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        技術進展
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        玻璃分幾種?用什么石英砂?
        來源:中國粉體技術網    更新時間:2025-06-18 14:01:42    瀏覽次數:
         
        關于舉辦2025年石英及硅材料精細加工技術與裝備高級研修班的通知
         
        二氧化硅是玻璃的結構主體,能夠保證玻璃有較高的強度和較好的化學穩定性。因此,石英砂是玻璃行業的最主要工業礦物原料,包括平板玻璃、器皿玻璃、超白玻璃、光伏玻璃、石英玻璃等。
         
        據統計,2023年我國平板玻璃產量為96941.80萬重量箱,石英砂消耗量約為3247萬噸;2023年我國光伏壓延玻璃累計產量2478.3萬噸,每生產1噸光伏玻璃大約需要0.71噸低鐵石英砂,因此,石英砂消耗量約1760萬噸。以此估算,2023年我國僅平板玻璃和光伏玻璃領域就需要石英砂超5000萬噸。
         
        玻璃工業的對石英砂的質量要求主要體現在化學成分、穩定性、粒度組成三個方面。不同玻璃制品對石英砂的質量要求也各不相同。
         
        玻璃行業主要產品類型有平板玻璃、器皿玻璃、鋼化玻璃、光伏玻璃、電子玻璃等。目前我國制造平板玻璃、鋼化玻璃等常規玻璃所用石英資源要求較低,可從規模大易開采加工的石英砂巖、石英巖等資源中獲得。
         
        制作光伏玻璃等低鐵超白玻璃的石英砂要求較常規玻璃稍高,可以通過對部分優質的石英砂巖、脈石英、石英巖、天然石英砂等資源加工獲取。石英玻璃往往需要采用高純石英砂。

        1、平板玻璃
        從1988年至今,我國平板玻璃產量已連續35年穩居全球第一,其他國家始終無法望其項背。2024年,規模以上企業平板玻璃產量10.0億重量箱,同比增長2.9%。
         
        平板玻璃是進行玻璃深加工的基礎材料,一般泛指普通平板玻璃,又稱原片玻璃或凈片玻璃,是玻璃中生產量最大、使用最多的一種。常用平板玻璃及其衍生品,如夾絲玻璃、壓花玻璃、玻璃磚、空心玻璃等。
         
        不同平板玻璃對石英砂的指標要求有所不同,按照化學成分高低和粒度大小,可將整個平板玻璃行業用的石英砂分為Ⅰ類和Ⅱ類兩種類型,Ⅰ類Al2O3含量低,Ⅱ類Al2O3含量高。
         
        行業標準《JC/T529-2000平板玻璃用硅質原料》中有關平板用石英砂的化學成分、粒度組成等指標要求如下:
        玻璃分幾種?用什么石英砂?

         
        2、日用玻璃
        日用玻璃產品主要包括瓶罐玻璃、器皿玻璃、儀器玻璃和醫藥玻璃,為食品、釀酒、飲料、醫藥等行業提供各種包裝配套和滿足社會消費需求,如啤酒瓶、玻璃杯及裝飾品、玻璃藥瓶等。藥用硅硼玻璃要求耐熱性和化學穩定性好。
         
        石英砂的熔化溫度高達1730℃左右,石英的顆粒度對玻璃的形成影響最大。在實際生產中石英顆粒宜為棱角形狀,表面積大,配合料不易分層,顆粒粒度范圍60-140目。
         
        行業標準《DZ/T0207-2002玻璃硅質原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產地質勘查規范》中有關器皿玻璃對石英砂的質量要求如下:
        玻璃分幾種?用什么石英砂?
         
        3、光伏玻璃
        光伏玻璃是由超白玻璃原片進行深加工制成,超白玻璃是一種透光率極高(透光率≥91.5%)、鐵雜質含量基本控制在100~150ppm之間和外觀極度透明的新材料玻璃,對超白玻璃的另外的叫法有低鐵玻璃和高透明玻璃。
         
        由于光伏玻璃對透光率有要求,而石英砂中的鐵離子容易染色,因此,光伏玻璃對含鐵量要求嚴格,必須使用低鐵石英砂。
        行業標準《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質原料》有關光伏玻璃對石英砂的質量要求
        玻璃分幾種?用什么石英砂?
         
