玻璃分几种?用什么石英砂?

发布时间:2025-06-18 07:18:41   编辑:石材网

二氧化硅是玻璃的结构主体,能够保证玻璃有较高的强度和较好的化学稳定性。因此,石英砂是玻璃行业的最主要工业矿物原料,包括平板玻璃、器皿玻璃、超白玻璃、光伏玻璃、石英玻璃等。

据统计,2023年我国平板玻璃产量为96941.80万重量箱,石英砂消耗量约为3247万吨;2023年我国光伏压延玻璃累计产量2478.3万吨,每生产1吨光伏玻璃大约需要0.71吨低铁石英砂,因此,石英砂消耗量约1760万吨。以此估算,2023年我国仅平板玻璃和光伏玻璃领域就需要石英砂超5000万吨。

玻璃工业的对石英砂的质量要求主要体现在化学成分、稳定性、粒度组成三个方面。不同玻璃制品对石英砂的质量要求也各不相同。

玻璃行业主要产品类型有平板玻璃、器皿玻璃、钢化玻璃、光伏玻璃、电子玻璃等。目前我国制造平板玻璃、钢化玻璃等常规玻璃所用石英资源要求较低,可从规模大易开采加工的石英砂岩、石英岩等资源中获得。

制作光伏玻璃等低铁超白玻璃的石英砂要求较常规玻璃稍高,可以通过对部分优质的石英砂岩、脉石英、石英岩、天然石英砂等资源加工获取。石英玻璃往往需要采用高纯石英砂。

1、平板玻璃

从1988年至今,我国平板玻璃产量已连续35年稳居全球第一,其他国家始终无法望其项背。2024年,规模以上企业平板玻璃产量10.0亿重量箱,同比增长2.9%。

平板玻璃是进行玻璃深加工的基础材料,一般泛指普通平板玻璃,又称原片玻璃或净片玻璃,是玻璃中生产量最大、使用最多的一种。常用平板玻璃及其衍生品,如夹丝玻璃、压花玻璃、玻璃砖、空心玻璃等。

不同平板玻璃对石英砂的指标要求有所不同,按照化学成分高低和粒度大小,可将整个平板玻璃行业用的石英砂分为Ⅰ类和Ⅱ类两种类型,Ⅰ类Al2O3含量低,Ⅱ类Al2O3含量高。

行业标准《JC/T 529-2000 平板玻璃用硅质原料》中有关平板用石英砂的化学成分、粒度组成等指标要求如下:

2、日用玻璃

日用玻璃产品主要包括瓶罐玻璃、器皿玻璃、仪器玻璃和医药玻璃,为食品、酿酒、饮料、医药等行业提供各种包装配套和满足社会消费需求,如啤酒瓶、玻璃杯及装饰品、玻璃药瓶等。药用硅硼玻璃要求耐热性和化学稳定性好。

石英砂的熔化温度高达1730℃左右,石英的颗粒度对玻璃的形成影响最大。在实际生产中石英颗粒宜为棱角形状,表面积大,配合料不易分层,颗粒粒度范围60-140目。

行业标准《DZ/T 0207-2002 玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地质勘查规范》中有关器皿玻璃对石英砂的质量要求如下:

3、光伏玻璃

光伏玻璃是由超白玻璃原片进行深加工制成,超白玻璃是一种透光率极高(透光率≥91.5%)、铁杂质含量基本控制在100~150ppm之间和外观极度透明的新材料玻璃,对超白玻璃的另外的叫法有低铁玻璃和高透明玻璃。

由于光伏玻璃对透光率有要求,而石英砂中的铁离子容易染色,因此,光伏玻璃对含铁量要求严格,必须使用低铁石英砂。

行业标准《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅质原料》有关光伏玻璃对石英砂的质量要求如下:

