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石英

(礦物)

鎖定
石英是主要造岩礦物之一,一般指低温石英(α-石英),是石英族礦物中分佈最廣的一個礦物。廣義的石英還包括高温石英(β-石英)和柯石英等。 [1]  主要成分是SiO2,無色透明,常含有少量雜質成分,而變為半透明或不透明的晶體,質地堅硬。
石英是一種物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源,晶體屬三方晶系氧化物礦物。石英塊又名硅石, 主要是生產石英砂 (又稱硅砂)的原料, 也是石英耐火材料和燒製硅鐵的原料。
石英是由二氧化硅組成的礦物,化學式SiO2。純淨的石英無色透明,因含微量色素離子或細分散包裹體,或存在色心而呈各種顏色,並使透明度降低。具玻璃光澤,斷口呈油脂光澤。硬度7,無解理貝殼狀斷口。比重2.65。具壓電性 [1] 
無色、透明的石英,希臘人稱為Krystallos,意思是“潔白的冰”,他們確信石英是耐久而堅固的冰。中國古代人認為嘴裏含上冷的水晶能夠止渴。
2017年10月27日,世界衞生組織國際癌症研究機構公佈的致癌物清單初步整理參考,石英或方石英形式的晶狀硅塵在一類致癌物清單中。
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中文名
石英(shíyīng)
外文名
Quartz
別    名
潔白的冰
類    別
氧化物礦物
化學式
SiO2
分子量
60.084
顏    色
無色
光    澤
玻璃光澤,斷口油脂光澤
透明度
半透明或透明
晶    系
三方晶系或六方晶系
斷    口
油脂光澤
硬    度
7
密    度
2.65 g/cm³
比    重
2.22-2.65
應    用
玻璃、鑄造、陶瓷、冶金、建築、化工、塑料、橡膠、磨料
分    佈
主要造岩礦物之一,可見於大多數岩石中
熔    點
1750 ℃
化學反應現象
硅礦玻璃石受房地產水泥鹽酸腐蝕,變輕,黃色,松沙。

石英基本簡介

薔薇石英
薔薇石英(2張)
石英是地球表面分佈最廣的礦物之一,石英有多種類型,日用陶瓷原料所用的有脈石英石英砂石英岩、砂岩、硅石蛋白石硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出孃胎”的一種物質。當二氧化硅結晶完美時就是水晶,二氧化硅膠化脱水後就是瑪瑙,二氧化硅含水的膠體凝固後就成為蛋白石。二氧化硅晶粒小於幾微米時,就組成玉髓燧石次生石英岩
它的用途也相當廣泛。遠在石器時代,人們用它製作石斧石箭等簡單的生產工具,以獵取食物和抗擊敵人。石英鐘、電子設備中把壓電石英片用作標準頻率。熔融後製成的玻璃,可用於製作光學儀器、眼鏡、玻璃管和其它產品。還可以做精密儀器的軸承、研磨材料玻璃陶瓷等工業原料。
石英是非可塑性原料,其與粘土在高温中生成的莫來石晶體賦予瓷器較高的機械強度和化學穩定性,並能增加坯體的半透明性,是配製白釉的良好原料。
民國時期多采用景德鎮三寶蓬村所產石英。新中國成立後大多采用星子都昌、修水等地的石英,尤其是2000年以後,石英用量劇增。釉料中用量為10%~30%,使用前應洗淨揀選,除去污物雜質,放在窯內高温煅燒,便於粉碎。
石英是硅石礦的主要礦物組分。含硅46.70%。有三方晶系的低温石英(α-石英)和六方晶系的高温石英(β-石英)之分。一般所稱石英均指低温石英。三方晶系,晶體呈六方柱狀,雙晶很普遍。通常呈晶簇狀、料狀、塊狀集合體。呈多種顏色,乳白色者稱為乳石英,紫色者稱為紫水晶,淺玫瑰色者稱為薔薇石英,煙色者稱為煙水晶,褐色者稱為茶晶等。玻璃光澤。硬度7,密度2.65g/cm3。不溶於除氫氟酸以外的任何酸。地殼中分佈最廣的礦物之一,為多種岩石和礦牀的礦物組分。用於製造硅膠水玻璃及各種硅化物硅酸鹽,用作塑料、橡膠的填料。還廣泛用於玻璃、陶瓷、石油、冶金、鑄造、建材等部門 [2] 

石英石英砂

石英性質結構

高純石英砂 高純石英砂
石英砂是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物,其主要礦物成分是SiO2 。石英砂的顏色多種多樣常為乳白色、無色、灰色。硬度為7,性脆,無解理貝殼狀斷口油脂光澤,密度為2.65g/cm3,其化學、熱學和機械性能具有明顯的異向性。不溶於酸,微溶於KOH溶液,熔點1750℃。具壓電性

