中國粉體網訊 隨著戰略性新興產業的迅猛發展，高純石英作為諸多高端領域的關鍵基礎性原料，其純度高低直接決定著這些高端領域的發展高度。而獲取高純石英的核心，在于高效精準的提純技術。當下，高純石英的提純方法主要分為物理法和化學法。由于不同石英原料的礦石性質差異較大，所以需因地制宜采用不同的分選技術。
高純石英砂制備簡圖
物理提純
物理提純主要有擦洗、脫泥、重選、磁選、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。
化學提純
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。
酸處理法
除了氫氟酸和熱磷酸以外，SiO2幾乎不溶于所有的酸，利用這一特點對石英砂進行酸浸處理可以進一步剔除石英砂中的Fe、Al、Ga、Mg、Na、K等金屬雜質離子，使其中雜質離子的含量降低至高純石英砂的標準。
熱處理法
高溫爆裂法：直接高溫爆裂法是利用高溫焙燒、微波加熱等使石英晶體表面創造晶體缺陷和高能區，并使氣液包裹體氣化膨脹，再利用水淬使膨脹的氣液包裹體瞬時爆裂。經高溫焙燒過程，能除掉某些揮發性雜質以及精礦中殘留的浮選劑。
氯化焙燒法：氯化焙燒是去除石英晶格雜質、堿金屬等間隙原子類雜質最主要的方法，氯化焙燒是在一定溫度和氛圍條件下，將雜質組分離子轉化為低沸點的氯化物，進而將雜質組分分離的過程。
不同的氯化劑和焙燒溫度與晶格雜質作用的方式和效果存在較大差異。氯化焙燒對堿金屬K、Na的去除率最好，1200℃時K、Na可降至最低；氯化焙燒對Fe、Li有一定的去除作用，其他雜質Al、Ti、Ca、Mg未見明顯的去除效果。
其他方法
生物浸出法
生物浸出法是利用微生物代謝產生的有機酸與礦物雜質反應生成可溶性絡合物進行分離提純的新工藝，常用的微生物有青霉、黑曲霉、草分支桿菌、假單胞菌等。
微波焙燒
微波焙燒是利用微波選擇性加熱的特點，不同介電常數的物質在加熱過程中局部會產生較大的溫度差，在界面處產生熱應力，使石英砂中的氣液包裹體快速升溫汽化，極大的壓強使石英砂破裂，從而實現氣液包裹體的去除。
近年來，我國關于石英砂提純技術取得長足發展，但實現5N2以上純度石英砂穩定生產還有一定差距。在高純石英砂的制備研究中，需要開發有效去除Al、Ti以及堿金屬等雜質的技術以及進一步開發去除氣液包裹體的技術，從而實現5N2以上純度的高純石英砂的穩定制備。
在對高純石英砂技術的探索不斷深入、產業對前沿技術交流的需求愈發迫切之際，中國粉體網將于2025年3月27日，在江蘇東海舉辦“2025第三屆集成電路及光伏用高純石英材料產業發展大會”，屆時宜賓學院材料與化學工程學院袁小武博士，將做題為《高純石英砂(5N2及以上)技術研究報告》的報告。
袁小武，博士、正高級工程師，四川大學材料物理與化學專業畢業。現任宜賓學院新材料產業技術研究院教師。目前主要從事新能源材料產業技術研究，研究超高純石英砂技術（光伏石英坩堝內層砂）、多晶硅技術、單晶硅技術、硅片加工技術、光伏電池技術、光伏電站系統技術、光伏電站運營技術，鋰離子電池硅碳負極材料技術、鋰離子電池技術、鈉離子電池技術、儲能電池組件技術、光儲技術等。主持了2019年四川省重點研發任務子課題1項，中國東方電氣集團有限公司產業研究項目5項，峨嵋半導體材料研究所科研項目1項；橫向科研項目2余項、產業研究項目兩項。發表了學術論文22多篇；授權了10項發明專利、19項實用新型專利。
參考來源：
張海啟，馬亞夢，譚秀民，武志超.高純石英中雜質特征及深度化學提純技術研究進展
侯清麟，梁曉亮，周方革，肖嘉凱.高純石英砂制備技術研究現狀
胡澤晨,余剛,季勇升,楊德仁,余學功.石英砂的提純技術現狀及挑戰
(中國粉體網編輯整理/九思)
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