浅析彰武县邰家天然石英砂矿地质特征和开采工艺条件

彰武县矿产资源以非金属为主,主要有沸石、泥炭、珍珠岩、硅砂等矿产。近年来均大量开采,尤其硅砂、沸石、珍珠岩矿产丰富,成为乡镇工业经济的重要支柱,被誉为发展经济三宝。彰武县邰家天然石英砂矿所处大地构造位置位于柴达木-华北板块(Ⅲ)、华北北缘古生代坳陷带(Ⅲ-6)、阴山-华北北缘古生代裂陷带(Ⅲ-6-1)、法库晚古生代残留海盆(Ⅲ-6-1-2)。出露地层主要为中生界白垩系(K)下统义县组及新生界第四系(Q)。该矿区矿床属于开采技术条件简单类型。

陕西某河湖相沉积型天然石英砂工艺矿物学研究

以陕西某河湖相沉积天然石英砂为研究对象,通过XRD、XRF、EPMA、光学显微镜等现代测试技术进行系统的研究。结果表明:该石英砂脱泥后的SiO_(2)含量为84.54%,杂质元素主要为Al、K、Na、Fe等;矿物主要为石英,脉石矿物为钠长石、钾长石、绢云母及赤(褐)铁矿等。偏光显微镜下砂粒主要可分为岩屑砂粒和石英等矿物单体砂,单体矿物砂粒占70%,岩屑砂粒占30%。岩屑砂粒可进一步分为石英岩岩屑、燧石岩屑、云母石英片岩岩屑、石英砂岩岩屑、千枚岩岩屑;单体矿物砂粒主要是石英,少量的长石类。擦洗分级后的精砂破碎率(应力28 MPa)为8.5%,平均球度为0.72,平均圆度为0.68,浊度为30.25FTU,满足石油行业用支撑剂标准。

有机聚合物覆膜种类对天然石英砂压裂支撑剂短期导流能力的影响

天然石英砂压裂支撑剂具有成本低、来源广的优点,但具有短期导流能力低的缺点。有机聚合物包覆在天然石英砂压裂支撑剂表面,是提高短期导流能力的重要方法。以酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯为包覆剂,研究了聚合物种类对石英砂支撑剂短期导流能力的影响。结果表明:当采用同种有机聚合物时,其用量为6%时,提高闭合压力,短期导流能力持续降低;当闭合压力相同时(压力范围10~60 MPa),环氧树脂所得覆膜砂短期导流能力最高(56.13~7.05μm^(2)·cm),呋喃树脂所得覆膜砂短期导流能力最低(38.13~2.66μm^(2)·cm),酚醛树脂和聚氨酯所得覆膜砂短期导流能力居中,分别为51.02~5.96μm^(2)·cm和45.56~4.13μm^(2)·cm。该研究可为制备高短期导流能力的覆膜砂提供一定的思路。

天然石英中气-液杂质的热动力解吸

高纯天然石英是生产透明石英玻璃、石英坩埚的原料,其中气液杂质的含量是影响石英玻璃许多性能的决定性因素。用配有离子源和无油真空泵系统的质谱仪对天然石英中的10种主要气液杂质进行研究。结果表明:水是天然石英中的主要气液杂质。熔制实验证明:高温水的含量是影响天然石英质量的最主要因素。根据测试数据可以计算出不同温度阶段水在石英中的扩散系数,推荐脱除天然石英中气液杂质的工艺条件。

天然石英的热释光特性

通过实验探讨了天然石英热释光的若干基本特性：天然石英和经人工辐照石英的热释光发光曲线；热释光信号的热稳定性；天然石英的热释光信号的完全退火温度；γ辐照的热释光响应；不同粒径对热释光强度的影响．

用天然石英合成氮化硅的研究

以天然石英为硅源，用碳热还原法合成出了平均粒径为1μm的Si3N4粉末，结果表明，石英粉末越细越利于Si3N4的合成；在氮气压为0.14MPa，氮气流量为1L/min条件下，合成温度以1450℃为宜，添加剂Fe2O3以3%为佳。

TFT-LCD玻璃基板用海相沉积型天然石英砂的工艺矿物学研究

利用ICP、XRD、光学显微镜、EPMA和Raman等手段对国外某地海相沉积型天然石英砂进行了系统地分析研究,结果表明,SiO2含量为99.7668%,粒度集中分布在0.15~0.4 mm,含少量长石、金红石、黑云母、褐帘石、浸染粘土等脉石矿物。石英内可见少量矿物包裹体(褐帘石、金红石及黑云母),流体包裹体为气相、液相、气液两相以及三相包裹体,其盐度不高且均为易挥发成分,可推断该类流体包裹体在TFT-LCD玻璃基板熔融过程中大部分均会爆裂,对TFT-LCD玻璃基板粘度及气泡数指标均无明显影响;通过ICP、粒度组成及SEM对比测试分析,海相沉积型天然石英砂制备出的TFT-LCD玻璃基板用石英原料与Sibelco公司参比样在重要理化指标方面无明显差距,可作为TFT-LCD玻璃基板用石英原料,为国内同类矿物成因的天然石英砂的高值化利用提供了参考依据,可降低高端硅基玻璃材料对高品质石英原料的依赖程度。

