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石英砂岩
石英砂岩:沉積岩中沉積碎屑岩中的砂岩引，硅石(石英砂岩、石英岩、石英砂、脈石英)中一種。屬玻璃和冶金輔助原料礦產。
石英砂岩的產品含有石英砂岩顆粒。
目錄
基本信息
中文名：石英砂岩
外文名：Quartz Sandstone
類 別：砂岩、硅石
透明度：無
應 用：玻璃和冶金輔助原料礦產
簡介
石英砂岩系沉積岩由石莢顆粒經粘土、碳酸鹽、鐵質、硅質膠結物膠結而成。按其膠結物的成分，可分為粘土砂岩、鈣質砂岩、硅質砂岩等，其中以硅質砂岩成分較純。按其中的長石、岩屑含量，可分為石英砂岩、長石質石英砂岩、岩屑質石英砂岩、長石碎屑質石英砂岩。石英砂岩通常用於玻璃和冶金的輔助原料。
砂岩（雜砂岩）基本類型的劃分是根據主要的陸源碎屑組分，沒有考慮次要礦物和特殊礦物，砂岩中含有這些礦物時，可採用附加定名，如海綠石石英砂岩等。
石英砂岩成分
礦石化學成分:二氧化硅97.30一97.32%，氧化鋁0.97~1.04%，氧化鐵0.62~0.67%，氧化鈣0.034-0.043%，五氧化二磷0.003%。吸水率1.01~2.55%,耐火度1716-1723℃。
形成
形成過程砂岩峰林地貌的地史時期，由於地殼緩慢的間歇性抬升，經受流水長期侵蝕切割的結果。其發展演變經歷了平台、方山--峰牆--峰叢、峰林--殘林4個主要階段。
方山、平台:石英砂岩峰林地貌形成的最初階段，為邊緣陡峭、相對高差幾十至四百米、頂面平台的地貌類型，頂面由堅硬的黃家磴組含鐵石英砂岩構成。如天子山、黃石寨、腰子寨等處的平台方山地貌。 峰牆:隨着侵蝕作用的加劇，沿岩石共軛節理中發育中發育規模較大的一組節理形成溪溝，兩側岩石陡峭，形成峰牆，如百丈崖既屬此類型。
地貌特徵
(1)下三疊統厚層白雲質灰層，是溶洞形成的物質基礎，該區最著名的黃龍洞和九天洞，均發育與三疊系灰岩中，該區地層為連續沉積，厚度大，且間夾有若干層抗化學侵蝕能力較強的白雲岩、白雲質灰岩、粉砂岩等夾層，有利於多層結構的岩溶洞穴地貌的形成。
(2)地台型共軛垂直節理。為洞穴地貌的形成開筆了道路。滲入地下的酸性水，在漫長的地質年代中將斷層緩慢溶蝕。就是以這種螞蟻肯骨頭的精神，頑強地在灰岩中開鑿出迂迴曲折的洞穴地貌景觀。
(3)地殼的間歇性抬升，形成了該區溶洞的多層式結構，黃龍洞的三層樓結構，標誌着該區自完4第三紀以來，至少經理了三次明顯的地殼間歇性上升運動。[1]
石英砂岩的用途
一、玻璃：平板玻璃、浮法玻璃、玻璃製品(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 。
二、陶瓷及耐火材料：瓷器的胚料和釉料，窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料。冶金：硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑。
三、建築：混凝土、膠凝材料、築路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等 。
四、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 。
五、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)。
