不同纯度的石英砂有什么区别
普通石英砂、精制石英砂、高纯石英砂和熔融石英砂的核心区别主要体现在加工工艺、纯度(SiO₂含量)、杂质水平、物理化学特性以及应用场景上。以下是普通、精制、高纯、熔融石英砂的核心区别分析:
1、加工工艺
普通石英砂:以天然石英矿石(如石英岩、石英砂岩)为原料,经简单破碎、筛分、水洗后制成,无深度提纯步骤。
精制石英砂:在普通石英砂基础上增加深度提纯步骤,如磁选(除铁磁性杂质)、酸洗(盐酸 / 硫酸浸洗除可溶性金属氧化物)、浮选(除长石等非金属杂质),再筛分分级。
高纯石英砂:以高纯度天然石英(如脉石英)为原料,经多步深度提纯:磁选 + 浮选 + 多次酸洗(氢氟酸等强腐蚀性酸)+ 高温除气,甚至采用化学气相提纯(针对超高端需求),去除微量杂质。
熔融石英砂:以高纯度石英砂(通常 SiO₂≥99.9%)为原料,在 1700℃以上高温熔融(突破石英的熔点 1650℃),冷却后形成无定形(非结晶)玻璃体,再破碎、筛分制成。
2、纯度(SiO₂含量)
普通石英砂:较低,通常在 90%~95%。
精制石英砂:提升至 95%~99%。
高纯石英砂:极高,通常在 99.9%~99.99%(甚至 99.999% 以上,称为“超高纯”)。
熔融石英砂:极高,通常 99.9%~99.99%。
3、杂质水平
普通石英砂:较高,主要含 Fe₂O₃(0.02%~0.1%)、Al₂O₃(1%~3%)、CaO、MgO 等金属氧化物及黏土杂质。
精制石英砂:显著降低,Fe₂O₃可控制在 0.01% 以下,Al₂O₃降至 0.5%~1%。
高纯石英砂:极低,Fe₂O₃≤0.001%,Al₂O₃≤0.01%,其他金属杂质(如 Na、K、Li)可低至 ppm 级(10⁻⁶)或 ppb 级(10⁻⁹)。
熔融石英砂:与原料纯度匹配,Fe₂O₃≤0.001%,几乎无气泡或结晶杂质。
4、物理化学特性
普通石英砂:颗粒呈结晶态(天然石英结构),硬度高(莫氏硬度 7),但纯度低、杂质多,性能稳定性一般。
精制石英砂:颗粒仍为结晶态,纯度和均匀性优于普通石英砂,杂质更少,性能稳定性提升。
高纯石英砂:结晶态结构,纯度接近理论值,杂质极少,化学稳定性强,耐高温(1000℃以下稳定),电绝缘性优异。
熔融石英砂:结构特殊,无定形玻璃体,内部无晶界;耐高温,长期使用温度可达 1200℃以上(短期可耐 1500℃);热稳定性优异,热膨胀系数极低(仅为结晶石英的 1/10),抗热震性强(骤冷骤热不易碎裂);化学稳定性好,除氢氟酸外,几乎不与酸、碱反应,电绝缘性极佳。
5、典型应用
普通石英砂:自来水、污水处理的过滤层;混凝土骨料、道路基层填充;喷砂除锈、铸造用粗砂、陶瓷坯体粗料。
精制石英砂:平板玻璃、浮法玻璃原料;泳池水、工业循环水过滤;陶瓷釉料、精密铸造的型砂;低档次耐火砖原料。
高纯石英砂:光伏玻璃、日用玻璃(如器皿玻璃);陶瓷釉料(提升光泽度)、电子封装基础材料;半导体晶圆抛光衬底(低纯度会导致电路缺陷)、光伏石英坩埚(熔化硅料的容器)。
熔融石英砂:航天 / 军工耐高温仪器、高温炉内衬;石英玻璃制品(如光学窗口、石英管)、精密铸造面层砂(提升铸件精度);半导体封装材料、光伏刻蚀设备部件、光纤预制棒原料。