CN108275987B - 一种表面改性石英砂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铸造、压裂支撑剂用砂技术领域，具体公开了一种表面改性石英砂及其制备方法。一种表面改性石英砂，包括石英砂和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂；微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁。本发明的表面改性石英砂热膨胀系数、比表面积、含泥量等更小，耐火度、强度更好，具有优良的综合性能。

Description

一种表面改性石英砂及其制备方法
技术领域
本发明属于铸造、压裂支撑剂用砂技术领域，尤其涉及一种表面改性石英砂及其制备方法。
背景技术
天然石英砂是一种作为铸造和压裂支撑剂广泛应用的矿产品材料，因其含有一定量比的二氧化硅和三氧化二铝，在自然界中长期受到地层和自然环境的影响和作用形成了具有一定晶相微观结构的矿物质，其主要晶相微观结构是石英相(包括低石英相、高温石英相等多种结构)，这些晶相微观结构使得石英砂具有较稳定的化学特性和物理特性，如较好的抗酸碱性、较好的硬度和抗压强度、较高的抗高温初始熔化温度和抗烧结性(耐火度)等。更由于天然石英砂开采成本相对较低廉，具有很好的经济性，长期以来是铸造和油气田开采的主要材料之一。
但是作为铸造应用石英砂仍然存在一定的局限性，由于自然环境开采的石英砂或通过石英砂岩破碎制备的石英砂，其表面具有凸凹不平的粗糙特点，外观属于非球形颗粒物，造成砂粒的比表面积和表面光滑度相对球形颗粒物差，在应用于铸造或油气压裂支撑剂产品时的应用性需要进一步改善。当石英砂用于铸钢时因其浇注温度高达1450℃以上，铸铁浇注温度尽管相对低些(在1350～1420℃)，但是常常会在砂芯与金属间的质量比很小时，形成的型芯浇注模中有的砂芯处于铸件烧结高温历经的时间很长而出现砂芯与铸件的化学反应产生烧结粘砂等质量问题，为此，工程师们一直在寻找解决方案。现有的解决方案是使用硅含量更高的高硅石英砂(硅含量大于98％以上)，高硅砂具有比常规石英砂(硅含量在85-95％)具有更高的初熔温度和耐火度；或是用人造陶瓷砂替代石英砂，这类型的人造陶瓷砂因为具有更高初熔温度和耐火度的微晶相结构，可以使得浇注时砂芯的烧结粘砂现象大大减少，但是人造陶瓷砂(如宝珠砂、陶粒砂等)的生产工艺较复杂且成本较高，需要寻找一种性价比更高，经济性更好的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面改性石英砂及其制备方法，得到的表面改性石英砂热膨胀系数、比表面积、含泥量等更小，耐火度、强度更好，具有优良的综合性能。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种表面改性石英砂，包括石英砂和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂；微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁。
本基础方案的有益效果在于：该表面改性的石英砂相对于普通石英砂而言，具有更优良的材料特性，如热膨胀系数、比表面积、含泥量等更小，耐火度、强度更好，综合性能得到明显的改善。用该改性石英砂制备覆膜砂，提高了覆膜砂的耐火度，防止铸件产生粘砂的缺陷。由于石英砂含泥量、比表面积、角形系数降低，石英砂的表面变得更加光滑，制备覆膜砂时可减少树脂的加入量，因树脂的加入量相对天然石英砂低，其发气量也会降低，可减少产生气孔、粘砂等缺陷。同时由于天然石英砂比表面积和角形系数的降低，用该石英砂制备得到的覆膜砂流动性提高，有效提高制芯件的紧实度，改善铸件表面的光洁度。改性石英砂的膨胀率低于天然石英砂，用该石英砂制备覆膜砂，覆膜砂的膨胀率低，在浇注金属熔液时，型腔的形变小，在提高铸件尺寸精度的同时还有利于减少铸件脉纹缺陷等因膨胀性引起的铸件质量问题。改性石英砂的破碎率低于而强度高于天然石英砂，用该石英砂制备压裂支撑剂，压裂支撑剂能够承受较大的压力而不破碎，可以很好的起到支撑裂隙而不因应力释放而闭合的作用，该压裂支撑剂使用效果好。
本发明还提供一种表面改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，将石英砂放入混料机内待用；
(2)准备包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂；微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁；将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使各物料混合均匀得到复合颗粒物；
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内焙烧，焙烧的温度控制在100-150℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出、筛分，然后将复合颗粒物放入焙烧炉内，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至75-85℃待用；
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，利用焰体温度大于4000℃的超高温电离火焰等离子炬焰体对复合颗粒物进行焙烧，复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将产品取出，冷却至常温。
采用本发明申请的方法制备表面改性的石英砂，以天然的石英砂为核体，然后在石英砂表面覆盖一层包覆层混合物料，包覆层混合物料在不同的温度下焙烧，使得裹覆在石英砂表面的多种金属氧化物与核体内的氧化硅成份发生热化学反应，从而生成硅铝结构特征的莫来石相的微结构，使改性后的石英砂具有更低的热膨胀系数、破碎率，更高的耐火度、强度，综合性能得到明显的改善，将该改性石英砂用作铸造或压裂支撑剂中，能够很好的满足要求。而且包覆层混合物料在高温焙烧的过程中会发生熔融，熔融的物料包覆在石英砂的表面，最后流平成为表面光滑的球形体，得到的改性石英砂表面更加光滑，含泥量、比表面积、角形系数明显降低，制备覆膜砂时可减少树脂的加入量，因树脂的加入量相对天然石英砂低，其发气量也会降低，可减少产生气孔、粘砂等缺陷。
进一步，包括以下质量百分比的物料，包括以下质量百分比的物料，石英砂87-93％，包覆层混合物料7-13％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝16-50份，二氧化硅45-75份，氧化钡、氧化钙、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾共5-15份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共5-10份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝60-70:5-20:0-5:5-15:2-5:2-5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20-79:20-79：0.5-0.9:0.2-0.5。申请人经过多次试验发现，将物料的配比控制在上述范围内，得到的改性石英砂综合性能更好。
