酸洗石英砂储放黄变研究

陈 翔，裴业虎

（广东省佛山地质局，广东 佛山 528000）

1 前言

石英石是主要由石英矿物与黏合剂人工合成的一种新型石材，具有花色可调、大面积铺贴无色差优点[1]。同时又具有高硬度、刮不花、耐油污、无辐射、无污染、无毒害等优点，因此越来越受到国内外市场的欢迎。石英作为一种重要的工业矿物原料[2]，石英砂的纯度的提高，其价值也不断提高[3]。随着优质石英矿的枯竭，精选的石英砂价格不断上涨，而且供应短缺[4]。高纯高白石英矿越来越少，不能满足高端板材市场对高质量石英砂、粉的需求，如何开发低品质的石英资源作为板材用砂是今后的一个研究方向[5]。其中使用酸洗工艺生产高白度石英砂粉用于人造板材研究最多，但酸洗石英用于人造石材一直都被同行所抗拒，担忧酸洗石英矿制砂会随放置条件和时间产生黄变。本文就三个地区不同类型石英矿的酸洗石英砂是否会受放置的温度、湿度、时间而产生黄变这个问题进行研究。

2 试验原料及仪器

2.1 试验原料

选用国内三个地区不同类型石英矿生产的酸洗石英砂作为本次试验原料。分别编号为1#，2#，3#。1#酸洗石英砂来自广东河源，原矿是乳白色，无油状光泽，多裂隙，较容易破碎，表面有黄皮。矿石中主要成分为石英，少量的角闪石、赤褐铁矿，石英表面有包覆少量的薄膜铁。2#酸洗石英砂来自江西崇义，石英原矿是透白色，细颗粒胶结状，易破碎成砂状，石英颗粒之间有胶结状黄色矿物，主要成分为石英，胶结状黄色矿物主要是褐铁矿。3#酸洗石英来自湖南怀化，属热液成因脉石英，油状光泽，半透，致密坚硬，不易破碎，主要成分为石英，可见少量长石，表面有浅黄色风化物。三种不同类型的酸洗石英砂的化学分析结果见表1。

表1 三种酸洗石英砂化学分析结果 (单位：%)

2.2 试验设备

WBS-1型白度仪，上海精密仪器仪表有限公司；SC80C色差计，北京康光光学仪器有限公司；HDE702型恒温恒湿试验箱，海达国际仪器有限公司；PHS-25型pH值计，上海仪电科学仪器股份有限公司；GM-52型陶瓷球磨机，长沙米淇仪器设备有限公司。

3 试验部分

3.1 基础数据测试

对三个酸洗石英砂进行白度、黄度(b值)测试。先把石英砂放入到GM-52型陶瓷球磨机中磨粉，粉体粒径达到测试要求后再进行测试，测试结果见表2。

表2 酸洗石英砂白度、黄度测试结果

从表1、表2的测试数据可以看出，1#，3#石英中含铁量较低，说明酸洗除铁效果较好。2#酸洗石英砂的白度较低，黄度(b值)较高，铁含量较高，说明2#石英在酸洗过程中铁元素清除效果较差，这可能和2#石英原矿的矿物学性质有关。2#石英原矿属于胶结状石英，石英颗粒之间有较多含铁胶状物，被石英颗粒包夹在中间，所以不容易酸洗清除。

3.2 色变和温度关系试验

以空气相对湿度50%为基准，试验时间10天，分别放置在5℃、20℃、35℃、50℃、65℃环境下，测试酸洗石英砂是否会随温度的变化而产生白度和黄度(b值)变化。把三种酸洗石英砂原料放入恒温恒湿箱，每次都按试验条件设置好相对湿度和温度，10天后取出磨粉，测试结果见图1、图2。

图1 温度与白度关系

图2 温度与黄度(b值)关系

从图1、图2结果可以看出，随着放置温度的增高，三个不同地区不同类型的酸洗石英砂白度没有明显的升高或降低趋势，黄度(b值)也没有明显的升高或降低趋势，说明酸洗后的石英砂白度和黄度不受储存环境温度影响。

3.3 色变和湿度关系试验

探索空气相对湿度是否会影响到酸洗石英砂的物理指标，以室温25℃作为固定条件，试验时间10天，分别放置到相对湿度是25%、40%、55%、70%、85%环境下，测试石英砂是否会随相对湿度的变化而产生白度和黄度(b值)变化。把三种酸洗石英砂放入恒温恒湿箱，每次分别按试验条件设置好温度和相对湿度，10天后取出磨粉，测试结果见图3、图4。

图3 湿度与白度关系

图4 湿度与黄度(b值)关系

从图3、图4结果可以看出，随着相对湿度的增大，三个不同地区不同类型的酸洗石英砂白度没有明显的升高或降低趋势，黄度(b值)也没有明显的升高或降低趋势，说明酸洗后的石英砂白度和黄度不受储存环境空气湿度影响。

3.4 色变和时间关系试验

探索放置时间是否会影响到酸洗石英砂的物理指标。以室温25℃，相对湿度70%作为固定条件，试验时间分为10天、15天、20天、25天、30天。测试石英砂是否会随时间的延长而产生白度和黄度(b值)变化。把三种酸洗石英砂(每种5个相同样)同时放入恒温恒湿箱，设置好温度和相对湿度，到预定的时间后取出每种样品中的一个磨粉，测试结果见图5、图6。

从图5、图6结果可以看出，随着放置时间的延长，三个不同地区不同类型的酸洗石英砂白度没有明显的升高或降低趋势，黄度b值也没有明显的升高或降低趋势，说明酸洗后的石英砂白度和黄度不受储存时间长短影响。

图5 时间与白度关系图

图6 时间与黄度(b值)关系图

4 结论

从试验结果看，三个不同地区不同类型的酸洗石英砂不会因为放置的温度、相对湿度、放置时间的长短，产生明显的反黄现象。石英是一种物理和化学性质均十分稳定的矿产资源[6-7]，除了强碱和特殊酸以外，在常温的自然放置条件下，是比较难以参与化学反应的。即使是含铁较高的酸洗石英砂，在酸洗完成后，也不会因为放置时间和放置条件的变化而变得更黄。因此酸洗石英砂在日常的储放环境中，性质颜色都是非常稳定的，不会因为储放的温度和湿度产生黄变现象。