石英 - 基本概述

石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（a-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（b-石英）。石英块又名硅石， 主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。

石英化学式为SiO2，常含有少量杂质成分如Al2O3、IMO，、CaO、MgO等。它有多种类型。日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等，水稻外壳灰也富含SiO2。石英外观常呈白色、乳白色、灰白半透明状态，莫氏硬度为7，断面具玻璃光泽或脂肪光泽，比重因晶型而异，变动于2.22-2.65之间。

民国时期多采用景市三宝蓬所产石英，新中国成立后大多采用星子、都昌、修水等地的石英，尤其是20年代以来，用量剧增。釉料中用量为10％—30％，使用前应洗净拣选，除去污物杂质，放在窑内高温煅烧，便于粉碎。

无色、透明的石英的变种，希腊人称为“Krystallos”，意思是“洁白的冰”，他们确信石英是耐久而坚固的冰。中国古代人认为嘴里含上冷的水晶能够止渴。

石英 - 性质及分布

石英是地球表面分布最广的矿物之一，它的用途也相当广泛。远在石器时代，人们用它制作石斧、石箭等简单的生产工具，以猎取食物和抗击敌人。石英钟、电子设备中把压电石英片用作标准频率；熔融后制成的玻璃，可用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其它产品；还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。

 石英晶体内含有细小的气泡或液体充填裂隙时，会通过干涉光产生彩虹，能制成精美的首饰。拿破仑的妻子约瑟芬皇后（Empress Josephine）拥有一个令人眼花缭乱的宝石藏品，就是彩虹石英制成的首饰。

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃ 石英按品质可分为普通石英砂，精制石英砂，特制精制石英砂。

石英 - 结构特征

石英的化学成分为SiO2，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（a-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（b-石英）。

低温石英常呈带尖顶的六方柱状晶体产出，柱面有横纹，类似于六方双锥状的尖顶实际上是由两个菱面体单形所形成的。石英集合体通常呈粒状、块状或晶簇、晶腺等。纯净的石英无色透明，玻璃光泽，贝壳状断口上具油脂光泽，无解理，摩氏硬度7，比重2.65。受压或受热能产生电效应。

石英因粒度、颜色、包裹体等的不同而有许多变种。无色透明的石英称为水晶，紫色水晶俗称紫晶，烟、烟褐色至近黑色的俗称茶晶、烟晶或墨晶，玫瑰红色的俗称芙蓉石；呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称石髓，具不同颜色同心条带构造的晶腺叫玛瑙，玛瑙晶腺内部有明显可见的液态包裹体的俗称玛瑙水胆，细粒微晶组成的灰色至黑色隐晶质石英称燧石，俗称火石。

石英是最重要的造岩矿物之一，在火成岩、沉积岩、变质岩中均有广泛分布。巴西是世界著名的水晶出产国，曾发现直径2.5米、高5米、重达40余吨的水晶晶体。

石英 - 分类

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。石英按品质可分为普通石英砂，精制石英砂，高纯石英砂，熔融石英砂。

普通石英砂：
SiO2≥90—99％Fe2O2≤0.06—0.02％,耐火度1750---1800℃，外观部分大颗粒，表面有黄皮包囊。粒度范围5—220目，可按用户要求粒度生产。主要用途：冶金，墨碳化硅，玻璃及玻璃制品，搪瓷，铸钢，水过滤，泡花碱，化工，喷吵等行业。

精制石英砂：
SiO2≥99—99.5％Fe2O3≤0.02—0.015％,精选优质矿石进行复杂加工而成。粒度范围用5—480目，可按用户要求生产，外观白色或结晶状。主要用途：高级玻璃，玻璃制品，耐火材料，熔炼石类，精密铸造，砂轮磨材等。

高纯石英砂：
SiO2≥99.5—99.9％Fe2O2≤0.005％，是采用1—3级天然水晶石和优质天然石类，经过精心挑选，精细加工而成。粒度范围1—0.5mm,0.5—0.1mm,0.1—0.01mm,0.01—0.005mm,可按用户要求生产。

熔融石英砂：
化学成份：SiO299.9-99.99%Fe2O310PPM-25PPMmaxLi2O1-2PPMmaxAl2O320-30PPMmaxK2O20-25PPMmaxNa2O10-20PPMmax物理性能：外观为无色透明块状，颗粒或白色粉末。真比重：2.21；莫氏硬度：7.0；　PH值：6.0

石英 - 生产过程

生产线基本流程介绍

首先，石料由粗碎机进行初步破碎，然后，产成的粗料由胶带输送机输送至细，碎机进一步破碎，细碎后的石料进入振动筛筛分出两种石子，满足制砂机进料粒度的石子进制砂机制砂，另一部分返料进细破。进制砂机的石子一部分制成砂，经洗砂机（可选）清洗后制成成品砂，另一部分进制砂机再次破碎。

生产线性能介绍

该生产线自动化程度高，运行成本低，破碎率高，节能，产量大，污染少，维修简便,生产出的机制砂符合国家建筑砂标准，产品粒度均匀，粒形好，级配合理。

石英 - 用途及作用

石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。

 玻璃：平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料

陶瓷及耐火材料：瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料

冶金：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂

建筑：混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等

化工：硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉

机械：铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）

电子：高纯度金属硅、通讯用光纤等

橡胶、塑料填料（可提高耐磨性），涂料，填料（可提高涂料的耐候性）。石英其实也是水晶的统称，因为可作为水晶的矿物，都是由石英切磨产出都是同样的成分鉴别等特征，不同的是水晶是可作为宝石级的材料而石英经过染色后，大部分只能作为玉石类的仿制品，例如：岫玉，独山玉等。

石英 - 晶体器件

石英晶体传感器

它的核心是传感元件—压电石英晶片，其工作原理是压电效应，即石英晶体在某些方向受到机械应力后，便会产生电偶极子；相反，若在石英某方向施以电压，则其特定方向上会产生形变，这一现象称为逆压电效应。若在石英晶体上施加交变电场，则晶体晶格将产生机械振动，当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时，则出现晶体的谐振。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。其振荡能量损耗小，振荡频率极稳定，这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性，使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件。

石英晶体振荡器

电脑按照石英晶体振荡器产生的时序信号（即时钟）控制CPU和电路等元件。虽然电脑时钟也使用这种石英，但是由於石英品质上的问题，常常不能准确计时。石英晶体具有一个有趣的特性，就是指在一侧导入正电流，同时在另一侧导入负电流后，负电流一侧会收缩并弯曲成U字形。如果定时交替在石英晶体两侧导入正、负电流，石英晶体就会产生振荡。石英晶体就是根据这种振荡计时的。电脑内置的石英晶体每秒振荡1431万8180次。石英钟的工作原理就是如此。

问题就在於石英晶体在品质上存在缺陷。品质差就很难按照正确的振荡数振荡。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一，因此就要使用人造石英晶体。不过，均匀地进行石英生产难度很大。精度高则每秒误差在正负10万分之一秒以内，精度低每秒误差甚至达到1万分之一秒。1万分之一秒也许感觉并不大，但是从计算上来讲，每天的误差就是8.64秒，而1个月则会相差4分钟。石英手表不准也是这个原因。石英晶体有一个性质是温度越高，误差就越大。由於电脑中有很多发热元件，因此电脑时钟更容易走时不准，根本无法与石英手表相提并论。