碳对碳热还原氮化天然石英物相行为的影响

采用XRD、SEM等研究了碳添加量(理论量、碳过量5%、10%、20%、50%和100%),不同碳源(焦炭和炭黑)对反应产物的影响。结果表明,C的添加量为理论量,在温度为1 600℃时产物为β-Si3N4;在C的添加量为理论量过量10%时,也可以得到含量较高的β-Si3N4,但产物中存在的β-SiC的量相对较多;随着C的添加量的增加,各试样反应产物中β-SiC含量也逐渐增加,当C的添加量过量100%时,产物主要为β-SiC。合成温度在其他温度下(1 500、1 520、1 540、1 560℃和1 580℃)都有相似的规律。碳源种类对反应产物的物相组成的影响较小。

天然石英激光剥蚀探索研究

包裹体研究对矿床学、地球化学具有重要意义,人工合成包裹体技术已成为模拟天然包裹体习性和研究流体体系的重要手段。人工合成包裹体通常是通过愈合人工石英单晶裂隙得以实现。然而人工合成石英过于纯净,激光器无法剥蚀人工石英中所捕获的流体包裹体。因此在研究过程中,运用天然石英进行人工合成包裹体,开展天然石英激光剥蚀探索研究,通过对天然石英开展激光剥蚀探索研究,得到以下结论:(1)可以利用193nmArF准分子激光剥蚀天然石英样品,可以利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱测得天然石英样品中主量元素和微量元素含量数据;(2)利用天然石英合成包裹体中微量元素的数据,来分析讨论微量元素在不同地质过程中的元素地球化学行为时,应根据天然石英中原本微量元素含量及其赋存特征合理修正微量元素数据,进行分析讨论。

天然石英砂制造通信光纤的研究

将PSOD(等离子固态外部沉积)、光纤预制棒制备技术以及光纤拉丝技术相结合,成功开发了芯棒+天然石英砂套管的预制棒制备技术。该技术以成本相对较低的天然石英砂为原料,等离子体为热源,干燥压缩空气为工作气体,熔制了符合光纤生产要求的套管,并研究出了合适的光纤生产工艺路线。该套管的工艺路线简单,无需合成套管工艺中的脱水和烧结处理,且生产过程不会产生有毒有害的尾气,对环境无污染。针对天然石英砂材料的特殊性质,制定了低掺杂的预制棒沉积技术以及高张力拉丝的工艺条件,成品光纤各方面合格,并具有更低的衰耗。

合成石英砂工艺概况及几种石英砂的检测数据对比分析

高纯石英砂主要应用于单晶硅制造工艺中的石英坩埚,高端光学玻璃,半导体等领域。大致分为天然砂和合成砂两类,合成砂由于纯度更高,成分可控等优势,更适合于半导体以及更高要求的工艺制程。合成砂的生产不依赖于天然矿产,能缓解我国缺少高品质石英矿的现状,国内对于合成砂的研究还处于起步阶段。本文经过对比天然石英砂、进口合成砂、国产实验室合成砂的各项检测结果,可以指导不同应用条件下的砂选型。研究过程中,发现了可以通过X射线衍射法区分天然砂和合成砂的方法,并列举了粒径、杂质、粒型等检测数据对比。

有机聚合物覆膜对石英砂压裂支撑剂破碎率的影响研究

天然石英砂压裂支撑剂具有成本低、来源广的优点,但存在破碎率高的缺点。如何有效降低天然石英砂压裂支撑剂的破碎率,是拓展其应用的关键问题。覆膜法将有机聚合物包覆在天然石英砂压裂支撑剂表面,制备具有“核壳”结构的覆膜砂,是降低破碎率的重要方法。以70-140目石英砂压裂支撑剂为研究对象,分别以酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯为包覆剂,制备了4种覆膜砂,研究了有机聚合物不同种类和不同用量对天然石英砂压裂支撑剂破碎率的影响。结果表明:当采用同种有机聚合物时,在69 MPa闭合压力下,随着有机聚合物用量增加(2%~4%),破碎率先快速降低、后缓慢降低,当有机聚合物用量为6%时,破碎率显著降低;当有机聚合物用量均为6%时,在69 MPa闭合压力下,环氧树脂所得覆膜砂破碎率最低(其值为0.8%),呋喃树脂所得覆膜砂破碎率最高(其值为3.1%),酚醛树脂和聚氨酯所得覆膜砂破碎率居中(其值分别为1.3%和1.8%)。该研究结果可为低破碎率覆膜砂的合成提供一定的理论依据。

