中國粉體網訊 高純石英是電子、光源、光通訊、光伏、半導體、光學等現代高新技術光電子產業的基礎材料。近年來，國內高純石英資源和選礦技術均有一定突破，實現4N8級以下高純石英國內資源替代，但4N8及以上高純石英依然依賴進口。
來源：神匯硅材
而高純石英制備成功與否的關鍵，50%取決于礦的成因，50%取決于提純技術，因此要根據不同的礦的成因，設計不同的提純方法和工藝。而高純石英原料礦床有著多種成因類型，進行原料礦床成因研究，有利于了解原料的流體類型以及何種溫度壓力條件會更利于石英的提純。
石英的礦物學特征
石英是由硅原子和氧原子組成的架狀結構的氧化物礦物，廣泛存在于巖漿巖、變質巖、沉積巖及熱液脈中，是自然界最常見造巖礦物之一，通常是指α-石英（低溫石英，三方晶系）。石英的同質多像變體還包括β-石英（高溫石英，六方晶系）、磷石英、方石英、柯石英等，石英礦物至少有14種變種，占地殼總量12.6%，是地殼中的主要造巖礦物之一。石英礦物形成溫度區間很大，在不同的壓力和溫度下形成的石英對應于不同的地質作用。如，高溫高壓下形成的柯石英對應于超高壓變質作用，低溫低壓則形成熱液石英等。
天然石英礦物根據成因類型可以分為巖漿型、變質型和水熱生長型，石英礦床形成時，溫度和壓力對石英質量有重要影響，特別是在石英形成后期，高溫高壓作用有利于石英晶粒內部雜質向晶界邊緣或微細包裹體中遷移，且形成的石英中流體包裹體含量較少，可能具備加工為高純石英的潛力。巖漿型花崗偉晶巖石英是高溫巖漿緩慢結晶而成，巖漿溫度高冷卻時間長，石英體系中雜質易析出，因而巖漿巖型花崗偉晶巖中的石英純度極高，氣液包裹體極少，可能會被加工為高純石英。
石英的雜質元素賦存形式
天然石英礦物中雜質元素的主要賦存形式有：表面吸附、礦物包裹體、氣液包裹體、晶格雜質等。
石英礦物表面的吸附雜質通常粒度較粗，通過物理提純幾乎可以全部去除；礦物包裹體中包含眾多的雜質元素，由于其嵌布粒度細，被石英緊密包裹，在現有工藝條件下很難除凈，對石英最終提純品級影響非常大；石英礦脈發育過程中，地殼抬升或沉降運動會將部分雜質裹挾進石英巖內部，形成氣液包裹體類雜質，在高純石英材料的生產加工中需要嚴格控制原料中的氣液包裹體雜質的總量，以確保高純石英成品質量合規；而賦存于石英晶體結構中的微量元素因受到硅氧四面體的束縛而很難被活化，利用常規的選礦技術（磁選、浮選、酸浸）難以實現有效的分離，石英中的晶格雜質需要破壞石英晶格才能除掉，是最難除掉的雜質種類，也是目前高純石英研究主要關注雜質種類。
高純石英的加工提純
確定好原料礦床的性質，就可以有針對性的選擇提純工藝對石英進行提純。將石英礦加工為高純石英就是盡可能分離出石英原料中各種雜質的過程。首先粉碎分級使石英礦物與脈石礦物單體解離并得到相應粒級的石英顆粒，之后再根據石英中雜質元素賦存狀態選擇有針對性的加工技術使獨立礦物雜質、包裹體雜質和晶格雜質與石英有效分離。
現階段礦物提純工藝有：研磨、分選、磁選、重選、電選、浮選、酸洗、酸浸、加熱、氯化焙燒等礦物提純工藝，每一個工藝環節都至關重要，每個工藝環節都需要注意很多細節，如酸洗過程中，要根據不同的二氧化硅，選擇不同濃度的化學方法、不同時間、不同溫度，主要考慮酸性、氧化性、活性、鈍化性；在氯化過程，要控制好氯化的溫度、時間和氣體濃度。
2024年11月21-22日，由中國粉體網主辦的“2024（第八屆）全國石英大會暨展覽會”將在江蘇徐州召開，江蘇省高純石英工程研發中心主任、神匯科技技術總監陳懷斌將做《高純石英砂提純工藝與注意細節》的報告。屆時，他將結合多年高純石英從業經驗，詳細解讀高純石英提純理念以及在高純石英提純時需要注意的種種細節。
參考來源：
陳懷斌.礦源晶體結構與提純工藝應用
施婭穎.高純石英的雜質類型及深度提純技術研究進展
趙海波.天然石英礦物微量元素賦存特征研究進展及對高純石英找礦的指示
馬超等.高純石英原料礦物學特征與加工技術進展
（中國粉體網編輯整理/初末）
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