石英砂的纯度以二氧化硅(SiO₂)为核心指标。光伏玻璃用石英砂要求SiO₂含量≥99.99%(即4N级别),部分高端产品甚至需达到99.998%(4N8级)。这一标准远超普通玻璃用石英砂(通常SiO₂≥99.5%),因为微量杂质会显著降低玻璃透光率,导致光伏组件发电效率下降。例如,铁(Fe)含量需严格控制在0.5μg/g以下,否则会吸收可见光,造成玻璃发绿或透光率降低。

铁(Fe):Fe₂O₃含量是核心指标,直接影响玻璃颜色和透光率。行业标准JC/T2314-2015光伏玻璃用硅质原料》要求≤100ppm,而企业实际控制更严格,如Fe₂O₃≤50ppm。超白玻璃中Fe₂O₃需≤0.015%(150ppm),部分高端产品甚至要求≤80ppm。

钛(Ti):TiO₂含量≤300ppm,过量会导致玻璃发黄,降低紫外线和可见光透过率。

铝(Al)与钙(Ca):Al₂O₃≤100ppm,CaO≤0.1%,以避免高温下析晶或影响玻璃熔融特性。

碱金属(K、Na):K₂O+Na₂O总和≤2.5μg/g,防止玻璃表面析碱和电导率升高。

微量元素:B≤5μg/g,Mn≤1μg/g,Cr、Ni等难熔重矿物总量≤5ppm(如铬铁矿、锆英石Cr₂O₃),避免高温下形成结石缺陷或影响电学性能。

石英砂的粒度直接影响玻璃熔融均匀性和透光性,光伏用石英砂粒径需集中在70~350μm范围内,且该区间的累积质量分数≥90%。粒径过小(如<100μm)易导致玻璃液过早形成,影响热传导;过大(如>300μm)则难以完全熔化,形成气泡或结石。

光伏玻璃用石英砂典型分级要求:

0.1~0.25mm(100~250μm):占比5%~20%;

0.25~0.5mm(250~500μm):占比20%~35%。

4、电子玻璃

包括信息显示基板玻璃、高强盖板玻璃、超薄触摸屏玻璃等,如手机盖板、触摸屏、平板电脑等。目前市场上主流的触摸屏盖板玻璃主要为高铝硅酸盐玻璃。

例如,TFT-LCD玻璃基板用玻璃必须不含有碱金属氧化物,为了保证玻璃化学成分的稳定和避免有害杂质元素的侵害,需对石英原料进行选矿提纯以控制Fe、K、Na等有害杂质元素。

凯盛石英材料(黄山有限公司)发布的企业标准Q/245400 KS02-2020《TFT-LCD玻璃基板用高纯石英粉》中对TFT-LCD玻璃基板用高纯石英粉产品粒度指标、化学成分指标等进行了规定。

5、石英玻璃

石英玻璃被誉为玻璃材料中的“皇冠”,是一种以SiO2为单组分的玻璃,具有超强的机械力学性能、热性能、光学性能和电学性能。在半导体、光学器件、光通讯、太阳能等行业中,发挥着不可替代的作用。

石英玻璃从紫外光、可见光到红外光(160nm~4500nm)均具有良好的透过率,是工业照明领域的重要原材料,作为光学仪器的透紫外、透红外材料制造摄谱仪、红外照相机、棱镜以及透镜。同时,石英玻璃具有很强的热稳定性,数值在800~1000℃之间,光学石英玻璃还广泛应用于高空高温照相,比如:高温作业窥视窗口、高精度测距仪以及大型天文望远镜。

电熔工艺、气炼工艺生产的石英玻璃均是采用高纯石英砂为原料。美国矽比科(原尤尼明)IOTA6、IOTASTD、IOTACG系列高纯石英砂是生产照明设备的主要原料,可以用来生产汽车疝气灯、卤素灯、高强度气体放电灯和超高性能灯。

由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!


来源:粉体技术网

更多一手石材新闻, 微信公众号“石材网石图APP”关注获得

免责声明:

凡标注来源本网的新闻转载时,请注明来源"石材网www.stone365.com",其他部分转载新闻目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请作者一周内来电或来函联系。