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矿业综合
人造石英石板材用石英砂生产释疑
来源:粉体技术网2017-10-14758

人造石英石板材用石英砂产品目前没有一个统一的标准,生产石英砂和板材生产厂家各自为准,缺乏一个产品的共识和这方面系统的介绍。本文将对石英板材石英砂的指标和生产注意事项进行分析。

一、人造石英石和石英砂

1、人造石英石概念

人造石英石是由骨料90%以上的天然石英和10%左右的色料、树脂和其它调节粘接、固化等的添加剂组成。 首先用专用的搅拌机搅拌物料(包括树脂和石英砂等),然后将物料布到模具里,再送入压机压制成型,再将板材送入固化炉里固化,最后是后续加工(包括翻板,定厚,抛光,切割等)。

人造石英石

2、人造石英石配方:

5-100目石英砂:60-63%

320-2500目石英粉:28-32%

不饱和树脂:7-9%

色料及偶联剂:0.4-0.6%

紫外线吸收剂:(树脂量)0.5-1%

分解剂:(树脂量)0.5-1%

固化剂:(树脂量)0.8-1%

从以上配方得出:石英砂粉的比例为88-95%左右。在我们生产人造石英石板材的配方作为生产石英砂粉企业生产石英砂粉参考必不可少的主要内容。缺乏对石英砂粉在人造石英石板材中应用的认知:一是石英砂粉产品是否适用人造石;二是石英砂粉是否满足人造石英石的生产要求。

二、石英砂粉在人造石英石应用的指标分析

1、外观

(1)颜色统一:无杂色、无杂物。一般要求杂色颗粒在2%以下。就是说一百个颗粒里面有异色的颗粒不能超过2个。特别是在产品中鲜艳类颗粒和黑色颗粒。

色泽一致,当产品是奶白色的颗粒,要求全部是奶白色颗粒;是半透明的颗粒就要要求是半透明颗粒。原矿出现两种以上的矿类时候要进行分类再进行加工。

(2)表面清洁度好:无粉尘、颗粒表面干净。颗粒中的粉尘一是杂质,二是纯度不高的石英,三石英颗粒颜色为乳白色或无色半透明状,油脂光泽。粉尘遮盖颗粒,会呈灰蒙蒙一层。做出板材后体现不了石英颗粒的透明立体感觉。

检查石英砂产品颗粒,用密封袋装少许样品,在密封袋来回抖动数次,密封袋仍为透明。二是用手伸向一定量样品,手上不沾任何粉尘。三是取透明的塑料杯。把样品放进塑料杯,同时倒入相应的水搅拌后看水是否浑浊。这些都是检测清洁度的有效办法。

2、形貌

要求颗粒状,颗粒越是呈球状。比表面积越小。比表面积越小,吸油值就越小,用的树脂就越少。非颗粒状石英砂在混合搅拌时阻力越大。

3、粒度组成

粗颗粒是做骨料,相当于混凝土的石子和钢筋作用;起到装饰修饰美观效果。细粉是填充和加固作用,类似于混凝土中的细沙;使板材密度更高,致密性更好来达到防污效果。各目数根据需求进行相应的搭配,力求板材的颗粒晶体美观度达到或超过天然板材。

4、白度

白度是石英砂粉在人造石英石要求的一个重要指标,尤其是石英粉的白度有严格的要求和规定。

石英砂对白度没有严格的要求,规定了颜色一致。

石英粉的白度必须大于90度。当石英粉白度大于90时候,石英粉和树脂混合时候不会发黑。白度大于90度时,和树脂混合后发生变色发黑,要检查发黑的原因。

5、水分与包装

要求水分在0.5%以下。包装具有防潮效果,尽量避免使用阀口袋包装。

三、生产人造石英石用板材砂原料

1、脉矿石英

脉石英是由地下岩浆分泌出来的SiO2的热水溶液填充沉淀在岩石裂缝中形成的。外观呈乳白色、白色,致密坚硬。石英为显晶质,结晶颗粒粗大,在2mm以上。化学成分很纯,SiO2含量达99%以上,杂质成分很小,有的夹有红色或黄褐色水锈。石英脉矿体多呈脉状、鸡窝状、透镜状,有的是分叉,长数米至数百米,厚数十厘米至数十米。

2、砂(岩)矿石英

一般为共生矿床,石英以颗粒状态伴生其他矿物上,如高岭土中的尾矿是石英等。各个高岭土矿山都有大量的石英砂。颗粒从5目到100目不等,提纯后的石英砂含SiO2都在97%以上,部分高达99.5%以上。透明的砂矿做出来的砂比脉矿做出来的砂透明度更好,形貌更趋于颗粒状球体。吸油值比脉矿产品更低。

3、风化(粉)石英

风化石英是天然石英经过千百万年风化后形成,其原结晶形态发生转化,变成细小的晶粒,部分转变为非晶体,主要成分仍为二氧化硅(SiO2),也含有少量氧化铝(Al2O3)。风化石英在人造石英石上的应用未见有报道。本人有用粉石英加工后再在板材上应用的试验。粉石英的颗粒细,做出的板材更细腻。光洁度更好,防污效果更佳。其结晶形态为非晶体,接近于白炭黑二氧化硅的性质。

