一、用途
硅石主要用途是在冶金工业中用作制酸性耐火砖—硅砖和冶炼各种金属的熔剂。硅砖有良好的抗酸性渣侵蚀的能力,对氧化钙渣、氧化铁渣的侵蚀也有一定的抵抗能力。硅砖的最大优点是荷重软化起始温度高(一般在1620℃以上),因此广泛用于砌筑焦炉、电炉、加热炉、玻璃熔窑和耐火材料烧成窑等炉衬。
质纯的硅石,可用作制石英玻璃,提炼结晶硅。结晶硅是提炼单晶硅的原料,并可制硅铝和有机硅。在化学工业上用硅石制造各种硅化合物和硅酸盐,也作硫酸塔的填充物。在建材工业中可作玻璃原料、陶瓷原料和硅酸盐水泥的校正原料。还可用制磨石、油石、砂纸等。
二、矿物组分及化学成分
工业上把二氧化硅及杂质含量等符合要求的石英岩、石英砂岩、脉石英叫作硅石,主要矿物组分为石英,化学成分主要为二氧化硅,含有少量三氧化二铁、三氧化铝、氧化钙、五氧化二磷等杂质。
三、一般工业要求
(一)对化学成分及主要物理性能的要求
1、耐火制品用
品 级 |
化学成分(%) |
耐火度 ℃ |
吸水率 (%) |
|||
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
Fe2O3 |
|||
特级 Ⅰ级 Ⅱ级 |
≥98 ≥97 ≥96 |
≤0.5 ≤1.0 ≤1.3 |
≤0.4 ≤0.5 ≤1.0 |
≤0.5 ≤1.0 ≤1.5 |
1750 1730 1710 |
≤3 ≤4 ≤4 |
2、铁合金及工业硅用
品 级 |
化 学 成 分(%) |
||||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
P2O5 |
|
特级 Ⅰ级 Ⅱ级 |
≥99 ≥98 ≥97 |
≤0.3 ≤0.5 ≤1.0 |
≤0.15 — — |
≤0.2 ≤0.3 ≤0.5 |
≤0.02 ≤0.02 ≤0.03 |
注:矿石块度一般20—250毫米,<20毫米者一般要求不大于10%。 |
3、熔剂等用
用 途 |
化 学 成 分(%) |
||||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
P2O5 |
|
熔剂用 硅铝用 结晶硅用 石英玻璃用 |
≥90—95 ≥98.5 ≥98—99 ≥99.95 |
≤2—5 ≤0.5 ≤0.5 极微 |
≤1—3 — ≤0.5 极微 |
≤3 — ≤0.5 极微 |
— — ≤0.03 极微 |
(二)开采技术条件的要求:
可采厚度: 2米, 夹石剔除厚度:1—2米, 采剥比: 1:3—5米。
注:①玻璃用硅质原料的一般工业要求见449页;水泥用硅质原料见439页。②硅石中的Al2O3、CaO、Fe2O3在生产硅铁时,消耗SiO2;在制作耐火材料音降低硅砖耐火度;P2O5在炼钢时,影响钢的质量。
四、矿床实例
(一)河南坡头石英岩(硅砖用)
品级 |
化学成分(%) |
耐火度 (℃) |
可采厚度 (米) |
剥离比 |
|||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
||||
特级 Ⅰ级 Ⅱ级 |
>98 >98 >98 |
<0.5 <1.0 <1.2 |
<0.5 <1.0 <1.5 |
<0.5 <1.0 <1.2 |
>1750 >1730 >1710 |
2 |
<1 |
(二)辽宁石门石英岩
用途 |
品级 |
化学成分(%) |
耐火度 (℃) |
可采厚度 (米) |
剥离比 |
|||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
|||||
硅砖用 |
Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 |
>98 >97 >98 |
<1.0 <1.3 <1.6 |
<0.5 <1.0 <1.5 |
>1770 >1750 >1730 |
1 |
1 |
|
硅铁用 |
Ⅰ级 Ⅱ级 |
>97 >98 |
<1.0 <1.5 |
<0.3 <1.0 |
<0.02 <0.03 |
五、附录
(一)冶金工业部1982年5月1日颁布的YB2416—81号硅石质量标准
1、耐火制品用
品级 |
化学成分(%) |
耐火度 (℃) |
吸水率(%) |
||
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
|||
特级品 一级品 二级品 |
≥98 ≥97 ≥96 |
≤0.5 ≤1.0 ≤1.3 |
≤0.4 ≤0.5 ≤1.0 |
1750 1730 1710 |
≤3 ≤4 ≤4 |
2、铁合金及工业硅用
品级 |
化学成分(%) |
||||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
P2O5 |
|
特级品 一级品 二级品 |
≥98 ≥97 ≥96 |
≤0.3 ≤0.5 ≤1.0 |
≤0.15 — — |
≤0.2 ≤0.3 ≤0.5 |
≤0.02 ≤0.02 ≤0.03 |
注:产品块度划分为下列五种规格(节录) 20—40毫米,40—60毫米,60—120毫米,120—160毫米,160—250毫米。 |
(二)宝钢硅石原料质量要求
1、炼钢用:SiO2>95%,Al2O3<2%,水分<5%,粒度10—30毫米。
2、炼铁用:化学成分同炼钢用;粒度<毫米。