硅质原料(硅质酸奶)
硅质原料矿物是指SiO2 _ 2含量较高的天然矿物原料，通常包括石英砂、应时砂岩、石英岩、脉状应时、粉应时等。
应时的化学成分是SiO2 _ 2，呈玻璃状，断口呈油状。贝壳状断口，硬度7，密度2.65 ~ 2.66 g/cm3。有不同的颜色，无色透明的叫水晶，乳白色的叫牛奶应时。根据其结晶习性，三元系为低温应时；也被称为阿尔法应时；六方晶系是高温应时，也被称为β应时。
石英砂是矿产品的专用名词，泛指海砂、河砂、湖砂等在应时占有绝对优势的各种砂。地质学将其分为冲积砂、洪积砂、坡积砂、残积砂等。在工业上，它也被称为石英砂，这是由应时砂岩，石英岩和煤矸石。
应时砂岩是一种固结砂岩，其应时和硅质碎屑含量一般在95%以上。副矿物多为长石、云母和粘土矿物，重矿物含量很少。常见的重矿物有电气石、金红石和磁铁矿。
石英岩是由应时砂岩或其他硅质岩变质形成的变质岩。
应时脉是与花岗岩有关的岩浆热液脉。它的矿物成分几乎完全是应时。
粉应时是一种粒度极细、二氧化硅含量高的天然应时矿石。过去，应时一词有许多名称，既包括天然粉状应时，也包括由硅质矿物原料(石英岩和脉状应时)加工而成的应时细粉。
石英砂的矿物含量变化很大。应时占优势，其次是长石、碎屑、重矿物(石榴石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等。)和云母、绿泥石和粘土矿物。
应时砂岩，英文名为silica，常被称为Sand-stone，是自然界中最常见、最常见的硅质矿物原料之一。它的主要成分是应时，化学式是二氧化硅。其硅含量为46.7%，密度为2.65克/立方厘米，莫氏硬度为7。其晶体属于六方晶系，呈块状、颗粒状产出，外观为无色、白色、颗粒状。应时砂岩是一种由水泥粘合的应时颗粒组成的沉积岩。根据胶结粒度的不同，可分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩。根据胶结物的不同，可分为钙质砂岩、硅质砂岩和长石砂岩。胶结砂的粒径一般为0 ~ 2mm。砂岩的矿物成分主要是应时，其次是云母、长石和粘土矿物，此外还有一些细粒隐晶质火成岩、变质岩和沉积岩。应时砂岩90% ~ 95%以上由应时碎屑组成。化学成分主要是SiO2，有时高达99.5%，次要成分有:Al2O3 < 1% ~ 3%，Fe2O3 < 1%，MgO < 0.1%，Cao < 0.6%，(Na2O+K2O) < 1。
硅砂是以应时为主要成分的砂矿的总称。从地表或地层中以天然颗粒形式产出的硅砂，以及石英岩、应时砂岩风化后以颗粒形式产出的砂矿，称为“天然硅砂”(或简称“硅砂”)。相应的，将块状石英岩、应时砂岩破碎成颗粒，称为“人造硅砂”。
硅质原料的主要成分应时的矿物性质见表3-22-1。
表3-22-1硅质原料的主要成分应时的矿物性质
二。矿石类型和工业要求
(1)矿石类型
中国开采和应用的天然硅砂主要有两种类型。一类是海岸沉积石英砂，包括海岸沉积矿物和海岸河口相沉积矿物。另一类是陆相沉积砂矿，包括河流冲积粘土石英砂矿和湖泊石英砂矿。
海砂矿物成分简单，总体质量较好。主要矿物为应时(90% ~ 95%)，含少量长石(0 ~ 10%)、重矿物和岩屑。少数矿区含有粘土矿物。
河流冲积含粘土砂矿中主要矿物应时的含量变化很大，大多含有粘土矿物，其次是长石、云母、铁等重矿物。湖相砂矿中主要矿物为应时，含长石、岩屑、石榴石、少量铁矿物及其他重矿物，与应时砂岩基本相同。优质天然硅砂因富含二氧化硅，加工过程中无需粉碎研磨，颗粒形状自然圆润，粒度均匀，广泛应用于玻璃、铸造、化工、石油等工业部门。对于一般的天然海砂、河砂、山砂，在各种工业和民用房屋建筑中作为混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土中的细骨料使用量最大。
(2)工业要求
硅质原料的一般工业要求见表3-22-2至表3-22-7。
表3-22-2平板玻璃用硅原料的要求
表3-22-3容器玻璃对硅质原料的要求
表3-22-4陶瓷和电瓷行业对硅质原料的要求
注:①对高压电瓷的要求略高。
表3-22-5冶金工业对硅质原料的要求
表3-22-6铸造用砂的工业要求
表3-22-7型砂的粒度要求
三。资源概述
据1984统计，我国玻璃态二氧化硅原料矿床分布不均衡。中南部地区占38%，西北地区占25.4%，东北地区占14.7%，西南地区占4.4%。中国硅质原料矿床的赋存层位及实例见表3-22-8。