石英主要類型

石英砂按品質可分為普通石英砂精製石英砂高純石英砂,熔融石英砂。
1、普通石英砂
SiO2≥90~99%,FeO ≤0.06~0.02%,耐火度1750~1800℃。外觀部分大顆粒,表面有黃皮包囊。粒度範圍5~220目,可按用户要求粒度生產。
主要用途:冶金、墨碳化硅、玻璃及玻璃製品、搪瓷、鑄鋼、水過濾、泡花鹼、化工,噴沙等行業。
2、精製石英砂
SiO2≥99~99.5%,Fe2O3≤0.02~0.015%。精選優質礦石進行復雜加工而成。粒度範圍用5~480目,可按用户要求生產,外觀白色或結晶狀。
主要用途:高級玻璃、玻璃製品、耐火材料、熔鍊石類、精密鑄造,砂輪磨材等。
3、高純石英砂
SiO2≥99.5~99.9%,FeO≤0.005%。是採用1~3級天然水晶石和優質天然石類,經過精心挑選,精細加工而成。粒度範圍1~0.5mm,0.5~0.1mm,0.1~0.01mm,0.01~0.005mm 不等。
4、熔融石英砂
化學成分: SiO2:99.9~99.99%。Fe2O3:10PPM~25PPM。Max Li2O 含量:1~2PPM。Max Al2O3含量:20~30PPM。Max K2O 含量:20~25PPM。Max Na2O 含量:10~20PPM。
物理性能:外觀為無色透明塊狀,顆粒或白色粉末。
真比重:2.21
PH值:6.0
5、硅微粉
硅微粉:外觀為灰色或灰白色粉末。耐火度>1600℃。
容重:200~250千克/立方米。
硅微粉的化學成分
項目
平均值
SiO2
75~96%
Al2O3
1.0±0.2%
Fe2O3
0.9±0.3%
MgO
0.7±0.1%
CaO
0.3±0.1%
NaO
1.3±0.2%
PH值
中性

石英基本用途

石英砂是重要的工業礦物原料,廣泛用於玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建築、化工、塑料、橡膠,磨料等工業。
1、玻璃
石英坩堝
石英坩堝(2張)
平板玻璃浮法玻璃、玻璃製品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光學玻璃玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料。
2、陶瓷及耐火材料
瓷器的胚料和釉料,窯爐用高硅磚、普通硅磚、碳化硅等的原料。
3、冶金
硅金屬、硅鐵合金、硅鋁合金等的原料或添加劑和熔劑。
4、建築
混凝土、膠凝材料、築路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等。
5、化工
硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,無定形二氧化硅微粉等。
6、機械
鑄造型砂的主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等)。
7、電子
高純度金屬硅、通訊用光纖,晶振,壓電水晶等。
8、橡膠和塑料
填料(可提高耐磨性)
9、塗料
填料(可提高塗料的耐候性)
10、航空航天
其內在分子鏈結構,晶體形狀和晶格變化規律。使其具有的耐高温、熱膨脹係數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應諧振以及其獨特的光學特性。
11、珠寶
石英其實也是水晶的礦物名稱,具有相同的化學組成,不同的是寶石級水晶是可作為寶石的材料,可加工而成各種飾品。而多晶體石英岩經過染色後,大部分只能作為玉石類的仿製品,例如:翡翠岫巖玉獨山玉等。單晶石英也可先經炸裂後經染色仿製碧璽等寶石。

石英石英寶石

石英晶體內含有細小的氣泡或液體充填裂隙時,會通過干涉光產生彩虹,能製成精美的首飾。拿破崙的妻子約瑟芬皇后(Empress Josephine)擁有一個令人眼花繚亂的寶石藏品,就是彩虹石英制成的首飾。
石英因含各種雜質,顏色各異,有以下異種:
1、水晶(rock crystal):無色透明。
2、紫水晶(amethyst):紫色透明或半透明,加熱可脱色。
3、薔薇石英(rose quartz):淺玫瑰色,緻密半透明。
4、煙水晶(smoky quartz):顏色或褐色透明異種。成色原因是在輻射線作用下,Si被Al代替,是四面體產生順磁中心缺失引起。顏色進一步加深就成為墨晶(black quartz)。
5、黃水晶(citrine): 黃金色或檸檬黃色。

石英藏品信息

石英屬於氧化物和氫氧化物類,無色透明。條痕白色,透明至半透明,玻璃光澤。硬度7,密度2.65g/cm3。菱面體,解理完全,解理面常彎曲。
中國地質博物館石英藏品圖片 中國地質博物館石英藏品圖片
此圖為中國雲南省富寧龍三盤的石英(Quartz)的標本照片。
保存單位中國地質博物館
參考資料
  • 1.    潘兆櫓.結晶學與礦物學:地質出版社,1984.11
  • 2.    石英  .化工引擎[引用日期2017-04-26]