石英

簡介

石英是地球表面分布最廣的礦物之一，石英有多種類型，日用陶瓷原料所用的有脈石英、石英砂、石英巖、砂巖、硅石、蛋白石、硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一種物質。當二氧化硅結晶完美時就是水晶，二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙，二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石。二氧化硅晶粒小于幾微米時，就組成玉髓、燧石、次生石英巖。

它的用途也相當廣泛。遠在石器時代，人們用它制作石斧、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。熔融后制成的玻璃，可用于制作光學儀器、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，其與粘土在高溫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，并能增加坯體的半透明性，是配制白釉的良好原料。

民國時期多采用景德鎮下三寶蓬村所產石英。新中國成立后大多采用星子、都昌、修水等地的石英，尤其是2000年以后，石英用量劇增。釉料中用量為10%~30%，使用前應洗凈揀選，除去污物雜質，放在窯內高溫煅燒，便于粉碎。

石英是硅石礦的主要礦物組分。含硅46.70%。有三方晶系的低溫石英（α-石英）和六方晶系的高溫石英（β-石英）之分。一般所稱石英均指低溫石英。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，無色透明者稱為水晶，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。不溶于除氫氟酸以外的任何酸。地殼中分布最廣的礦物之一，為多種巖石和礦床的礦物組分。用于制造硅膠、水玻璃及各種硅化物和硅酸鹽，用作塑料、橡膠的填料。還廣泛用于玻璃、陶瓷、石油、冶金、鑄造、建材等部門。

石英砂

性質結構

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。不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔點1750℃。具壓電性。

主要類型

石英砂按品質可分為普通石英砂，精制石英砂，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。粒度范圍5~220目，可按用戶要求粒度生產。

主要用途：冶金、墨碳化硅、玻璃及玻璃制品、搪瓷、鑄鋼、水過濾、泡花堿、化工，噴沙等行業。

2、精制石英砂

SiO2≥99~99.5%，Fe2O3≤0.02~0.015%。精選優質礦石進行復雜加工而成。粒度范圍用5~480目，可按用戶要求生產，外觀白色或結晶狀。

主要用途：高級玻璃、玻璃制品、耐火材料、熔煉石類、精密鑄造，砂輪磨材等。

3、高純石英砂

SiO2≥99.5~99.9%，FeO≤0.005%。是采用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。粒度范圍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

莫氏硬度：7.0

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

用途作用

石英砂是重要的工業礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠，磨料等工業。

1、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、建筑

混凝土、膠凝材料、筑路材料、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、涂料

填料（可提高涂料的耐候性）

10、航空航天

其內在分子鏈結構，晶體形狀和晶格變化規律。使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、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。而多晶體石英巖經過染色后，大部分只能作為玉石類的仿制品，例如：翡翠、岫巖玉、獨山玉等。單晶石英也可先經炸裂后經染色仿制碧璽等寶石。

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，能制成精美的首飾。拿破侖的妻子約瑟芬皇后（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，加熱可脫色。

3、薔薇石英（rose quartz）：淺玫瑰色，致密半透明。

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。

藏品信息

石英屬于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。

此圖為中國云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。