石英的物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定，是一種重要的礦產(chǎn)資源，被廣泛應(yīng)用在冶金、玻璃、陶瓷、鑄造、建筑、化工、光學和裝飾等傳統(tǒng)行業(yè)。高純石英是自然界產(chǎn)出的（如水晶）或由較純凈石英原料加工而成的高品質(zhì)石英，是某些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)所必需的原料。
 
石英在自然界中的分布十分廣泛，成因多種多樣，目前石英礦物資源的主要類型有天然水晶、脈石英、花崗偉晶巖石英、石英巖、石英砂巖、粉石英、天然石英、石英礫巖等。目前，能夠用作高純石英原料的礦床工業(yè)類型有天然水晶、脈石英和花崗偉晶巖石英等。
 

 石英礦物的類型及應(yīng)用領(lǐng)域

01

天然水晶

天然水晶是一種無色透明的石英結(jié)晶體礦物，主要成分為SiO2，我國的天然水晶分布廣泛，幾乎在每個省區(qū)都有產(chǎn)出，目前以江蘇東海最為有名，在海南屯昌、貴州羅甸、黑龍江通河、四川康定、福建政和、黑龍江伊春、云南富寧和廣西百色等地均有分布。但我國天然水晶礦床規(guī)模小，儲量少，探明的各類水晶資源不多，據(jù)自然資源部發(fā)布的《全國礦產(chǎn)資源儲量通報》，截至2019年我國查明的水晶資源總量為6648.526t，但保有量僅有175.52t，經(jīng)過30多年的開采，我國的天然水晶資源已逐漸枯竭。
用途：高純石英最初以一、二級天然水晶為原料，再經(jīng)精選提純加工而成。但天然水晶儲量小、開采條件差，資源匱乏，價格昂貴，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要；另外，受形成環(huán)境變化的影響，礦物晶體化學成分不穩(wěn)定，在大批量的工業(yè)應(yīng)用中導(dǎo)致原料化學成分波動較大，原料標準化困難，難以滿足大批量、穩(wěn)定化高純石英高端產(chǎn)品的需要。因此，目前天然水晶主要用作水晶工藝品原料。同時，質(zhì)地純凈的天然水晶仍然用作生產(chǎn)光學水晶材料和壓電水晶材料的原料。

02

脈石英

脈石英是一種幾乎全部由致密石英塊體組成的脈體，白色、乳白色，多呈粒狀結(jié)構(gòu)，SiO2含量通常在98%左右。脈石英礦體呈不規(guī)則脈狀，長度一般十幾米至幾百米，寬度一般為幾米，一個礦區(qū)可由單條礦脈或多條礦脈組成，脈體傾角較陡。礦床規(guī)模一般不大，但與天然水晶相比，其資源儲量較為豐富、開采條件較有優(yōu)勢。

脈石英礦產(chǎn)地分布圖
我國脈石英礦床貧礦多、富礦少，礦床規(guī)模以中小型為主。礦石平均品位僅為97.46%，可以滿足高純石英及以上的礦產(chǎn)地約占脈石英資源儲量的7.81%。據(jù)統(tǒng)計，全國共有23個省（區(qū)、市）有脈石英礦產(chǎn)地，包括江西、福建、遼寧、新疆、四川、安徽等地，分布廣泛。
用途：脈石英目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域是制備w(SiO2)99%～99.9%的硅微粉，同時，如果脈石英高溫防爆性技術(shù)指標符合要求的，還可應(yīng)用于金屬硅冶煉原料；色澤均勻、雜質(zhì)少、硬度高、油脂光澤好的脈石英還是人工石英板材用砂的良好原料。另外，脈石英由于SiO2含量高，F(xiàn)e2O3含量較低，不宜作為一般硅質(zhì)原料使用，是加工高純石英理想的礦物原料之一。

03

花崗偉晶巖石英

花崗偉晶巖石英，又叫花崗巖石英或偉晶巖型石英。雖然花崗偉晶巖石英石英含量僅30%左右，但石英晶粒極粗，磨礦后與脈石完全解離，且單體石英雜質(zhì)含量極少。
用途：美國尤尼明公司就是以花崗偉晶巖為原料生產(chǎn)高純石英，其花崗偉晶巖資源豐富，礦石性質(zhì)穩(wěn)定，以致于幾乎壟斷國際市場上4N8(SiO2＞99.998%)及以上高端石英砂產(chǎn)品的生產(chǎn)。

