第一節(jié) 脈石英石開采定義及性質
脈石英常與水晶共生，國內外產(chǎn)水晶的地區(qū)都有脈石英產(chǎn)出，石英脈礦體多呈脈狀、雞窩狀、透鏡狀，有的是分叉，長數(shù)米至數(shù)百米，厚數(shù)十厘米至數(shù)十米，規(guī)模以小型為主，均產(chǎn)于變質巖、榴輝巖的構造裂隙或兩者接觸帶內屬于原生礦。
次生礫石型石英，賦存在第四系殘坡——坡沖積泥沙堆積的底部，其巖侵蝕面之上，呈層分布，俗稱“石棚”，距地面0.2—6米，厚0.1—0.8米不等，隨古地形變化而變。
脈石英是石英（SiO2）的集合體，呈乳白、灰白、白色，油脂光澤，致密塊狀，比重2.65左右，熔點1700℃以上，耐溫性好，耐酸堿性好，導熱性差，高絕緣，低膨脹，化學性能穩(wěn)定，硬度大于7。
第二節(jié) 脈石英石開采發(fā)展歷程
石英脈在地震過程中的壓力不斷變化中形成，直到現(xiàn)在，這種壓力的變化幅度以及如何影響黃金形成仍是一個未知數(shù)。昆士蘭州大學的迪恩-維瑟里博士和澳大利亞國立大學的理查德-亨利教授創(chuàng)建了一個數(shù)學模型，了解地震強度如何影響充滿液體的巖石裂縫。
根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，壓力的突然下降會導致裂縫中的液體膨脹和蒸發(fā)，這一過程被稱之為“急驟蒸發(fā)”。裂縫的空間變化導致液體壓力變化。液體在低壓情況下過度飽和，所溶解的不同礦物質將迅速沉淀。
在了解何種因素導致沉積之后，我們便可搜尋能夠泄露秘密的跡象，了解在最近以及整個地質史上出現(xiàn)的機制。這種研究可能有助于未來的金礦勘探。 略……
第三節(jié) 全球脈石英石開采市場發(fā)展及預測
一、全球脈石英石開采產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
圖表 1 2012-2014年3月全球脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模情況
二、全球脈石英石開采產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢預測
圖表2 2014-2018年全球脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模預測情況
第四節(jié) 主要國家地區(qū)脈石英石開采產(chǎn)業(yè)發(fā)展及預測
圖表3 2012-2014年3月歐美地區(qū)脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模情況
圖表4 2014-2018年歐美地區(qū)脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模預測情況
圖表5 2012-2014年3月亞太地區(qū)脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模情況
圖表6 2014-2018年亞太地區(qū)脈石英石開采行業(yè)市場規(guī)模預測情況
略……
第五節(jié) 脈石英石開采技術發(fā)展現(xiàn)狀
一、技術發(fā)展分析
2007年4月組建運作的月兔硅材公司，是目前國內第一家使用脈石英作原料提取高純石英的省級高新技術企業(yè)。該公司的主導產(chǎn)品高純超細石英砂（粉）的SiO2含量達99.99%～99.999%，可完全替代進口產(chǎn)品，打破國外公司壟斷。其自主研發(fā)的脈石英提純技術達到國內領先、國際先進水平，高純超細石英粉產(chǎn)業(yè)化項目已被國家科技部列入國際科技合作重點項目，獲國家企業(yè)創(chuàng)新基金支持，并獲江西省科技進步二等獎。在我國，硅材料的應用將越來越廣泛。通過自主技術研發(fā)，利用本地豐富資源，月兔硅材公司一定能在我國硅行業(yè)中大有作為。公司對現(xiàn)有脈石英礦的開采和利用進行合理規(guī)劃，強化脈石英礦的質量檢測，提升產(chǎn)品技術含量和技術研發(fā)水平，同時以市場為導向，對產(chǎn)品應用進行合理定位。
二、工藝流程或特點
