骨架结构,产生较强的化学键,而不是孤立地含在含硼矿物中。
4、连熔透明石英玻璃管用石英砂质量指标如下表:
连熔透明石英玻璃管的原料要求
级别 | 特级 | 一级 | 二级 | 三级 |
杂质总量/10-6 | <30 | <50 | <100 | <150 |
杂质颗粒/粒·kg-1 | 无 | <5 | <10 | <20 |
水分含量/% | 0.3 | 0.3 | 0.5 | 0.5 |
玻璃质量等级 | 1、2级 | 3级以上>40% | 4级以上>70% | 4级>40% |
5、英国海沃斯工业用石英砂规格质量指标如下表:
英国海沃斯公司生产的工业用石英砂规格标准(含铁要求)
应用领域 | Fe2O3/% |
供燧石容器玻璃生产的典型砂 | 0.040 |
供平板玻璃生产的典型砂 | 0.10 |
供玻璃纤维生产的典型砂 | 0.035 |
供带色玻璃容器生产的典型砂 | 0.25 |
供硅酸盐生产的典型砂 | 0.040 |
供铸造用的典型砂 | 0.23 |