表3-22-8中国硅质原料矿床赋存层位及矿床实例
硅质原料在河南分布广泛，其中适于玻璃的应时砂岩主要分布在新安-渑池和登封-新密地区，属元古界嵩山群罗汉洞组石英岩和新元古界罗瑜群唐三组石英岩。主要硅石矿有新安方山硅石矿、密县坡景山硅石矿、渑池方山玻璃用石英、新安甲子沟硅石矿、南阳罗汉坡硅石矿等。此外，卢氏县、确山县、新县还有应时脉型小型矿床或矿点，矿石中二氧化硅含量可达99.9%，品质优良。
四、主要用途
硅质原料矿物用于玻璃、耐火材料、陶瓷、铸造、石油、化工、环保、研磨等行业。粉状应时还可用作水泥、玻璃抛光、耐火混凝土、油漆、颜料和瓷漆中的填料，可用作涂料、塑料、橡胶等行业的填料或填充剂。应时砂岩的主要用途列于表3-22-9。
表3-22-9应时砂岩的主要用途
动词 （verb的缩写）产品的工业技术指标
(一)玻璃行业用砂要求标准
玻璃砂的主要指标有:①化学成分；②粒度成分。由于世界各国玻璃生产工艺和技术水平不同，对硅质原料的要求也不同。目前国内还没有玻璃砂的国家标准。平板玻璃对硅质原料的一般要求见表3-22-10和表3-22-11。
表3-22-10中国平板玻璃用硅质原料的一般要求
表3-22-11陶瓷玻璃器皿用硅质原料的一般要求。
硅砂的粒度太粗，在玻璃熔窑中很难熔化。如果粒度过细，会阻碍火焰传播，不能均匀熔化。所以一般粒度范围在0.1 ~ 0.5 mm之间，0.115mm以下的含量小于15%。
(2)铸造用砂行业要求标准
铸造生产中用来制作砂型和型芯的砂称为型砂。所需指标包括化学成分、粒度和泥浆含量，见表3-22-6和表3-22-7。
(3)其他工业用砂的质量要求
冶金工业对硅质原料的一般要求见表3-22-12。
表3-22-12冶金工业对硅质原料的一般工业要求
六、矿物加工方法及深加工
(1)应时砂岩矿物加工方法和工艺流程。
原则上，应时砂岩矿物加工方法可分为干法加工和湿法加工。干法加工是指对块状砂岩物料进行粗碎和中碎，然后用细碎设备(如辊磨机或自磨机)直接破碎，并利用气流分级对物料进行分级。湿法加工是指将块状砂岩物料经过粗碎和中碎后，用湿磨设备(如棒磨机、砾石磨、石磨)进行粉磨，并对粉体进行水力分级。
目前世界上一些工业化国家如美国、加拿大等，由于干法选矿工艺存在粉尘污染严重、设备磨损快、产品质量难以控制等缺点，采用湿法工艺进行砂岩选矿。加工特点是:生产规模大，自动化程度高，工艺设备专业化。美国是硅质原料用量最大的国家，其所需原料并非由“一矿一厂制”供应，而是由原料基地提供。矿石经过严格的选矿、加工和分级后，根据工业部门的不同要求，以粉末的形式供应给所需的生产厂家。美国硅质原料总产量的70%基本集中在最大的十家公司。原矿经颚式破碎机粗碎、圆锥破碎机中碎后，再经棒磨机破碎、磁选、二次砾石磨矿、分级、过滤、干燥，可成为Fe2O3含量低于0.025%的砂岩粉产品。
我国对砂岩选矿的研究起步较晚。所以传统的干法加工工艺一直沿用至今。目前国内大型玻璃厂仍采用干法进行砂石处理，只有部分乡镇加工企业采用湿磨和水力分级生产砂石粉。其生产规模小，产量低，但铁含量低，能满足浮法玻璃和器皿玻璃的质量要求。
为满足浮法玻璃行业对原料数量和质量的迫切需要，国家建材局组织力量在1987进行砂岩湿法棒磨攻关。研究结果表明，应时砂岩原矿含铁量较低，选矿过程中的主要问题是控制棒磨机产品的粒度组成、降低超细粉含量、提高生产能力以及去除棒磨机产品中的机械铁粉和杂质。湿磨棒-高频细筛-水力分级-磁选除铁的工艺流程可以解决上述问题，获得较好的技术经济指标，保证产品质量合格。研究成果已被秦皇岛华钥玻璃厂直接应用于庄磊砂岩矿的湿法加工生产中。
(二)硅砂的主要选矿方法和工艺流程
1.矿物加工方法
除应时外，天然硅砂通常含有各种杂质矿物。根据硅砂的用途不同，对有害杂质的要求也不同。通常需要不同的选矿方法来提高硅砂的纯度，降低杂质含量，满足各种用户的要求。表3-22-13列出了硅砂的主要选矿方法。
2.工艺流程
A.水洗泥浆-擦洗(或研磨)-分类
该工艺主要用于处理含泥较多的贫矿和部分含泥的富矿。我国生产玻璃砂和铸造砂的厂矿大多采用这种简单工艺。
B.洗涤-脱泥-磁选(或重选)
该工艺用于处理含有较多铁和其他重矿物且主要以单体形式存在的硅砂。目前大部分工艺处于试验阶段，只有少数生产玻璃砂的矿山采用。
C.洗涤-脱泥-浮选
表3-22-13硅砂的主要选矿方法
主要用于处理长石较多、产品质量要求较高的砂矿。该工艺在国内尚处于推广应用阶段。目前主要被生产铸钢用优质树脂砂的厂矿采用。