石英砂提純是除去石英砂中少量或微量雜質，獲得精制石英砂或高純石英砂（如電子級產(chǎn)品）的高難度分離技術，近年來，國內外對石英砂提純工藝研究主要圍繞以下幾個方面進行：
（一）水洗、分級脫泥
石英砂中的SiO2的品位隨著石英砂粒度的變細而降低，鐵質和鋁制等雜志礦物的品位則正好相反，這種現(xiàn)象在含有大量粘土性質礦物石英砂中尤為明顯。所以在入選前對石英砂原礦進行水選，分級脫泥是非常必要的，而且效果也是較為明顯的。如江蘇宿遷馬陵山礦石英砂原礦化學組成為：SiO279.38%、Fe2O31.68%、AL2O311.28%，其粒度組成中-0.1mm粒級含量為27.65%。在對原礦進行預選水洗、分級脫泥后，SiO2的品位上升到86.36%，F(xiàn)e2O3降低至0.49%，AL2O3降低至6.79%，除雜提純效果較為顯著。水洗、分級脫泥作為一種礦石入選前的預處理方法，應用的較早也很普遍，但對于存在于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性雜質礦物，其脫除效果尚不顯著。
（二）擦洗
擦洗是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結及泥性雜質礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)分級作業(yè)達到石英砂進一步提純的效果，目前，主要有棒摩擦洗和機械擦洗兩種方法，對于機械擦洗，一般認為影響擦洗效果的因素主要是來自擦洗機的結構特點和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時間和擦洗濃度，研究表明，砂礦擦洗濃度在50%-60%之間效果最好，而且在一定程度上反而加大了石英砂提純的難度；擦洗時間原則上以初步達到產(chǎn)品質量要求為基準，不宜過長，因時間過長，會加大設備磨損，提高能耗和造成選礦提純成本的增加。由于對于某些石英砂礦，機械擦洗擦除效果不太理想，因此，在我國棒磨擦洗工業(yè)應用較為普遍和相對成熟。如對某地石英砂原礦經(jīng)水洗、分級脫泥后+0.3mm以上的石英砂進行棒磨擦洗，結果表明，經(jīng)磨礦擦洗后，F(xiàn)e2O3從0.19%降低到0.10%，鐵的去除率達47.4%。我們在對云南某地石英砂礦采用加藥高效強力擦洗，配合適當?shù)墓に嚭驮O備，結果發(fā)現(xiàn)比采用棒磨擦洗效果好，棒磨擦洗后收率為49%，而加藥高效強力擦洗回收率為73%。加藥的目的是增大雜質礦物和石英顆粒表面的電斥力，增強雜質礦物與石英顆粒相互間的分離效果。
（三）磁選
磁選工藝的采用，可以最大限度的清除包括連生體顆粒在內的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質礦物。強磁選通常采用濕式強磁選機或高梯度磁選機。一般而言，對雜質以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質礦物為主的石英砂，利用濕式強磁機在10000奧斯特以上可以選出；對含雜以磁鐵礦為主的強磁性礦物，則采用弱磁機對或中磁機進行選別效果比較好，上村宏﹒田淵平次采用強磁機對瀨戶石英砂進行了實驗條件研究，結果表明，磁選數(shù)和磁場強度選除鐵效果有重要影響，隨磁選次數(shù)的增加，含鐵量逐漸減少，而一定的磁場強度下可除去大部分的鐵質，但此后磁場強度即使提高很多，除鐵率也無多大變化。另外，石英砂粒度越細，除鐵效果越好，其原因是細粒石英砂中含鐵雜質礦物量高的緣故。當石英砂原砂中含雜質礦物較多時，僅采用擦洗、脫泥和磁選是不能將石英砂提純成高純砂的，為了進一步提高石英砂的純度和降除雜質
（四）浮選
考慮到含氟廢水對環(huán)境的嚴重影響，國外于70年代出現(xiàn)了“無氟有酸浮洗法”如日本在實現(xiàn)長石與石英的分離中，采用硫酸或鹽酸（PH=2）調漿，加高級脂肪族胺鹽和石油磺酸鈉混合捕收劑浮選獲得成功，無氟無酸浮選法是近年來大力開發(fā)的石英長石浮選分離新工藝，唐甲瑩等從1984年開始研究陰陽離子混合捕收劑浮選分離新工藝，該方法是在自然中性介質中，利用石英、長石結構組成的差異，合理調配陰陽離子捕收劑的配比，優(yōu)先浮選出長石，實現(xiàn)二者的分離。但無氟無酸浮選法不如HF法和酸法成熟，目前尚未見到工業(yè)生產(chǎn)的應用的報道，云母與石英的等電點相近，分選難度大，采用酸性條件下陰離子捕收劑，或在堿性條件下陰-陽離子捕收劑兩種方法浮選，可獲得很好的效果。一般而言，經(jīng)過擦洗、脫泥、磁選和浮選后，石英砂的純度可達到99.3%-99.9%，基本上滿足工業(yè)用砂的需求。