六、電子：電子填充料，高純度金屬硅、通訊用光纖等 。
七、橡膠、塑料：填料(可提高耐磨性)。
八、塗料：可提高塗料的耐磨性。
九、是生產菱鎂井蓋的主要原料。
十、可作為金屬表面除銹的噴丸，段砂，噴砂。
十一、是水過濾容器的主要原料。作為純水或污水過濾材料。[2]
石英砂岩的顏色
砂岩由石英顆粒(沙子)形成，結構穩定，通常呈淡褐色或紅色，主要含硅、鈣、黏土和氧化鐵。砂岩是一種沉積岩，主要由砂粒膠結而成的，其中砂粒含量要大於50%。絕大部分砂岩是由石英或長石組成的。主要成份A.石英成份 52%以上;B.粘土15%左右;C.針鐵礦18%左右;D.其它物質10%以上。
石英砂岩：顏色淺，常為淺黃、灰白色，碎屑礦物以石英為主，含量在80%以上，其次可含少量的正長石、微斜長石和酸性斜長石及少量岩屑。石英砂粒的圓度高，分選好；粒度以中—細粒為最常見。常呈不厚的穩定層狀，波痕及交錯層理髮育。鈣質石英砂岩有時含有少量鈣質生物介殼。
世界上已被開採利用的有澳洲砂岩，印度砂岩，西班牙砂岩，中國砂岩等。其中色彩，花紋最受建築設計師所歡迎的則是澳洲砂岩。澳洲砂岩是一種生態環保石材，其產品具有無污染、無輻射、無反光、不風化、不變色、吸熱、保溫、防滑等特點。
砂岩的分類
1.石英砂岩：石英及硅質岩屑的含量占砂級碎屑總量95%以上，僅含少量或不含長石、岩屑和重礦物。碎屑顆粒常以單晶石英為主，磨圓度和分選性都比較好，成分成熟度和結構成熟度都是最高的。雜基少，顆粒支撐。當雜基> 15%時則稱石英雜砂岩。石英砂岩主要形成於穩定的大地構造環境，地形準平原化，母岩經長期風化，剝蝕的產物大多在海洋（如海灘）環境下，受到波浪和水流強烈簸選和反覆磨蝕緩慢沉積而形成的。它常與碳酸鹽沉積共生,組成石英砂岩-造海碳酸鹽建造，如華北地台北半部的上前寒武系。
2.長石砂岩：長石碎屑含量占砂級碎屑總量25%以上。其中石英含量 <75%，可含較多的雲母和重礦物。膠結物主要為鈣質和鐵質，常含粘土雜基。當雜基>15%時,則屬長石雜砂岩。碎屑顆粒一般分選、圓度中等。長石砂岩常呈淺黃、肉粉或綠灰等色。長石砂岩按其形成條件可分為3類,即構造長石砂岩、基底長石砂岩和氣候長石砂岩。長石砂岩一般是在構造運動比較強烈的地區，母岩是花崗岩或花崗片麻岩，氣候乾燥寒冷，以物理風化為主，在強烈侵蝕和快速堆積條件下形成的。大多為大陸沉積，海成的較少。常堆積于山前或山間盆地中。曾發現許多長石砂岩形成於大陸裂谷中。河北唐山震旦系產有長石砂岩，其中長石可超過50%。
3.岩屑砂岩：岩屑含量占砂級碎屑總量25%以上。其中石英含量<75%,並可含少量長石(<10%)，重礦物含量較高，而且種類複雜。膠結物常為硅質和碳酸鹽質，常含雜質。當雜基> 15％時，則屬岩屑雜砂岩。碎屑顆粒的磨圓度和分選性由中等到差。常呈淺灰、灰綠至深灰色。岩屑成分與來源區母岩性質關係密切，並可按岩屑成分進一步劃分岩石類型。岩屑砂岩是一種成分成熟度和結構成熟度均較低的砂岩，主要形成於構造變動強烈地帶的山前或山間坳陷中。[3]
石英砂岩礦床概述
學科:礦床地質學
詞目:石英砂岩礦床
英文:quartzose sandstone deposit
釋文:礦床成因類型有兩種:
①海相石英砂岩礦床，系震旦紀、寒武紀和泥盆紀的海相石英砂沉積成礦。礦層長上千米，寬幾百米，厚幾十米。礦石灰白色，塊狀構造，粒狀結構。如江蘇蘇州清明山、山東臨沂蠻山、遼寧本溪小平頂山石英砂岩礦床。
