石英(氧化物)

石英是主要造岩礦物之一，一般指低溫石英（α-石英），是石英族礦物中分布最廣的一個礦物。廣義的石英還包括高溫石英（β-石英）和柯石英等。主要成分是SiO₂，無色透明，常含有少量雜質成分，而變為半透明或不透明的晶體，質地堅硬。

石英是一種物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源，晶體屬三方晶系的氧化物礦物。石英塊又名矽石， 主要是生產石英砂 （又稱矽砂）的原料， 也是石英耐火材料和燒制矽鐵的原料。

石英是由二氧化矽組成的礦物，化學式SiO2。純淨的石英無色透明，因含微量色素離子或細分散包裹體，或存在色心而呈各種顏色，並使透明度降低。具玻璃光澤，斷口呈油脂光澤。硬度7，無解理，貝殼狀斷口。比重2.65。具壓電性。

無色、透明的石英，希臘人稱為“Krystallos”，意思是“潔白的冰”，他們確信石英是耐久而堅固的冰。中國古代人認為嘴裡含上冷的水晶能夠止渴。

2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，石英或方石英形式的晶狀矽塵在一類致癌物清單中。

基本介紹

• 中文名：石英（shíyīng）
• 外文名：Quartz
• 別稱：潔白的冰
• 類別：氧化物礦物
• 化學式：SiO2
• 分子量：60.084
• 顏色：無色
• 光澤：玻璃光澤，斷口油脂光澤
• 透明度：半透明或透明
• 晶系：三方晶系或六方晶系
• 解理：無
• 斷口：油脂光澤
• 硬度：7
• 礦物密度：2.65克/立方厘米
• 比重：2.22-2.65
• 套用：玻璃、鑄造、陶瓷、冶金、建築、化工、塑膠、橡膠、磨料
• 分布：主要造岩礦物之一，可見於大多數岩石中
• 熔點：1750℃

簡介

石英是地球表面分布最廣的礦物之一，石英有多種類型，日用陶瓷原料所用的有脈石英、石英砂、石英岩、砂岩、矽石、蛋白石、硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一種物質。當二氧化矽結晶完美時就是水晶，二氧化矽膠化脫水後就是瑪瑙，二氧化矽含水的膠體凝固後就成為蛋白石。二氧化矽晶粒小於幾微米時，就組成玉髓、燧石、次生石英岩。

它的用途也相當廣泛。遠在石器時代，人們用它製作石斧、石箭等簡單的生產工具，以獵取食物和抗擊敵人。石英鐘、電子設備中把壓電石英片用作標準頻率。熔融後製成的玻璃，可用於製作光學儀器、眼鏡、玻璃管和其它產品。還可以做精密儀器的軸承、研磨材料、玻璃陶瓷等工業原料。

石英是非可塑性原料，其與粘土在高溫中生成的莫來石晶體賦予瓷器較高的機械強度和化學穩定性，並能增加坯體的半透明性，是配製白釉的良好原料。

民國時期多採用景德鎮下三寶蓬村所產石英。新中國成立後大多採用星子、都昌、修水等地的石英，尤其是2000年以後，石英用量劇增。釉料中用量為10%~30%，使用前應洗淨揀選，除去污物雜質，放在窯內高溫煅燒，便於粉碎。

石英是矽石礦的主要礦物組分。含矽46.70%。有三方晶系的低溫石英（α-石英）和六方晶系的高溫石英（β-石英）之分。一般所稱石英均指低溫石英。三方晶系，晶體呈六方柱狀，雙晶很普遍。通常呈晶簇狀、料狀、塊狀集合體。呈多種顏色，無色透明者稱為水晶，乳白色者稱為乳石英，紫色者稱為紫水晶，淺玫瑰色者稱為薔薇石英，煙色者稱為煙水晶，褐色者稱為茶晶等。玻璃光澤。硬度7，密度2.65g/cm3。不溶於除氫氟酸以外的任何酸。地殼中分布最廣的礦物之一，為多種岩石和礦床的礦物組分。用於製造矽膠、水玻璃及各種矽化物和矽酸鹽，用作塑膠、橡膠的填料。還廣泛用於玻璃、陶瓷、石油、冶金、鑄造、建材等部門

石英砂

性質結構

石英砂是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的矽酸鹽礦物，其主要礦物成分是SiO2 。石英砂的顏色多種多樣常為乳白色、無色、灰色。硬度為7，性脆，無解理，貝殼狀斷口。油脂光澤，密度為2.65克/立方厘米，其化學、熱學和機械性能具有明顯的異向性。不溶於酸，微溶於KOH溶液，熔點1750℃。具壓電性。

