石英的物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是一種重要的礦產(chǎn)資源，被廣泛應(yīng)用在冶金、玻璃、陶瓷、鑄造、建筑、化工、光學(xué)和裝飾等傳統(tǒng)行業(yè)。高純石英是自然界產(chǎn)出的（如水晶）或由較純凈石英原料加工而成的高品質(zhì)石英，是某些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)所必需的原料。
石英在自然界中的分布十分廣泛，成因多種多樣，目前石英礦物資源的主要類型有天然水晶、脈石英、花崗偉晶巖石英、石英巖、石英砂巖、粉石英、天然石英、石英礫巖等。目前，能夠用作高純石英原料的礦床工業(yè)類型有天然水晶、脈石英和花崗偉晶巖石英等。
石英礦物的類型及應(yīng)用領(lǐng)域
01
天然水晶
天然水晶是一種無色透明的石英結(jié)晶體礦物，主要成分為SiO2，我國的天然水晶分布廣泛，幾乎在每個省區(qū)都有產(chǎn)出，目前以江蘇東海最為有名，在海南屯昌、貴州羅甸、黑龍江通河、四川康定、福建政和、黑龍江伊春、云南富寧和廣西百色等地均有分布。但我國天然水晶礦床規(guī)模小，儲量少，探明的各類水晶資源不多，據(jù)自然資源部發(fā)布的《全國礦產(chǎn)資源儲量通報(bào)》，截至2019年我國查明的水晶資源總量為6648.526t，但保有量僅有175.52t，經(jīng)過30多年的開采，我國的天然水晶資源已逐漸枯竭。
用途：高純石英最初以一、二級天然水晶為原料，再經(jīng)精選提純加工而成。但天然水晶儲量小、開采條件差，資源匱乏，價(jià)格昂貴，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要；另外，受形成環(huán)境變化的影響，礦物晶體化學(xué)成分不穩(wěn)定，在大批量的工業(yè)應(yīng)用中導(dǎo)致原料化學(xué)成分波動較大，原料標(biāo)準(zhǔn)化困難，難以滿足大批量、穩(wěn)定化高純石英高端產(chǎn)品的需要。因此，目前天然水晶主要用作水晶工藝品原料。同時(shí)，質(zhì)地純凈的天然水晶仍然用作生產(chǎn)光學(xué)水晶材料和壓電水晶材料的原料。
02
脈石英
脈石英是一種幾乎全部由致密石英塊體組成的脈體，白色、乳白色，多呈粒狀結(jié)構(gòu)，SiO2含量通常在98%左右。脈石英礦體呈不規(guī)則脈狀，長度一般十幾米至幾百米，寬度一般為幾米，一個礦區(qū)可由單條礦脈或多條礦脈組成，脈體傾角較陡。礦床規(guī)模一般不大，但與天然水晶相比，其資源儲量較為豐富、開采條件較有優(yōu)勢。
脈石英礦產(chǎn)地分布圖
我國脈石英礦床貧礦多、富礦少，礦床規(guī)模以中小型為主。礦石平均品位僅為97.46%，可以滿足高純石英及以上的礦產(chǎn)地約占脈石英資源儲量的7.81%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國共有23個�。▍^(qū)、市）有脈石英礦產(chǎn)地，包括江西、福建、遼寧、新疆、四川、安徽等地，分布廣泛。
用途：脈石英目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域是制備w(SiO2)99%～99.9%的硅微粉，同時(shí)，如果脈石英高溫防爆性技術(shù)指標(biāo)符合要求的，還可應(yīng)用于金屬硅冶煉原料；色澤均勻、雜質(zhì)少、硬度高、油脂光澤好的脈石英還是人工石英板材用砂的良好原料。另外，脈石英由于SiO2含量高，F(xiàn)e2O3含量較低，不宜作為一般硅質(zhì)原料使用，是加工高純石英理想的礦物原料之一。
03
花崗偉晶巖石英
花崗偉晶巖石英，又叫花崗巖石英或偉晶巖型石英。雖然花崗偉晶巖石英石英含量僅30%左右，但石英晶粒極粗，磨礦后與脈石完全解離，且單體石英雜質(zhì)含量極少。
用途：美國尤尼明公司就是以花崗偉晶巖為原料生產(chǎn)高純石英，其花崗偉晶巖資源豐富，礦石性質(zhì)穩(wěn)定，以致于幾乎壟斷國際市場上4N8(SiO2＞99.998%)及以上高端石英砂產(chǎn)品的生產(chǎn)。
04
石英巖
石英巖是一種由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用而形成的變質(zhì)巖石，其石英伴生礦物除長石、云母和黏土礦物以外，往往還含有微量的電氣石，赤鐵礦和鋯英石等。與石英砂巖相比，其礦石致密堅(jiān)硬，硬度較高。我國石英巖資源十分豐富，開發(fā)利用量大，如安徽鳳陽、青海德令哈、青海大通、青海湟中、青海樂都、江西遂川、陜西漢中、遼寧莊河、山東昌邑、山東棲霞等。