04

石英巖

石英巖是一種由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用而形成的變質(zhì)巖石，其石英伴生礦物除長石、云母和黏土礦物以外，往往還含有微量的電氣石，赤鐵礦和鋯英石等。與石英砂巖相比，其礦石致密堅硬，硬度較高。我國石英巖資源十分豐富，開發(fā)利用量大，如安徽鳳陽、青海德令哈、青海大通、青海湟中、青海樂都、江西遂川、陜西漢中、遼寧莊河、山東昌邑、山東棲霞等。
用途：由于金屬硅對石英原料的純度要求不高，而石英巖雜質(zhì)提純加工困難，且在均勻性、塊度和高溫抗爆性等方面比較符合金屬硅冶煉工藝技術(shù)指標要求。因此，石英巖十分重要的應(yīng)用是用作金屬硅原料。

05

石英砂巖

石英砂巖是一種固結(jié)的沉積類砂質(zhì)巖石，其石英和硅質(zhì)碎屑含量一般在95%以上。在石英砂巖中，常見有蛋白石和玉髓等硅質(zhì)膠結(jié)物，伴生礦物除少量長石、云母和粘土礦物以外，往往還含有微量的電氣石、磁鐵礦、鈦鐵礦和金紅石等。我國石英砂巖資源豐富，主要分布在北京、重慶、山東、浙江、江蘇、江西、河南、河北、湖南、湖北、四川、貴州、云南等地區(qū)。
用途：石英砂巖的加工產(chǎn)物通常能夠滿足石英傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)指標要求，能夠加工幾乎所有w(SiO2)99%左右的產(chǎn)品，但受石英粒度大小和角形因數(shù)的影響，其中一些不能用于鑄造用石英砂產(chǎn)品加工，一部分受粒度大小、球度、圓度和破碎率等天然因素的影響和制約不適合作為3D打印砂和石油支撐劑的原料。

06

粉石英

粉石英礦為一類天然產(chǎn)粉狀石英礦床，其為新一代硅質(zhì)原料，風化自微晶質(zhì)石英巖。粉石英的構(gòu)成以微晶石英為主，呈白色、淡黃白色或灰白色外觀，若被鐵或其它雜質(zhì)污染，會顯示棕紅色或黃色，粒度均衡，結(jié)構(gòu)松散，通常天然粒徑為5~50μm，具備較高純度且無較多雜質(zhì)，無需研磨，就能夠應(yīng)用。
按照成因分類，中國已發(fā)現(xiàn)的粉石英礦床都為風化殘積型礦床類型，礦體為“帽狀”，也可為帶形、層狀。礦床分布范圍廣，礦體總長度為數(shù)百米，甚至數(shù)千米，在寬度上為數(shù)十米，甚至超過200m，厚度一般數(shù)10米至50米。從地理分布上看，我國已探明的粉石英礦床分布以南方為主，集中于江西、重慶、貴州、廣西、福建、青海、湖南等地。受產(chǎn)地影響，粉石英在化學成分上有所區(qū)別，粉石英的化學成分主要是SiO2，含量可達一般為95％~98％，其次為Fe、Mg、Al、Ca、Li、Na、K、Ge、B等雜質(zhì)。

中國主要粉石英礦及分類
用途：諸多領(lǐng)域均用到粉石英礦，包括陶瓷、絕緣材料、玻纖、塑料填料、耐火材料、橡膠、保溫材料以及精密鑄造等，其作為新一代工業(yè)礦物原料具備突出應(yīng)用價值。

07

天然石英

天然石英是由花崗巖、石英巖、石英砂巖和脈石英等母巖經(jīng)過自然界長期風化而形成的一種以石英為主要礦物組成的砂狀礦物原料，根據(jù)成因不同，可分為河湖相沉積砂礦床、海相沉積砂礦床及風力沉積砂礦床，礦物組成以石英為主，其伴生礦物包括長石、云母、粘土礦物等脈石礦物，鋯英石、電氣石、鈦鐵礦和角閃石等重礦物。
低品位天然石英砂的化學組成為SiO275.0~90.0%，Al2O33.0~7.0%，F(xiàn)e2O30.3~1.3%，TiO20.1~0.4%，粒度組成以0.1～0.5mm的中細砂為主，其含量大于90%。
主要分布在內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、山東、江蘇、福建、江西、廣東、廣西、海南等地，其質(zhì)量（品質(zhì)）總體概括為北低、南高。
用途：天然石英砂是加工鑄造用石英砂、3D打印砂、彩色石英砂和石油壓裂支撐劑等產(chǎn)品理想原料。

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石英礫巖

礫巖是一種沉積巖，由從母巖上破碎下來的，顆粒直徑大于2毫米的碎屑，經(jīng)過搬運、沉積、壓實、膠結(jié)而形成的巖石。礫巖比較粗糙，可以見到明顯的礫石，主要礦物為石英，含有少量長石、云母和高嶺石等脈石礦物；鐵礦物主要為赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，偶見金紅石、銳鈦礦和有機碳等，主要分布在江西、江蘇、山東、貴州等地區(qū)。