资源型矿物介绍、石英.pptVIP

十四、石英 东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏 第三章、非金属矿物分述 自然界的石英材料有许多同质异形体，如α石英、β石英、α磷石英、β磷石英、γ磷石英、α方石英、β方石英 ?-石英：以结晶状态存在于自然界中的石英。几乎都是?-石英，如石英砂、硅石、水晶等。?-石英受热573℃时，即转变为?-石英，同时体积增加0.82%。 ?-石英：只存于573~870℃的范围内，当温度高于870℃时并有矿化剂存在时，可以转变为?型鳞石英，体积增加16%，温度超过1000℃且有矿化剂存在时，则转变为?-方石英，体积增加15.4%。 ?-鳞石英：只存于870~1470℃范围内，当温度低于870℃时，在适当条件下可缓慢转变为?-石英，但在实际生产中极难转化，而亚稳态存在。温度低于163℃时，则迅速转化为?-鳞石英，体积减少0.20%。 ?-鳞石英：在温度低于117℃时，即转变为?-鳞石英，体积减小0.20%。 ?-鳞石英：只存于117℃以下范围内，多见于火山岩或硅质耐火材料。 ?-方石英：在温度高于1300℃时向?-鳞石英转变，通常大部分?-方石英在180~270℃温度范围内，很快变成?-方石英，体积减小2.8%。温度高于1713℃时熔融。 14.2、石英的用途 通常将优质石英磨成微粉称为硅微粉。 硅微粉是中性无机填料，不含结晶水，不参与被充填物的化学反应，是一种非常稳定的矿物填料，具有电绝缘性、阻燃性、耐腐蚀性等，广泛用于塑料、橡胶、树脂、胶结剂和涂料中。 硅微粉作为填料可大量节省原料，如树脂成本约是硅微粉成本的4倍，而硅微粉在树脂中的填入量可达20%~50% 。 硅微粉按使用的原料分为二氧化硅硅微粉（结晶型硅微粉，原料为石英）；二氧化硅硅微粉广泛用于机电、电工器材、高强度耐磨橡胶、工程塑料、焊条保护层、高温耐磨防腐材料、环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂的浇注料、塑封料、灌封料。 方石英硅微粉（结晶型硅微粉，原料为人工方石英）；方石英硅微粉白度高、密度小，具有惰性，而且能给充填系统一种透明的感觉，在牙科中可作为填料，在制鞋业及其他方面可替代部分钛白粉使用。 熔融石英粉（无定形硅微粉，原料为熔融石英）。 熔融石英粉除保持二氧化硅粉的特性外，还可满足3～5μm电子技术塑封料的必要的高纯度、低应力、膨胀系数小、高耐湿性的要求，主要用于大、中、小晶体管，电子原件，集成电路的塑封，以及3~5μm电路技术配套使用的环氧塑封料的填料。 14.3、粉石英的用途 粉石英：是一种天然碎屑状风化产物。 粉石英是80年代初发现的一种新型非金属矿产资源，在陶瓷、玻纤、耐火材料、保温材料、精密铸造、橡胶塑料填料等工业领域具有广阔的应用前景，是一种加工简单、用途广泛的新兴工业矿物原料。 粉石英的化学成分依产地而异，一般SiO2含量都在98%以上，杂质有Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2等。 14.5、白炭黑 白炭黑指粉末状的无定形二氧化硅和硅酸盐，由于其在橡胶中近于炭黑的补强性能，故称之为白炭黑。 主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等 ，但由于硅酸盐用量减少，目前已专指沉淀法和气相法白炭黑。 白炭黑分子式为SiO2·nH2O，是一种白色、无毒、无定形微细粉状无机硅化合物，具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能。密度为2.319~2.653g/cm3，熔点为1750℃。 14.5.1沉淀法白炭黑 沉淀法白炭黑又称沉淀法水合二氧化硅，为白色无定形粉状物质，质轻而松散，无毒、无味、无臭，不溶于水和酸，溶于氢氧化钠及氢氟酸。高温不分解，电绝缘性高，有吸湿性，对其他化学药品稳定，耐高温，不燃烧。 平均粒径为11~110nm，比表面积35~380m2/g，加热减量4.0%~8.0%，灼烧减量约6%，pH值5~8，表观密度250kg/m3，并有很好的电绝缘性。。 沉淀法白炭黑生产工艺 沉淀法白炭黑所用原料水玻璃又名泡花碱，无色、青绿色或棕色的固体或粘稠液体，是由碎石(石英砂)、纯碱(或土碱)在熔化窑炉中共熔、冷却、粉碎制得，其燃料为煤、天然气或煤气。反应式为： Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2 通常所使用的是干法生产固体水玻璃，再经溶解转变成所需规格的液体水玻璃，其转换率为1:2.5。 石英砂+纯碱→煅烧→水淬→固体水玻璃→溶化→液体水玻璃 沉淀法白炭黑生产工艺 沉淀法就是将水玻璃与硫酸或盐酸作用，生成硅酸，再分解而制得白炭黑。 沉淀法生产的白炭黑属于含水二氧化硅，含SiO2 90%左右，市场需求量大，主要用于作橡胶补强填料。 14.5.2 气相法白炭黑 气相法白炭黑的分子式为SiO2·nH2O， SiO2含量在99.