用途：由于金屬硅對石英原料的純度要求不高，而石英巖雜質(zhì)提純加工困難，且在均勻性、塊度和高溫抗爆性等方面比較符合金屬硅冶煉工藝技術(shù)指標(biāo)要求。因此，石英巖十分重要的應(yīng)用是用作金屬硅原料。
05
石英砂巖
石英砂巖是一種固結(jié)的沉積類砂質(zhì)巖石，其石英和硅質(zhì)碎屑含量一般在95%以上。在石英砂巖中，常見有蛋白石和玉髓等硅質(zhì)膠結(jié)物，伴生礦物除少量長石、云母和粘土礦物以外，往往還含有微量的電氣石、磁鐵礦、鈦鐵礦和金紅石等。我國石英砂巖資源豐富，主要分布在北京、重慶、山東、浙江、江蘇、江西、河南、河北、湖南、湖北、四川、貴州、云南等地區(qū)。
用途：石英砂巖的加工產(chǎn)物通常能夠滿足石英傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)指標(biāo)要求，能夠加工幾乎所有w(SiO2)99%左右的產(chǎn)品，但受石英粒度大小和角形因數(shù)的影響，其中一些不能用于鑄造用石英砂產(chǎn)品加工，一部分受粒度大小、球度、圓度和破碎率等天然因素的影響和制約不適合作為3D打印砂和石油支撐劑的原料。
06
粉石英
粉石英礦為一類天然產(chǎn)粉狀石英礦床，其為新一代硅質(zhì)原料，風(fēng)化自微晶質(zhì)石英巖。粉石英的構(gòu)成以微晶石英為主，呈白色、淡黃白色或灰白色外觀，若被鐵或其它雜質(zhì)污染，會顯示棕紅色或黃色，粒度均衡，結(jié)構(gòu)松散，通常天然粒徑為5~50μm，具備較高純度且無較多雜質(zhì)，無需研磨，就能夠應(yīng)用。
按照成因分類，中國已發(fā)現(xiàn)的粉石英礦床都為風(fēng)化殘積型礦床類型，礦體為“帽狀”，也可為帶形、層狀。礦床分布范圍廣，礦體總長度為數(shù)百米，甚至數(shù)千米，在寬度上為數(shù)十米，甚至超過200m，厚度一般數(shù)10米至50米。從地理分布上看，我國已探明的粉石英礦床分布以南方為主，集中于江西、重慶、貴州、廣西、福建、青海、湖南等地。受產(chǎn)地影響，粉石英在化學(xué)成分上有所區(qū)別，粉石英的化學(xué)成分主要是SiO2，含量可達(dá)一般為95％~98％，其次為Fe、Mg、Al、Ca、Li、Na、K、Ge、B等雜質(zhì)。
中國主要粉石英礦及分類
用途：諸多領(lǐng)域均用到粉石英礦，包括陶瓷、絕緣材料、玻纖、塑料填料、耐火材料、橡膠、保溫材料以及精密鑄造等，其作為新一代工業(yè)礦物原料具備突出應(yīng)用價(jià)值。
07
天然石英
天然石英是由花崗巖、石英巖、石英砂巖和脈石英等母巖經(jīng)過自然界長期風(fēng)化而形成的一種以石英為主要礦物組成的砂狀礦物原料，根據(jù)成因不同，可分為河湖相沉積砂礦床、海相沉積砂礦床及風(fēng)力沉積砂礦床，礦物組成以石英為主，其伴生礦物包括長石、云母、粘土礦物等脈石礦物，鋯英石、電氣石、鈦鐵礦和角閃石等重礦物。
低品位天然石英砂的化學(xué)組成為SiO275.0~90.0%，Al2O33.0~7.0%，F(xiàn)e2O30.3~1.3%，TiO20.1~0.4%，粒度組成以0.1～0.5mm的中細(xì)砂為主，其含量大于90%。
主要分布在內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、山東、江蘇、福建、江西、廣東、廣西、海南等地，其質(zhì)量（品質(zhì)）總體概括為北低、南高。
用途：天然石英砂是加工鑄造用石英砂、3D打印砂、彩色石英砂和石油壓裂支撐劑等產(chǎn)品理想原料。
08
石英礫巖
礫巖是一種沉積巖，由從母巖上破碎下來的，顆粒直徑大于2毫米的碎屑，經(jīng)過搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)、膠結(jié)而形成的巖石。礫巖比較粗糙，可以見到明顯的礫石，主要礦物為石英，含有少量長石、云母和高嶺石等脈石礦物；鐵礦物主要為赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，偶見金紅石、銳鈦礦和有機(jī)碳等，主要分布在江西、江蘇、山東、貴州等地區(qū)。
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