我國是全球較大的玻璃工業生產國,占據著全球玻璃產量超過30%的份額。石英砂是玻璃工業的主要原料,隨著門窗、電子顯示屏、光伏板和其他平板玻璃產品市場的不斷增長,其對石英砂的需求也呈現出強勁的增長趨勢。
玻璃工業對石英砂的質量要求主要體現在化學成分、粒度組成、穩定性3個方面。玻璃行業對石英砂產品的質量要求如下:
1、平板玻璃用石英砂質量指標如下表:
玻璃允許的石英砂含鐵量
玻璃種類 | Fe2O3允許量/% |
光學玻璃、透紫外玻璃 | 0.01 |
優質水晶玻璃 | 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、褐色瓶玻璃 | 0.5以上 |
2、超白玻璃用石英砂質量指標如下表:
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、石英玻璃用石英砂質量指標如下表:
石英玻璃原料的一般工業要求
原料品質 | 雜質總量×10-6 | 主要雜質成分w/% | ||
Al | Fe | B | ||
普通 | 150-50 | 無具體要求 | ||
高純 | <30 | <15×10-3 | <1.5×10-3 | <0.5×10-3 |
超高純 | <10 | <3×10-3 | <0.1×10-3 | <0.1×10-3 |
原料品質 | 雜質總量×10-6 | 主要雜質成分w/% | 應用范圍 | |
堿金屬 | 堿土金屬 | |||
普通 | 150-50 | 無具體要求 | 電光源 | |
高純 | <30 | <4×10-3 | <4×10-3 | 電子石英、光纖管 |
超高純 | <10 | <0.5×10-3 | <1.0×10-3 | 光仟管、光學應用 |
高溫玻璃的應用,經常可以看到失透、高溫變形等局限,微量的堿金屬,起著助熔劑的作用,能加速石英容器溶解在純硅金屬熔體中,起著很大地負作用,堿金屬對不良的結晶也起著催化作用,對石英制品的熱穩定性具有較大的影響。
對某些石英玻璃的應用,如CZ增禍,要求比較低的一致性好的硼含量,根據礦源和不同級別硼含量的相關分析,硼含量與礦床地質有直接關系,這是由于硼離子進入硅酸鹽骨架結構,產生較強的化學鍵,而不是孤立地含在含硼礦物中。
4、連熔透明石英玻璃管用石英砂質量指標如下表:
連熔透明石英玻璃管的原料要求
級別 | 特級 | 一級 | 二級 | 三級 |
雜質總量/10-6 | <30 | <50 | <100 | <150 |
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% |
5、英國海沃斯工業用石英砂規格質量指標如下表:
英國海沃斯公司生產的工業用石英砂規格標準(含鐵要求)
應用領域 | Fe2O3/% |
供燧石容器玻璃生產的典型砂 | 0.040 |
供平板玻璃生產的典型砂 | 0.10 |
供玻璃纖維生產的典型砂 | 0.035 |
供帶色玻璃容器生產的典型砂 | 0.25 |
供硅酸鹽生產的典型砂 | 0.040 |
供鑄造用的典型砂 | 0.23 |