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石英砂因其獨特的物理化學性質（高硬度、耐高溫、化學穩定性等）和不同純度等級，在傳統工業與高科技領域均扮演關鍵角色。以下是其詳細作用及應用的系統性總結：
一、傳統工業領域
水處理
核心作用：作為過濾介質，高效截留懸浮物、重金屬及有機污染物，提升水質。
技術細節：
普通石英砂（SiO?≥96%）用于常規水廠濾池；
高精制石英砂（純白無粉塵）用于電廠樹脂墊層。
玻璃制造
功能：二氧化硅（SiO?）是玻璃骨架，占比超40%，決定玻璃的強度與化學穩定性。
細分應用：
平板玻璃（占20%產量）、光伏玻璃（需低鐵含量）、光學玻璃（高透光性）。
鑄造與冶金
鑄造砂：耐高溫（1750℃）特性使其成為鑄造型砂核心原料，適用于鋼/鐵/有色合金鑄件。
冶金熔劑：降低金屬冶煉溫度，提升硅鐵合金純度。
建筑與建材
混凝土增強：作為細骨料提升抗壓強度20%以上，耐酸混凝土可抗腐蝕。
人造石英石：90%原料為石英砂，制成臺面、裝飾板材，兼具美觀與耐磨。
二、高科技與新興領域
光伏與半導體
光伏坩堝：高純石英砂（SiO?≥99.998%）制成單晶硅生長坩堝，避免晶硅污染。
半導體晶圓：電子級石英砂加工成晶圓襯底，承載集成電路（每平方厘米數十億晶體管）。
光纖通信與航天
光纖預制棒：超高純石英砂（雜質＜22ppm）拉制低損耗光纖。
航天材料：耐高溫、低熱膨脹系數特性用于火箭噴嘴、衛星部件。
環保與能源
頁巖氣開采：樹脂覆膜石英砂支撐巖層裂縫，提高采收率30%。
濕地修復：吸附氮磷及重金屬，促進微生物降解污染物。
三、農業與生活應用
土壤改良
改善透氣性、減少板結，硅元素促進作物生長（如水稻增產）。
食品過濾
安全過濾果汁、酒類中的懸浮物，符合食品級標準。
體育設施
人造草坪填充，保持草絲直立性并降低運動員受傷風險。
四、經濟與資源現狀
產量分布：中國普通石英砂占總量50%（4101萬噸/年），高純石英砂僅636噸/年，高端領域依賴進口。
價格差異：普通砂約500元/噸，半導體級高純砂達100萬元/噸。
總結
石英砂從基礎建設到尖端科技的全覆蓋，凸顯其“工業糧食”地位。未來趨勢包括：
高純砂國產化：突破提純技術（酸洗、浮選）降低進口依賴；
綠色應用擴展：如吸附劑載體、生態修復。
具體選型需根據純度（普通/高純）、粒度（目數）及用途匹配。
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