4、其他硅质材料

鹅卵石是最常见的石英矿,鹅卵石,是开采黄砂的附产品,因为状似鹅卵而得名。主要化学成分是二氧化硅,其次是少量的氧化铁和微量的锰、铜、铝、镁等元素及化合物。它们本身具有不同的色素,如赤红者为铁,蓝者为铜,紫者为锰,黄色半透明为二氧化硅胶体石髓,翡翠色含绿色矿物等等;由于这些色素离子溶入二氧化硅热液中的种类和含量不同,因而呈现出浓淡、深浅变化万千的色彩,使鹅卵石呈现出黑、白、黄、红、墨绿、青灰等色系。

目前在人造石英石板材方面主要以脉石英为主。砂岩石英、鹅卵石石英开始进入到板材制造,受应用推广和观念影响,目前用量比例不高。顺着环保日益提高,有色硅石将大大提高其下游应用。下图是各种石英原矿和成品:

四、生产注意事项

1、石英砂生产工艺流程(推荐湿法破碎,以湿法为例)

石英原矿——破碎(磁选)——选矿(人工、光电选)——细碎(磁选)——水洗——脱水——烘干——筛分(磁选)——精选(人工、光电选)(磁选)——成品

2、选矿

光电选矿效果一般,石英不像其他白色非金属矿。石英矿颗粒越小其透明度越好。光选识别分辨越难,特别是粉红色的、淡黄色等颗粒基本识别不清,无法挑选。

(1)光电色选机选石英的优缺点:

履带式:适合范围广,分选颗粒允许在1公分到10公分。颗粒越大,透明度越差,分选效果越好。

溜槽式:适合范围窄,分选颗粒范围在8目到40目。

(2)光电色选机的应用

在选择色选机类型建议使用履带式,在细碎前进行选矿。在包装前再进行精选一次。确保了产品色差度小。

在实际生产中一般采用机械法清洗,然后再使用光电色选机分选,有效提高效率,降低选矿成本。

3、工艺设备的选型

生产设备选型决定了产品加工颗粒形貌。建议使用铁类破碎加工设备,不建议使用高铝衬砖类的球磨机加工板材砂。加工石英砂的设备应以铁类设备位置,能产生磨损的铁能通过强磁、酸洗去掉的工艺。高铝衬砖在生产过程中受外力,变成小颗粒夹杂在石英砂颗粒中,变成白点(石英砂颗粒是透明状,而高铝碎片是白色非透明,做成板材后呈明显白色),直接影响到板材的美观。合金磨损后,进入石英砂颗粒中,合金非导强磁性,难于用强磁磁选干净。合金颗粒在人造板材中受光合和氧化作用,逐渐生锈变色,导致整块板失去原有色彩。

制造过程中的容器、输送等应用塑料制品或做耐磨等措施,减少二次污染。

制砂的筛网可以采取尼龙筛网代替不锈钢。

制粉应该采用二级收尘系统,一级收尘做产品用,这段产品纯度最高,杂质都跑到二级除尘器去了。二级产品降级用,白度纯度比一级有所降低。

4、关于酸洗砂在人造石英石的使用

人造石英石严格来说禁止使用酸洗石英砂来生产,酸洗石英砂容易残留酸物质在石英砂颗粒表面,造成微酸和光合氧化作用,板材直接泛黄。现在市面的小型厂家为了降低成本,不少酸洗石英砂厂家没有条件完全把酸清洗掉。对石英存在了解不足,认为石英砂不吸水,故也不吸酸。不重视酸物残留值。石英砂颗粒表面不是完全镜面,而是由许多小凹凸组成,对酸残留存在条件。所以酸洗石英砂的酸务必要酸洗至中性。

对酸洗石英原矿来说,洗去酸残留更容易。效率比酸洗石英砂高,缺点是部分的酸洗不到,如石英块中间的水线黄皮等。

5、磁选

磁选是石英砂制程必不可少的工序。石英砂中有含量高的氧化铁,带透明的颗粒可以隐约看出带铁颗粒包裹在产品颗粒中。

机械铁通过强磁去掉,石英砂颗粒不能有机械铁残留,其后遗症和酸残留一样,不像酸整块板泛黄。但会在板材上产生点点锈点。

强磁磁力应该选15000高斯以上的,有效磁选效率应该维持在10000高斯左右,才能把部分氧化铁去除。这样工艺一道磁选降到150ppm以下,三道更多时候可以降到80ppm以下。一般磁选次数不能少于三次,一般为5道磁选。

在产品准备包装前,都要用8000高斯左右的磁棒检测,成品是否有合金颗粒、半砂铁颗粒等。随机抽样,在20公斤到50公斤样品中磁棒上允许含铁颗粒在5个以下。

6、表面包覆处理

人造石英石板材用石英砂,目前进行改性包覆处理的厂家是极少。在生产中为颗粒包覆改性剂,比在混合时候加偶联剂。效果更好。

在产品烘干即将结束后改性剂以喷雾形式,使改性剂和石英砂颗粒充分接触就行。

五、总结

人造石英石板材用石英砂基本要求是:

1、颜色一致,透则透,白则白;红似血,黑如墨,黄如玉等。总之一个产品里面不能有第二种颜色在里面。

2、粒度组成均匀,不能有太多过粗或过细的颗粒,影响颗粒大小不均的美观度。追求颗粒趋于颗粒状,使板材更接近自然板材。

3、产品干净清洁度好,无粉尘。

4、水分含量要低于0.5%。

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