利用天然粉石英制作耐高温硅酸钙保温材料的研究

研究以天然粉石英为硅质原料，普通建筑用石灰为钙质原料生产硬硅钙石型硅酸钙保温材料的基本反应原理、反应过程和可用于工业化生产的工艺技术。用该项新技术所生产的硬硅钙石型硅酸钙保温材料，其性能达到美国和日本同类产品标准。

天然粉石英在熔模铸造面层涂料中的应用

粉石英SiO2 w为 98.7%～ 99.3 % ,Fe2 O3 w为 0 .0 3 %～ 0 .0 4% ,价格约为人工石英粉的 5 0 % ,用它和水玻璃配制的面层料标准涂片质量 0 .47～ 0 .5 2 g ,铸件表面粗糙度Ra >40 μm。经过对天然粉石英的淘洗工艺和颗粒组成的研究 ,试验确定 1种性能较好的粉料。可使标准涂片质量达 0 .8g以上 ,铸件的表面不平度也得到改善 ,Ra为 13 .9～ 2 4.65 μm ,可用于熔模铸造面层涂料。

利用天然脉石英制备高纯超细SiO_2粉体

以四川广元金子山所产天然脉石英为主要原材料,经表面擦洗、破碎、磁选、煅烧、水淬、粉磨、酸浸、清洗、过滤及烘干等工艺措施对其除杂处理,制备了SiO2含量>99.99%的高纯超细SiO2粉体。研究了单一酸、混合酸酸浸处理对Al、Fe主要有害杂质的去除效果,获得了技术可行、经济合理的酸浸工艺路线。所得样品粉体粒径d50约为291nm,Al含量为1.365×10-5,Fe含量为2.36×10-6,达到了电子行业标准对硅微粉技术指标的要求。

用天然粉石英配制熔模铸造面层涂料

粉石英SiO2含量高(98.7%～99.3%),Fe2O3含量低(0.03%～0.04%),价格约为人工石英粉的一半,用它和水玻璃配制的面层料涂片重量较轻(0.47～0.52g),铸件表面粗糙度Rz>40μm。经过对天然粉石英的淘洗工艺和颗粒组成的反复研究,做了大量的工艺试验,最后确定了一种性能较好的粉料。可使涂片重达到0.8g以上,铸件的粗糙度也得到了改善(Rz为13.9～24.65μm)。

彩色石英砂应用现状及发展趋势

根据生产工艺,彩色石英砂可分为天然彩砂和人工彩砂。天然彩砂色彩柔和、加工工艺简单,成本较低,但由于矿源的差异,不同批次产品易出现色差。人工彩砂主要以陶瓷彩釉法生产,产品颜色均匀,色彩鲜艳,但成本较高。在地面材料中,彩色石英砂主要应用在环氧彩砂地坪中,墙面材料主要应用于真石漆和质感涂料中,而在屋面主要应用在玻纤沥青瓦上。彩色石英砂一方面增加了产品的装饰性,另一方面可提高产品的物理性能,如耐磨性和强度,通过特殊的加工工艺甚至可以提高产品如玻纤沥青瓦的热反射性能。

反应温度和锆英石添加量对石英碳热还原氮化产物的影响

本研究中选用石英和焦炭为原料、天然锆英石为添加剂,采用XRD、SEM和EDS等分析方法,研究了反应温度和锆英石添加量对石英碳热还原氮化产物影响。研究结果表明:在0.13 MPa的流动氮气气氛中,反应温度在1450～1550℃时,石英的碳热还原氮化产物中含有Si2N2O、β-SiC和β-Si3N4物相;当反应温度为1600℃时,石英的碳热等在1600℃条件下,石英碳热还原氮化产物主要含有柱状β-Si3N4和少量纤维状β-SiC物相;当添加10wt%的天然锆英石时,产物的主要成分为β-Si3N4、ZrN以及少量βSiC物相;当锆英石添加量为20wt%到50wt%时,产物中不仅含有β-Si3N4和ZrN物相,还存在c-ZrO2,m-ZrO2,Si2N2O及β-SiC等物相。

福建省榕霞石英砂有限责任公司 漳浦县榕霞矿业开发有限公司

公司简介Company我公司创办于1976年,是国内较早从事石英砂系列产品生产、销售一体化经营的综合性企业。公司拥有丰富的优质石英砂矿产资源,矿区面积1000多亩,年开采量可达40万吨。公司生产的石英砂产品具有SiO2含量高,含泥量低、角形系数小等特点,是高品位的天然石英砂。'榕霞'天然石英砂系列产品现广泛应用于国内铸造行业、机械制造行业、全国各水处理行业及玻璃制造、钢铁冶金行业等,质量达到国际先进水平。