（五）酸浸
酸浸是利用石英不溶于酸（HF除外），其他雜質礦物能被酸液溶解的特點，從而可以實現(xiàn)對石英的進一步提純。酸浸常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等；還原劑有亞硫酸及其鹽類等。研究發(fā)現(xiàn)，上述酸類對石英中的非金屬雜質礦物均有良好的去除效果，但對不同的金屬雜質，酸的種類及其濃度影響較為顯著，一般認為各種稀酸對Fe和Al的去除均有顯著效果，而對Ti和Cr的去除效果則采用較濃的硫酸、王水或HF進行酸浸處理。通常使用上述酸類組成的混合酸進行雜質礦物的酸浸脫除，考慮到HF對石英的溶解作用，故HF濃度一般不超過10%。除酸的濃度外，酸的用量、酸浸時間、溫度及礦漿攪拌均可以影響石英酸浸效果。酸浸各種因素的控制應根據(jù)石英最終品位要求，盡量降低酸的濃度，溫度和用量，減少酸浸時間，以實現(xiàn)在較低的選礦成本下進行石英提純。在一些歐美國家由于對石英中鐵的要求比較嚴格，故比較系統(tǒng)的研究了石英酸浸提純處理，并建立了酸浸的石英選礦提純廠。經(jīng)過酸浸處理后的石英砂，可獲得純度達99.99%的高純石英砂、
（六）微生物浸出
用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵是新近發(fā)展起來的一種除鐵技術，據(jù)國外研究結果表明，用黑曲霉素、青霉、假單胞菌、多粘菌素、桿菌等微生物對石英表面薄膜鐵進行浸除時，均取得了良好的效果，其中以黑曲霉素浸除鐵效果最佳，F(xiàn)e2O3的去除率多在75%以上，精礦Fe2O3的品位低達0.007%。并且，發(fā)現(xiàn)用大多細菌和霉菌預先栽培好的培養(yǎng)液浸出鐵的效果更好，就像其他菌種一樣是由于他們的可溶性代謝物的作用。目前微生物除鐵處于實驗室研究階段，規(guī)?；I(yè)的生產(chǎn)尚需作進一步的實驗研究。
（七）其他提純方法
由于不同石英砂制品對雜質礦物含量的不同要求，有時也采用一些其他的提純方法作進一步提純如電選利用石英與雜質礦物在電性上微小的差別，可選出微量金屬雜質礦物；熱氯化方法可除去石英中的氣、液相雜質和雜質礦物、金屬包裹體對工藝過程中的表面污染，達到對石英砂進一步提純。
石英砂選礦提純工藝流程很多，一般視石英砂中雜質的種類、含量、賦存狀態(tài)以及產(chǎn)品質量要求等確定，常見的石英砂選礦提純工藝流程如下:
（一）擦洗---分級、脫泥
石英砂在風化沉積成礦過程中，大量粘土性礦物和鐵質在石英表面形成膠結物或粘連礦物。采用擦洗---分級、脫泥工藝去除粘土雜質礦物、泥質鐵及部分薄膜鐵則是這類石英砂提純常用的工藝流程。如四川江津石英砂巖礦采用該工藝降除-0.1mm細泥和鐵質，使得二氧化硅從85.4%提高到97.4%，三氧化二鐵由原來的0.63%降低到0.165%。該工藝一般作為原砂入選前的預處理工藝，對泥質性雜質礦物進行有效脫除。
（二）擦洗—脫泥—磁選
一般而言，石英砂常見雜質礦物，如褐鐵礦、電氣石、赤鐵礦和黑云母等弱磁性礦機磁鐵礦等強磁性礦只有采用磁選工藝才可降除、實際生產(chǎn)中，多采用濕式強磁機進行選別，磁場強度約在13000奧斯特左右。某地湖湘沉積硅砂在經(jīng)擦洗脫泥后，砂中含三氧化二鐵為0.36%，利用SHP-500型濕式強磁機對上述擦洗脫泥砂進行提純，可以獲得三氧化二鐵含量為0.16%。
（三）棒磨擦洗—脫泥---磁選—浮選---酸浸
石英砂原礦在經(jīng)擦洗、磁選和浮選分離后，賦存較低的雜質礦物顆粒（包括單體、集合體）已基本上被清除干凈，二氧化硅純度一般可以達到99.5%-99.9%，基本上可以滿足石英砂大多數(shù)工業(yè)用途。但要求進一步作為超高純石英砂，就必須對以斑點和包裹體形式連生在石英顆粒表面上的雜質做酸浸處理，根據(jù)其不同的工業(yè)用途對石英砂不同雜質礦物（Fe、AL、Ti、Cr）的要求，進行不同濃度、配比的混合酸酸浸處理，如蘄春某石英巖礦的二氧化硅含量為99.76%，含細小包裹體，主要雜質礦物Fe、AL、Ti等以粘土礦物和鐵的氧化物形態(tài)存在。在經(jīng)過棒磨擦洗—脫泥---磁選---浮選---酸浸工藝后，獲得二氧化硅含量為99.99%以上的高純石英砂。