高純石英砂

主要類型

石英砂按品質可分為普通石英砂，精製石英砂，高純石英砂，熔融石英砂。

1、普通石英砂

SiO₂≥90~99%，FeO ≤0.06~0.02%，耐火度1750~1800℃。外觀部分大顆粒，表面有黃皮包囊。粒度範圍5~220目，可按用戶要求粒度生產。

主要用途：冶金、墨碳化矽、玻璃及玻璃製品、搪瓷、鑄鋼、水過濾、泡花鹼、化工，噴沙等行業。

2、精製石英砂

SiO₂≥99~99.5%，Fe₂O₃≤0.02~0.015%。精選優質礦石進行複雜加工而成。粒度範圍用5~480目，可按用戶要求生產，外觀白色或結晶狀。

主要用途：高級玻璃、玻璃製品、耐火材料、熔鍊石類、精密鑄造，砂輪磨材等。

3、高純石英砂

SiO2≥99.5~99.9%，FeO≤0.005%。是採用1~3級天然水晶石和優質天然石類，經過精心挑選，精細加工而成。粒度範圍1~0.5mm，0.5~0.1mm，0.1~0.01mm，0.01~0.005mm 不等。

4、熔融石英砂

化學成份： SiO2：99.9~99.99%。Fe2O3：10PPM~25PPM。Max Li2O 含量：1~2PPM。Max Al2O3含量：20~30PPM。Max K2O 含量：20~25PPM。Max Na2O 含量：10~20PPM。

物理性能：外觀為無色透明塊狀，顆粒或白色粉末。

真比重：2.21

莫氏硬度：7.0

PH值：6.0

5、矽微粉

矽微粉：外觀為灰色或灰白色粉末。耐火度>1600℃。

容重：200～250千克/立方米。

矽微粉的化學成份見下表：

項目	平均值
SiO2	75～96%
Al2O3	1.0±0.2%
Fe2O3	0.9±0.3%
MgO	0.7±0.1%
CaO	0.3±0.1%
NaO	1.3±0.2%
PH值	中性

用途作用

石英砂是重要的工業礦物原料，廣泛用於玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建築、化工、塑膠、橡膠，磨料等工業。

1、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。

2、陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窯爐用高矽磚、普通矽磚、碳化矽等的原料。

3、冶金

矽金屬、矽鐵合金、矽鋁合金等的原料或添加劑和熔劑。

4、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。

5、化工

矽化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，無定形二氧化矽微粉等。

6、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）。

7、電子

高純度金屬矽、通訊用光纖,晶振，壓電水晶等。

8、橡膠和塑膠

填料（可提高耐磨性）

9、塗料

填料（可提高塗料的耐候性）

10、航空航天

其內在分子鏈結構，晶體形狀和晶格變化規律。使其具有的耐高溫、熱膨脹係數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應，諧振以及其獨特的光學特性。

11、珠寶

石英其實也是水晶的礦物名稱，具有相同的化學組成，不同的是寶石級水晶是可作為寶石的材料，可加工而成各種飾品。而多晶體石英岩經過染色後，大部分只能作為玉石類的仿製品，例如：翡翠、岫巖玉、獨山玉等。單晶石英也可先經炸裂後經染色仿製碧璽等寶石。

石英寶石

石英晶體內含有細小的氣泡或液體充填裂隙時，會通過干涉光產生彩虹，能製成精美的首飾。拿破崙的妻子約瑟芬皇后（Empress Josephine）擁有一個令人眼花繚亂的寶石藏品，就是彩虹石英製成的首飾。

石英因含各種雜質，顏色各異，有以下異種：

1、水晶（rock crystal)：無色透明。

2、紫水晶（amethyst)：紫色透明或半透明，加熱可脫色。

3、薔薇石英（rose quartz)：淺玫瑰色，緻密半透明。

4、煙水晶（smoky quartz）：顏色或褐色透明異種。成色原因是在輻射線作用下，Si被Al代替，是四面體產生順磁中心缺失引起。顏色進一步加深就成為墨晶（black quartz）。

5、黃水晶（citrine）： 黃金色或檸檬黃色。

藏品信息

石英屬於氧化物和氫氧化物類，無色透明。條痕白色，透明至半透明，玻璃光澤。硬度7，比重2.65g/cm。菱

面體，解理完全，解理面常彎曲。

此圖為中國雲南省富寧龍三盤的石英(Quartz)的標本照片。

中國地質博物館石英藏品圖片

保存單位：中國地質博物館。