进一步，包括以下质量百分比的物料：石英砂90％，包覆层混合物料10％。申请人经过多次试验发现，石英砂的质量百分比控制在90％，包覆层混合物料的质量百分比10％为最佳的配比，据此得到的改性石英砂综合性能最佳。
进一步，氧化铝选用20-30份；氧化铝的粒径为1000-5000目。申请人经过多次试验发现，将氧化铝的参数控制在上述范围内，氧化铝能够更好的与其他物料混合，最后制备得到的改性石英砂具有较好的综合性能。
进一步，二氧化硅选用60-65份；二氧化硅的粒径为3000-8000目。申请人经过多次试验发现，将二氧化硅的参数控制在上述范围内，二氧化硅能够更好的与其他物料混合，最后制备得到的改性石英砂具有较好的综合性能。
进一步，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共选用8-12份，其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝65:12:4:8:5:5。申请人经过多次试验发现，将氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠、氧化钾的比例控制在上述范围内，配比合理，最后制备得到的改性石英砂具有较好的综合性能。
进一步，硅酸钾、硅酸钠、有机酸、表面活性剂共选用5-7.5份；其中硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20:79：0.7:0.3。申请人经过多次试验发现，将硅酸钾、硅酸钠、有机酸、表面活性剂的比例控制在上述范围内，配比合理，最后制备得到的改性石英砂具有较好的综合性能。
进一步，步骤(1)中的石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂。该石英砂能够较好的满足实际需要，且来源广泛，易于取得。
进一步，对步骤(1)选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％。对石英砂表面进行处理，减低石英砂表面的含泥量，在混料机中进行混合加工时，能使包覆层混合物料较好的覆盖在石英砂的表面。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
本实施例公开了一种表面改性石英砂，包括以下质量百分比的物料，石英砂90％和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料10％，其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝25份，二氧化硅62份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共10份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共6份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝65:12:4:8:5:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20:79：0.7:0.3。
本实施例还提供了制备上述表面改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂；对选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％，然后将石英砂放入混料机内待用。
(2)准备包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂。微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁，其中氧化铝的粒径优选1500-3500目，二氧化硅的粒径优选3500-5500目；将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使包覆层混合物料与石英砂混合均匀得到复合颗粒物。石英砂和包覆层混合物料的质量百分比分别为90％、10％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝25份，二氧化硅62份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共10份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共6份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝65:12:4:8:5:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20:79：0.7:0.3。
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内进行焙烧，焙烧的温度控制在130-150℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出，进行筛分，筛选出粒径符合要求的复合颗粒物然后放入焙烧炉内分段焙烧，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至78-82℃待用。
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，该焙烧炉堂内具有超高温电离火焰等离子炬焰体，焰体温度大于4000℃，当复合颗粒物穿过等离子炬焰体时被超高温度的温度焙烧，使得石英砂表面裹覆的多种金属氧化物与核体内的氧化硅形成发生热化学反应生成硅铝结构特征的莫来石相微结构；在焙烧过程中复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将得到的产品取出，冷却至常温，然后进行筛选，筛分成为需要粒度分布的成品。
实施例2
本实施例公开了一种表面改性石英砂，包括以下质量百分比的物料，石英砂88％和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料12％，其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝28份，二氧化硅65份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共12份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共8份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝60:14:4:10:3:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝27:50：0.6:0.4。
本实施例还提供了制备上述表面改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂；对选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％，然后将石英砂放入混料机内待用。