②湖相石英砂岩礦床，產於侏羅白堊紀碎屑岩系中，礦體呈透鏡狀，長几百米，寬幾十米，厚十幾米。礦石呈灰白、淺灰色，塊狀構造，中細粒砂狀結構，質地疏鬆。如湖北當陽岩屋廟石英砂岩礦床。礦石主要用作玻璃原料，陶瓷配料，窯爐硅磚、硅鐵、含硅合金、結晶硅原料，冶金熔劑。另外，薄層的石英砂岩達到標準者可做飾面石材，如山西黎城的紅板石礦床。
石英砂岩選礦工藝
通過對國內石英砂岩選礦工藝的分析，提出了濕式棒磨與預先控制篩分形成迴路、脫泥、中磁、分級的工藝流程，可使含Fe2O3為0.20%的原礦經過一次選別後，Fe2O3含量為0.09±0.005%的石英精砂。 石英砂岩是一種含硅豐富，中等莫氏硬度，熔點高，高溫下熔化形成的玻璃態物質，具有透明度的特點，被廣泛地用於玻璃、陶瓷、冶金、鑄造工業領域。隨着玻璃、陶瓷、冶金、鑄造工業的日益高檔化，對石英砂岩的需求量越來越大，受資源限制及石英砂岩層普遍受次生節理裂隙鐵質侵染，石英砂岩Fe2O3含量普通偏高，高質量的石英砂岩較少。因此石英砂岩的選礦提純受到企業的高度重視，我們對石英砂岩的選礦工藝進行了技術發改造。
工藝流程
目前國內石英砂岩選礦工藝主要有以下幾種:
(1)手選 破碎 水碾 除鐵
(2)破碎 磨礦 分級 浮選 除雲母
(3)棒磨 篩破碎 分篩 分級泥 脫泥泥 中磁泥 脫泥泥 分
第一種工藝流程使用的水輪碾機，磨礦效率低，處理量小，由於對石英精砂質量要求高，價格也不斷提高，該流程中沒有除鐵及分級工藝，所生產的產品已不能滿足使用要求。工藝落後，產品質量不高及經濟效益下降，被迫企業進行技術改造。
第二種工藝流程，雖然能滿足質量要求，但因其選礦成本高，及對環境有污染，也不宜採用此工藝。
通過對國內多家石英砂岩選礦廠及石英砂選取礦廠的實地考察分析，結合企業的實際情況，此次技術發行我們擬用第三種工藝流程式，達到對石英精砂的質量要求。
破碎段使用粗碎顎式破碎機和反擊式破碎機，二段開路破碎，具有選擇性破碎的優點，能有效避免過粉碎，使破碎產品料度均勻。
採用控制、預先篩分與棒磨形成迴路，預先篩分採用直線振動篩，能有效去除破碎產品中合格粒級含量為15--30%左右的合格級別，減少過粉粹的現象，並能提高棒磨機的處理能力，控制篩分採用高頻細篩控制上限，分級採用水力分級機控制下限。而且，上限與下限進行工藝參數調整或不同規格型號設備更換，還可生產出根據市場及各行業需要生產不同級別的產品。
石英精砂由於害怕鐵質污染，磨礦大多採用輪碾機，礫磨機或瓷球磨礦機等作為磨礦設備，它們雖然避免鐵質污染，但其磨礦效率低，磨礦時間長，產量低，能耗高。在技術改造中我擬採用磨礦效率高的濕式棒磨機，既可提高磨礦效率，又能防止過粉碎，有利於後續選別作業，而棒磨過程中混入的機械鐵則在以後的磁選作業中除去。
分級工藝
磨礦過程中混入的機械鐵及礦物中的弱磁性礦物能否除去，是最終能否生產符合質量要求的產品的技術關鍵，而脫泥磁選工藝及設備的確定則決定了此工藝流程是否可行。 半逆流型磁選機工作介於逆流和順流之間，它兼有逆流型高回收率和順流型高精砂品位的優點，其選別指標較好，而強磁選在選礦可選性試驗中效果並不明顯。
①採用濕式棒磨機取代輪碾機、礫磨機作石英砂岩的磨礦是可行的，其磨礦效率高，有利於後續選礦作業。
②採用預先、控制篩分與棒磨形成迴路，提高了磨礦效率，減少了過粉碎，提高了產量，粒度均勻。
③選用脫泥斗及逆流型永磁筒式中磁選機作為除鐵設備是可行的。
④此工藝簡單，適宜性強。[4]
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