石英是一組由二氧化硅（SiO2）組成礦物的學名。二氧化硅有許多不同的形貌和晶體結構，最常見的晶體二氧化硅是石英、方英石和磷石英。而高純石英則是由天然的石英礦經加工與提純后獲得的純度非常高的石英產品。
1什么是高純石英？
我國對于高純石英的概念及分類沒有明確的標準，綜合研究者的觀點和當前國際技術水平,我們可以將純度 w（SiO2）≥3 N~5 N、w（Fe2O3）＜10x10-6的石英稱為高純石英，將6N-7N的稱作超高純石英。
2高純石英應用
高純石英可用于生產硅單質、光導纖維、石英玻璃等高性能材料，被廣泛地應用在電子行業的集成電路、通訊領域、激光技術以及航天工業等領域。
3高純石英原料雜質
高純石英原料需經過一系列的提純工藝最終獲得符合應用領域目標要求的高純石英砂產品，而高純石英所含的雜質特征是影響高純石英提純的關鍵因素。如下圖所示，石英中雜質的賦存狀態可分為三類：孔隙礦物類雜質、氣液包裹體類雜質、類質同象類雜質。
石英雜質元素的賦存狀態和存在形式
4高純石英提純方法
不同礦物類型中雜質的賦存特征及含量不同，其采用的提純工藝也不同，因此，應在高純石英雜質特征分析的基礎上研究高純石英提純的工藝技術。高純石英的提純方法主要分為物理法和化學法。
物理法提純主要有色選、擦洗、重選、磁選和浮選等工藝，可以去除幾乎所有以單體存在的礦物雜質，除雜后雜質元素的含量處于較低水平。此時，氣液包裹體和晶格內部類質同象雜質是主要的雜質來源，而這些雜質是制約高純石英產品制備的關鍵性因素。物理法提純無法去除這些雜質，需要進行化學法深度提純。
化學深度提純主要包括酸（堿、鹽）處理法和熱處理法，酸（堿、鹽）處理主要去除以包裹體形式存在石英砂顆粒表面或鑲嵌于顆粒中的雜質，熱處理法主要是利用高溫去除包裹體或晶格中類質同象類雜質。相對于物理提純方法而言，化學提純操作復雜、成本較高，但在制備高純石英時，化學處理是最有效的，也是必不可少的。
石英的研究提純與加工技術對于國家長遠發展與新材料、新能源戰略具有重大意義。想了解更多石英加工制備新工藝，請關注中國粉體網。2022年11月22日至23日，中國粉體網將在江蘇徐州舉辦“2022第六屆全國石英大會暨展覽會”。來自連云港神匯硅材料有限公司的總經理陳懷斌將帶來題為《高純石英：新工藝與制備》的報告。
專家介紹
陳懷斌系連云港神匯硅材料有限公司總經理。
連云港神匯硅材料科技有限公司成立于2013年，是一家集科研、生產、銷售為一體的硅材料生產企業。公司高純石英砂提純設備均為自主研發、獨立設計、制作、調試并使用，針對不同的原材料研發出不同的石英砂提純工藝配方，如離子氯化、有氧氯化、無氧氯化等。主要業務/產品：生產石英坩堝、石英砣、石英板、無臭氧石英管、有臭氧石英管、濾紫外石英管、晶相/非晶相高純二氧化硅顆粒等光伏和電光源產品。
參考來源：
【1】龐慶樂，等. 高純石英的加工技術及應用.江蘇陶瓷.2020.
【2】張海啟，等. 高純石英中雜質特征及深度化學提純技術研究進展.礦產保護與利用.2022.
（中國粉體網編輯整理/星耀）
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