(2)准备包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂。微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁，其中氧化铝的粒径优选2000-3500目，二氧化硅的粒径优选3500-5000目；将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使包覆层混合物料与石英砂混合均匀得到复合颗粒物。石英砂和包覆层混合物料的质量百分比分别为88％、12％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝28份，二氧化硅65份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共12份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共9份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝60:14:4:10:3:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝27:50：0.6:0.4。
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内进行焙烧，焙烧的温度控制在110-130℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出，进行筛分，筛选出粒径符合要求的复合颗粒物然后放入焙烧炉内分段焙烧，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至78-80℃待用。
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，该焙烧炉堂内具有超高温电离火焰等离子炬焰体，焰体温度大于4000℃，当复合颗粒物穿过等离子炬焰体时被超高温度的温度焙烧，使得石英砂表面裹覆的多种金属氧化物与核体内的氧化硅形成发生热化学反应生成硅铝结构特征的莫来石相微结构；在焙烧过程中复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将得到的产品取出，冷却至常温，然后进行筛选，筛分成为需要粒度分布的成品。
实施例3
本实施例公开了一种表面改性石英砂，包括以下质量百分比的物料，石英砂87％和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料13％，其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝30份，二氧化硅68份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共11份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共7份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝62:16:5:12:5:3，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝35:45：0.5:0.5。
本实施例还提供了制备上述表面改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂；对选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％，然后将石英砂放入混料机内待用。
(2)准备包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂。微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁，其中氧化铝的粒径优选1500-3500目，二氧化硅的粒径优选3500-5500目；将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使包覆层混合物料与石英砂混合均匀得到复合颗粒物。石英砂和包覆层混合物料的质量百分比分别为87％、13％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝30份，二氧化硅68份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共11份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共7份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝62:16:5:12:5:3，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝35:45：0.5:0.5。
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内进行焙烧，焙烧的温度控制在130-140℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出，进行筛分，筛选出粒径符合要求的复合颗粒物然后放入焙烧炉内分段焙烧，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至78-80℃待用。
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，该焙烧炉堂内具有超高温电离火焰等离子炬焰体，焰体温度大于4000℃，当复合颗粒物穿过等离子炬焰体时被超高温度的温度焙烧，使得石英砂表面裹覆的多种金属氧化物与核体内的氧化硅形成发生热化学反应生成硅铝结构特征的莫来石相微结构；在焙烧过程中复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将得到的产品取出，冷却至常温，然后进行筛选，筛分成为需要粒度分布的成品。
实施例4
本实施例公开了一种表面改性石英砂，包括以下质量百分比的物料，石英砂92％和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料8％，其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝25份，二氧化硅58份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共12份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共6份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝67:20:5:12:5:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝58:40：0.7:0.4。
本实施例还提供了制备上述表面改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂；对选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％，然后将石英砂放入混料机内待用。