（四）加藥高效強力擦洗—分級脫泥---磁選
通過對云南某石英砂巖礦提純做了詳細深入的實驗研究之后，我們首先創(chuàng)造性的使用加藥高效強力擦洗—分級脫泥—磁選這一新的提純工藝，并獲得成功。該工藝是對現(xiàn)有擦洗設備的結構進行了改進，優(yōu)化了技術參數(shù)，通過加藥高效強力擦洗和分級脫泥可除去80%以上的雜質鐵和鋁礦，磁選主要是除去含鐵雜質礦物。通過該流程處理后，可獲得二氧化硅≥99.8%，三氧化二鐵≤0.023%，三氧化二鋁≤0.05%，二氧化鈦≤0.02%的優(yōu)質精制石英砂，達到了一級光學玻璃用砂的要求，并且精砂的產(chǎn)率高達73%，而棒磨擦洗產(chǎn)率僅為49%，二氧化硅回收率為72.8%。再進行進一步的復選和酸浸處理，能獲得二氧化硅≥99.9%，三氧化二鐵≤0.005%，三氧化二鋁≤0.05%，二氧化鈦≤0.02%的高純石英砂，這一工藝的采用，克服了棒磨擦洗帶來的鐵質二次污染，產(chǎn)率低等缺點。
硅磚有良好的抗酸性渣侵蝕的能力，對氧化鈣渣、氧化鐵渣的侵蝕也有一定的抵抗能力。硅磚的最大優(yōu)點是荷重軟化起始溫度高，因此廣泛用于砌筑焦爐、電爐、加熱爐、玻璃熔窯和耐火材料燒成窯爐襯。
第六節(jié) 脈石英石開采產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征
一、周期性分析
行業(yè)生命周期一般分為初創(chuàng)期、成長期、成熟期和衰退期，初創(chuàng)期一般為行業(yè)開始起步時，行業(yè)內規(guī)模較小，企業(yè)數(shù)目少，發(fā)展到一定階段開始進入成長期，成長期是行業(yè)發(fā)展較為迅速的時候，市場規(guī)模開始增大企業(yè)數(shù)目增多，市場需求不斷加大，企業(yè)開始步入成熟期，成熟期是行業(yè)發(fā)展非常完善的時候，無論技術水平還是產(chǎn)品質量性能等指標都能在國際市場一展華彩，隨后產(chǎn)業(yè)內產(chǎn)品若無法創(chuàng)新滿足市場需求，行業(yè)將開始進入衰退期，這意味著行業(yè)開始走向盡頭。從目前我國脈石英石開采行業(yè)的發(fā)展形式來看，我國脈石英石開采行業(yè)處于生命周期的初創(chuàng)期，行業(yè)發(fā)展較為迅速，發(fā)展空間較大，未來潛力無限。
二、區(qū)域性分析
我國脈石英石產(chǎn)地主要集中在江蘇省東?？h，其SiO2含量高達99.9983%,質量、儲量位居全國之首。
三、上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展
脈石英是由地下巖漿分泌出來的SiO2的熱水溶液填充沉淀在巖石裂縫中形成的。外觀呈乳白色、白色，致密堅硬。石英為顯晶質，結晶顆粒粗大，在2mm以上?；瘜W成分很純，SiO2含量達99%以上，雜質成分很小，有的夾有紅色或黃褐色水銹。這類硅石在加熱時，二氧化硅晶型難轉變，易使晶型轉化不完全，膨脹性大，易于松散，用該原料制硅磚，如果工藝條件不當，制品容易出現(xiàn)裂紋甚至開裂，氣孔率高，強度較低。但制品抗渣性好。
脈石英的用途十分廣泛，因用途不同，脈石英、石英礫石的工業(yè)要求也不同。生產(chǎn)玻璃器皿（儀器器皿、一般器皿）、特種玻璃、平板玻璃、耐火制品、結晶硅、硅鐵、鐵合金、炭化硅、煉鋼鐵熔劑等要求硅石化學成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、Cr2O3、CaO、TiO2、P2O5等的要求，只要是東?？h的天然硅石，在加工過程中基本無二次污染，根據(jù)用途不同選用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ品級中的一種即可。 略……
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