        石英砂的純度以二氧化硅(SiO?)為核心指標。光伏玻璃用石英砂要求SiO?含量≥99.99%(即4N級別),部分高端產品甚至需達到99.998%(4N8級)。這一標準遠超普通玻璃用石英砂(通常SiO?≥99.5%),因為微量雜質會顯著降低玻璃透光率,導致光伏組件發電效率下降。例如,鐵(Fe)含量需嚴格控制在0.5μg/g以下,否則會吸收可見光,造成玻璃發綠或透光率降低。
        鐵(Fe):Fe?O?含量是核心指標,直接影響玻璃顏色和透光率。行業標準JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質原料》要求≤100ppm,而企業實際控制更嚴格,如Fe?O?≤50ppm。超白玻璃中Fe?O?需≤0.015%(150ppm),部分高端產品甚至要求≤80ppm。
        鈦(Ti):TiO?含量≤300ppm,過量會導致玻璃發黃,降低紫外線和可見光透過率。
        鋁(Al)與鈣(Ca):Al?O?≤100ppm,CaO≤0.1%,以避免高溫下析晶或影響玻璃熔融特性。
        堿金屬(K、Na):K?O+Na?O總和≤2.5μg/g,防止玻璃表面析堿和電導率升高。
        微量元素:B≤5μg/g,Mn≤1μg/g,Cr、Ni等難熔重礦物總量≤5ppm(如鉻鐵礦、鋯英石Cr?O?),避免高溫下形成結石缺陷或影響電學性能。
        石英砂的粒度直接影響玻璃熔融均勻性和透光性,光伏用石英砂粒徑需集中在70~350μm范圍內,且該區間的累積質量分數≥90%。粒徑過?。ㄈ纾?00μm)易導致玻璃液過早形成,影響熱傳導;過大(如>300μm)則難以完全熔化,形成氣泡或結石。
        典型分級要求:
        0.1~0.25mm(100~250μm):占比5%~20%;
        0.25~0.5mm(250~500μm):占比20%~35%。
         
        4、電子玻璃
        包括信息顯示基板玻璃、高強蓋板玻璃、超薄觸摸屏玻璃等,如手機蓋板、觸摸屏、平板電腦等。目前市場上主流的觸摸屏蓋板玻璃主要為高鋁硅酸鹽玻璃。
         
        例如,TFT-LCD玻璃基板用玻璃必須不含有堿金屬氧化物,為了保證玻璃化學成分的穩定和避免有害雜質元素的侵害,需對石英原料進行選礦提純以控制Fe、K、Na等有害雜質元素。
         
        凱盛石英材料(黃山有限公司)發布的企業標準Q/245400KS02-2020《TFT-LCD玻璃基板用高純石英粉》中對TFT-LCD玻璃基板用高純石英粉產品粒度指標、化學成分指標等進行了規定。
        玻璃分幾種?用什么石英砂?
        玻璃分幾種?用什么石英砂?
         
        5、石英玻璃
        石英玻璃被譽為玻璃材料中的“皇冠”,是一種以SiO2為單組分的玻璃,具有超強的機械力學性能、熱性能、光學性能和電學性能。在半導體、光學器件、光通訊、太陽能等行業中,發揮著不可替代的作用。
        玻璃分幾種?用什么石英砂?
         
        石英玻璃從紫外光、可見光到紅外光(160nm~4500nm)均具有良好的透過率,是工業照明領域的重要原材料,作為光學儀器的透紫外、透紅外材料制造攝譜儀、紅外照相機、棱鏡以及透鏡。同時,石英玻璃具有很強的熱穩定性,數值在800~1000℃之間,光學石英玻璃還廣泛應用于高空高溫照相,比如:高溫作業窺視窗口、高精度測距儀以及大型天文望遠鏡。
         
        電熔工藝、氣煉工藝生產的石英玻璃均是采用高純石英砂為原料。美國矽比科(原尤尼明)IOTA6、IOTASTD、IOTACG系列高純石英砂是生產照明設備的主要原料,可以用來生產汽車疝氣燈、鹵素燈、高強度氣體放電燈和超高性能燈。
         
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