二氧化硅是玻璃的結(jié)構(gòu)主體，能夠保證玻璃有較高的強(qiáng)度和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。因此，石英砂是玻璃行業(yè)的最主要工業(yè)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(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年我國平板玻璃產(chǎn)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(jì)產(chǎn)量2478.3萬噸，每生產(chǎn)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(lǐng)域就需要石英砂超5000萬噸。

玻璃工業(yè)的對石英砂的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在化學(xué)成分、穩(wěn)定性、粒度組成三個(gè)方面。不同玻璃制品對石英砂的質(zhì)量要求也各不相同。

玻璃行業(yè)主要產(chǎn)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(guī)玻璃所用石英資源要求較低，可從規(guī)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(guī)玻璃稍高，可以通過對部分優(yōu)質(zhì)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(chǎn)量已連續(xù)35年穩(wěn)居全球第一，其他國家始終無法望其項(xiàng)背。2024年，規(guī)模以上企業(yè)平板玻璃產(chǎn)量10.0億重量箱，同比增長2.9％。

平板玻璃是進(jìn)行玻璃深加工的基礎(chǔ)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(chǎn)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(biāo)要求有所不同，按照化學(xué)成分高低和粒度大小，可將整個(gè)平板玻璃行業(yè)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JC/T 529-2000 平板玻璃用硅質(zhì)原料》中有關(guān)平板用石英砂的化學(xué)成分、粒度組成等指標(biāo)要求如下：

2、日用玻璃

日用玻璃產(chǎn)品主要包括瓶罐玻璃、器皿玻璃、儀器玻璃和醫(yī)藥玻璃，為食品、釀酒、飲料、醫(yī)藥等行業(yè)提供各種包裝配套和滿足社會(huì)消費(fèi)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(xué)穩(wěn)定性好。

石英砂的熔化溫度高達(dá)1730℃左右，石英的顆粒度對玻璃的形成影響最大。在實(shí)際生產(chǎn)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DZ/T 0207-2002 玻璃硅質(zhì)原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中有關(guān)器皿玻璃對石英砂的質(zhì)量要求如下：

3、光伏玻璃

光伏玻璃是由超白玻璃原片進(jìn)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(zhì)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(yán)格，必須使用低鐵石英砂。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質(zhì)原料》有關(guān)光伏玻璃對石英砂的質(zhì)量要求如下：

石英砂的純度以二氧化硅（SiO?）為核心指標(biāo)。光伏玻璃用石英砂要求SiO?含量≥99.99%（即4N級別），部分高端產(chǎn)品甚至需達(dá)到99.998%（4N8級）。這一標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)超普通玻璃用石英砂（通常SiO?≥99.5%），因?yàn)槲⒘侩s質(zhì)會(huì)顯著降低玻璃透光率，導(dǎo)致光伏組件發(fā)電效率下降。例如，鐵（Fe）含量需嚴(yán)格控制在0.5μg/g以下，否則會(huì)吸收可見光，造成玻璃發(fā)綠或透光率降低。

鐵（Fe）：Fe?O?含量是核心指標(biāo)，直接影響玻璃顏色和透光率。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質(zhì)原料》要求≤100ppm，而企業(yè)實(shí)際控制更嚴(yán)格，如Fe?O?≤50ppm。超白玻璃中Fe?O?需≤0.015%（150ppm），部分高端產(chǎn)品甚至要求≤80ppm。

鈦（Ti）：TiO?含量≤300ppm，過量會(huì)導(dǎo)致玻璃發(fā)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(dǎo)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(jié)石缺陷或影響電學(xué)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(nèi)，且該區(qū)間的累積質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥90%。粒徑過?。ㄈ纾?00μm）易導(dǎo)致玻璃液過早形成，影響熱傳導(dǎo)；過大（如＞300μm）則難以完全熔化，形成氣泡或結(jié)石。

光伏玻璃用石英砂典型分級要求：

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(qiáng)蓋板玻璃、超薄觸摸屏玻璃等，如手機(jī)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(xué)成分的穩(wěn)定和避免有害雜質(zhì)元素的侵害，需對石英原料進(jìn)行選礦提純以控制Fe、K、Na等有害雜質(zhì)元素。

凱盛石英材料（黃山有限公司）發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/245400 KS02-2020《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(chǎn)品粒度指標(biāo)、化學(xué)成分指標(biāo)等進(jìn)行了規(guī)定。

5、石英玻璃

石英玻璃被譽(yù)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(qiáng)的機(jī)械力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能和電學(xué)性能。在半導(dǎo)體、光學(xué)器件、光通訊、太陽能等行業(yè)中，發(fā)揮著不可替代的作用。

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(yè)照明領(lǐng)域的重要原材料，作為光學(xué)儀器的透紫外、透紅外材料制造攝譜儀、紅外照相機(jī)、棱鏡以及透鏡。同時(shí)，石英玻璃具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，數(shù)值在800~1000℃之間，光學(xué)石英玻璃還廣泛應(yīng)用于高空高溫照相，比如：高溫作業(yè)窺視窗口、高精度測距儀以及大型天文望遠(yuǎn)鏡。

電熔工藝、氣煉工藝生產(chǎn)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(chǎn)照明設(shè)備的主要原料，可以用來生產(chǎn)汽車疝氣燈、鹵素?zé)?、高?qiáng)度氣體放電燈和超高性能燈。

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