(2)准备包覆层混合物料，包覆层混合物料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂。微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁，其中氧化铝的粒径优选1500-3500目，二氧化硅的粒径优选3500-5500目；将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使包覆层混合物料与石英砂混合均匀得到复合颗粒物。石英砂和包覆层混合物料的质量百分比分别为92％、8％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝25份，二氧化硅58份，氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共12份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共6份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝67:20:5:12:5:5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝58:40：0.7:0.4。
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内进行焙烧，焙烧的温度控制在130-150℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出，进行筛分，筛选出粒径符合要求的复合颗粒物然后放入焙烧炉内分段焙烧，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至75-80℃待用。
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，该焙烧炉堂内具有超高温电离火焰等离子炬焰体，焰体温度大于4000℃，当复合颗粒物穿过等离子炬焰体时被超高温度的温度焙烧，使得石英砂表面裹覆的多种金属氧化物与核体内的氧化硅形成发生热化学反应生成硅铝结构特征的莫来石相微结构；在焙烧过程中复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将得到的产品取出，冷却至常温，然后进行筛选，筛分成为需要粒度分布的成品。
对比例1
对比例1中选用实施例1步骤(1)中没有经过额外处理的天然的石英砂。
将对比例1中的天然石英砂与实施例1-4中的改性石英砂进行测试，得到的数据如表1所示：
表1
Figure BDA0001584161050000091
分析总结：
通过表1的数据可以看出，对石英砂进行改性后，改性石英砂的破碎率、含泥量、比表面积、角形系数和膨胀率等都得到了明显的降低，与天然石英砂相比，改性石英砂的性能明显优于天然石英砂。
用该改性石英砂作为骨料制备覆膜砂、压裂支撑剂，由于石英砂含泥量、比表面积和角形系数的降低，改性石英砂的表面较为光滑，制备覆膜砂时可减少树脂的加入量，因树脂的加入量相对天然石英砂低，其发气量也会降低，可减少铸件产生气孔、粘砂等缺陷。同时由于天然石英砂的比表面积和角形系数降低，用该石英砂制备得到的覆膜砂流动性提高，有效提高制芯件的紧实度，改善铸件表面的光洁度。改性石英砂的膨胀率低于天然石英砂，用该石英砂制备覆膜砂，覆膜砂的膨胀率低，在浇注金属熔液时，型腔的形变小，在提高铸件尺寸精度的同时还有利于减少因膨胀性引起的铸件脉纹缺陷等铸件质量问题。改性石英砂的破碎率低于、而强度高于天然石英砂，用该石英砂制备压裂支撑剂，压裂支撑剂能够承受较大的压力而不破碎，可以很好的起到支撑裂隙而不因应力释放而闭合的作用，该压裂支撑剂使用效果好。

Claims (9)

1.一种表面改性石英砂，其特征在于：包括石英砂和包覆在石英砂表面的包覆层混合物料，制备包覆层混合物料的原料包括微细颗粒物、硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂；微细颗粒物包括氧化铝、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化钾、氧化镁、氧化钡和氧化铁；表面改性石英砂的制备包括以下步骤：
(1)选用石英砂作为核体，将石英砂放入混料机内待用；
(2)准备包覆层混合物料，将包覆层混合物料加入混料机内，启动混料机，使各物料混合均匀得到复合颗粒物；
(3)将混料机中混合均匀的复合颗粒物取出然后放入焙烧炉内焙烧，焙烧的温度控制在100-150℃，将复合颗粒物的水分烘干后取出、筛分，然后将复合颗粒物放入焙烧炉内，温度从300-1000℃梯度焙烧后放出，冷却至75-85℃待用；
(4)将待用的复合颗粒物送入焙烧炉内处理，利用焰体温度大于4000℃的超高温电离火焰等离子炬焰体对复合颗粒物进行焙烧，复合颗粒物熔融，最后流平在石英砂的表面形成表面光滑的球形体；将产品取出，冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：包括以下质量百分比的物料，石英砂87-93％，包覆层混合物料7-13％；其中包覆层混合物料包括以下质量份数的原料：氧化铝16-50份，二氧化硅45-75份，氧化钡、氧化钙、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾共5-15份，硅酸钾、硅酸钠、有机酸和表面活性剂共5-10份；其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝60-70:5-20:0-5:5-15:2-5:2-5，硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20-79:20-79：0.5-0.9:0.2-0.5。
3.根据权利要求2所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：包括以下质量百分比的物料：石英砂90％，包覆层混合物料10％。
4.根据权利要求3所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：氧化铝选用20-30份；氧化铝的粒径为1000-5000目。
5.根据权利要求4所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：二氧化硅选用60-65份；二氧化硅的粒径为3000-8000目。
6.根据权利要求5所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化钠和氧化钾共选用8-12份，其中氧化钙：氧化镁：氧化钡：氧化铁：氧化钠：氧化钾＝65:12:4:8:5:5。
7.根据权利要求6所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：硅酸钾、硅酸钠、有机酸、表面活性剂共选用5-7.5份；其中硅酸钾：硅酸钠：有机酸：表面活性剂＝20:79：0.7:0.3。
8.根据权利要求2-7任一项所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：步骤(1)中的石英砂选用硅含量大于85％、角形系数小于1.4、颗粒的粒径为70-200目的北方自然风集砂。
9.根据权利要求8所述的一种表面改性石英砂，其特征在于：对步骤(1)选用的石英砂表面进行处理，清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，使石英砂的含泥量小于0.1％。
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