硅砂的主要矿物组分是什么?其杂质有哪些?

硅砂主要矿物成分为石英。它分为岩矿类(石英砂岩、石英岩、脉石英)和砂矿类(石英砂、含长石石英砂、含粘土石英砂)两大类。工业上把天然石英以及由石英砂岩、石英岩、脉石英破碎加工获得的各种粒级的砂,都叫做石英砂。地质部门还往往把石英砂岩、石英岩、脉石英统称做“硅石”。

石英砂中矿物含量变化很大,总的来说,以石英为主,其次为各类长石、岩屑、生矿物(石榴石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等)以及云母、绿泥石和粘土矿物等。不同地区的石英砂的化学成分亦有很大变化。

硅砂中除二氧化硅以外的各种组分,工业上均视为杂质。铝的氧化物是硅砂中主要的杂质成分,它主要存在于长石和云母之中。硅砂中含有质量分数为5%左右的氧化铝,其熔点由1710℃下降至1550℃,超过这一含量后熔点又逐渐上升。硅砂中氧化铝的含量正好处在这个对硅砂熔点影响最显著的区间,因此影响尤为突出。(www.xing528.com)

其中铁质化合物是最为常见,也是危害最大的杂质。铁的化合物主要以四种方式存在:第一种为含铁粘土矿物,这是在石英砂中最常见的杂质,也是最容易选除的,通过筛选或淘洗即可把铁除去；第二种为存在于重矿物中的铁；第三种为铁的氧化物或氢氧化物薄膜,附在石英颗粒表面,这种铁较难除掉,选矿时需在水中擦洗,甚至在酸溶液中擦洗才能除去；第四种铁存在于石英内部包裹体中,数量很多,对矿石影响不甚显著。硅砂中的铁杂质一般都Fe₂O₃的形式和含量进行计算。

对硅砂中的杂质不但要注意它的含量,而且要重视它的存在形式。尤其是与金属液体接触后,此杂质在高温状态下先行融化,并与各种无机粘结剂中及金属液体表面的氧化铁等氧化物形成多元复杂化合物。此类化合物熔点都较低,尤其是在氧化铁超过一定的数量后,不但会严重侵蚀和融化石英颗粒,而且会增大氧化渣和金属液体渗入的通道,使铸件表面出现粘砂。二氧化硅含量高,硅砂的耐火度也较高,但砂的高温膨胀量也相应增大,而且价格较贵,因此生产中应根据铸造合金的种类合理选择硅砂的二氧化硅含量。