廣西北海天然石英砂礦產(chǎn)資源豐富，主要分布在合浦縣和鐵山港區(qū)，資源儲(chǔ)量超20億t。目前，該礦是我國(guó)超白玻璃用低鐵石英砂（水洗砂）的重要原料基地，由于產(chǎn)品質(zhì)量好，已引起國(guó)內(nèi)多家大型玻璃企業(yè)的關(guān)注。

廣西合浦天然石英砂礦的成因主要是由異地石英經(jīng)水流搬運(yùn)在古河槽沉積形成，不同粒級(jí)樣品的SiO₂純度普遍較高，平均SiO₂含量為98.859%，礦物成分主要是石英，有少量白云母、燧石、金屬礦物和高嶺土等雜質(zhì)礦物存在。該礦的特點(diǎn)是礦石粒度大小不一，差別較大，除了一定數(shù)量的石英砂外，還含有大量鵝卵石狀的礫石英。

成都理工大學(xué)王哲皓、汪靈等人以廣西合浦天然石英砂礦（含礫石英）為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了礦區(qū)代表性礦點(diǎn)不同粒級(jí)樣品的礦物材料學(xué)特征，包括化學(xué)成分、礦物組成、顯微結(jié)構(gòu)和提純加工效果等，提出了礦石類型劃分的新方案，并對(duì)不同礦石類型工業(yè)應(yīng)用潛力進(jìn)行了分析，結(jié)果如下。

1、廣西合浦天然石英砂的礦石類型劃分

根據(jù)礦石粒度大小與物質(zhì)來(lái)源、SiO₂含量與提純加工效果及工業(yè)應(yīng)用潛力，可將廣西合浦天然石英砂礦劃分為三種礦石類型：礫石礦（>2cm）、粗砂礦（2～0.43mm）和細(xì)砂礦（-0.43mm）。

同一粒級(jí)不同樣品水洗砂的SiO₂純度和雜質(zhì)元素總量的差別并不是特別大，但雜質(zhì)元素總量在礫石、粗砂和細(xì)砂等不同粒級(jí)樣品中依次成倍增長(zhǎng)。

在酸浸提純后，不同粒級(jí)樣品的提純結(jié)果具有明顯差異，整體來(lái)看，礫石提純結(jié)果最好，粗砂次之，細(xì)砂最差，且原礦雜質(zhì)含量越少，提純后SiO₂純度越高，即在同一提純工藝條件下，礫石、粗砂和細(xì)砂的提純結(jié)果隨粒級(jí)降低而依次變差。

造成這一現(xiàn)象的主要原因與原礦物質(zhì)來(lái)源及其決定的雜質(zhì)含量有關(guān)：礫石樣品的物質(zhì)來(lái)源為脈石英，原礦雜質(zhì)含量相對(duì)較少；細(xì)砂樣品的物質(zhì)來(lái)源復(fù)雜，主要為花崗石風(fēng)化產(chǎn)物，也有部分來(lái)源于脈石英在水流搬運(yùn)過(guò)程中的破碎產(chǎn)物，因此，原礦雜質(zhì)含量較多；粗砂樣品的物質(zhì)來(lái)源特點(diǎn)是介于二者之間，即主要為脈石英，部分來(lái)源于花崗石風(fēng)化產(chǎn)物，因此，原礦雜質(zhì)含量也間于二者之間。

2、不同類型礦石應(yīng)用潛力分析

由于不同類型礦石的SiO₂含量與提純加工效果有顯著差異，這使得其在工業(yè)應(yīng)用潛力上也有很大區(qū)別，具體分析如下所述。

（1）礫石礦（>2cm）

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的破碎-篩分，原礦（水洗砂）的平均SiO₂含量為99.981%，平均Fe含量≤30×10^-6，平均Ti含量≤5×10^-6，達(dá)到低鐵石英砂的化學(xué)成分要求，即Fe含量≤84×10^-6，Ti含量≤300×10^-6。

經(jīng)酸浸提純后，酸洗砂的平均SiO₂含量≥99.995%（4N5），個(gè)別樣品氯化焙燒后SiO₂純度可達(dá)到4N8，符合高純石英礦的純度標(biāo)準(zhǔn)，具有開(kāi)發(fā)4N5高純石英中高端產(chǎn)品的潛力，但仍需進(jìn)行包裹體含量的下游產(chǎn)品驗(yàn)證才能確定其可行性。

因此，根據(jù)優(yōu)礦優(yōu)用、高效利用的原則，該礫石礦不宜用作超白玻璃用低鐵石英砂原料，而應(yīng)在簡(jiǎn)易篩分選礦后，將其單獨(dú)堆放，開(kāi)展高純石英開(kāi)發(fā)利用研究。

（2）粗砂礦（2～0.43mm）

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的破碎-篩分，水洗砂的平均SiO₂含量為99.936%，平均Fe含量≤52×10^-6，平均Ti含量≤83×10^-6，達(dá)到低鐵石英砂的化學(xué)成分要求，是加工超白玻璃用低鐵石英砂的主要原料。

經(jīng)酸浸提純后，酸洗砂的平均SiO₂含量≥99.988%（3N8），由于堿金屬和堿土金屬及過(guò)渡金屬元素含量相對(duì)較低，具有開(kāi)發(fā)集成電路用高端硅微粉等產(chǎn)品的潛力，但仍需進(jìn)行放射性元素含量檢測(cè)才能確定其可行性。

（3）細(xì)砂礦（-0.43mm）

水洗砂的的平均SiO₂含量為99.736%，平均Fe含量≤302×10^-6，可用于生產(chǎn)w（TFe）≤0.05%或500×10^-6的精制石英砂，又叫精砂。

經(jīng)酸浸提純后，酸洗砂的平均SiO₂含量≥99.909%（3N），平均Fe含量≤218×10^-6，仍達(dá)不到低鐵石英砂的化學(xué)成分要求。因此，細(xì)砂礦不能單獨(dú)生產(chǎn)低鐵石英砂（水洗砂），通過(guò)計(jì)算，其水洗砂若按不高于13%的比例與粗砂礦混配使用，混合料的平均Fe含量≤84×10^-6、平均Ti含量≤143×10^-6，可用作超白玻璃用低鐵石英砂原料。

目前，廣西合浦天然石英砂礦的主要開(kāi)發(fā)產(chǎn)品是超白玻璃用低鐵石英砂（水洗砂），根據(jù)本研究工作結(jié)果，其礫石礦和粗砂礦還分別具有開(kāi)發(fā)4N5高純石英中高端產(chǎn)品和集成電路用高端硅微粉等產(chǎn)品的潛力。

因此，為實(shí)現(xiàn)該礦的高值高效利用，應(yīng)在篩分選礦后，將礫石礦、粗砂礦和細(xì)砂礦三種類型礦石分別堆積存放，加強(qiáng)對(duì)礫石礦與粗砂礦的高值化、高效化和綜合化開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究，針對(duì)不同類型礦石開(kāi)發(fā)不同應(yīng)用的石英砂系列產(chǎn)品。

資料來(lái)源：《王哲皓,李文蘭,汪靈,等.廣西合浦天然石英砂礦的礦石類型及高純石英應(yīng)用潛力分析[J/OL].中國(guó)礦業(yè),2025》，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！