中国粉体网讯 战略性新兴产业的兴起，催生了对高纯石英砂旺盛的需求。目前我国坩埚中外层用高纯石英砂已基本实现自给自足，甚至出现产能过剩的局面。但是用于石英坩埚内层的高纯石英砂及生产技术仍是被美国、德国等国家垄断。此外，用于光伏行业的高纯石英砂原料基本是从美国、印度等国家进口的脉石英和花岗伟晶岩。这些不可控因素，致使我国新兴产业多个环节的核心产品仍面临国产化率较低、对外依存度高的不利局面。
当前，我国国内脉石英或石英岩生产高纯度石英砂的难点与原矿特性、提纯工艺、设备性能、地质条件和技术水平等方面紧密相关。目前研究水平尚未解决市场对高纯石英砂的需求量，需要对国内脉石英或石英岩高纯石英砂提纯难点进行深入研究和优化，加强人才培养和技术交流，提高国内脉石英或石英岩生产高纯石英砂行业的整体水平。
国内石英矿提纯潜力研究
刘泽伟等以新疆某地石英矿石为原矿,采用“粗碎-水淬-中碎-细碎-磁选-浮选-酸浸”工艺流程,得到SiO2含量（质量分数,下同）在99.99%以上，总杂质含量小于75μg/g的高纯石英砂。张海啟等以新疆阿尔泰某地区伟晶岩为研究对象，依据矿石组成特征，研发了矿物精细浮选分离除杂技术，实现了石英矿物与其他中微细粒脉石矿物的高效分离进一步去除石英矿物中晶间杂质和包裹体杂质，成功制备了SiO2纯度达到99.9983%的4N8级高端高纯石英砂。
李育彪等针对陕西汉中地区石英矿通过“磁选-擦洗-浮选-酸浸”的联合工艺去除杂质，得到SiO2含量为99.949%、Fe2O3含量为62.41μg/g的高纯石英砂。
赵金洲等在秦岭东部发现了矿物学属性类似美国斯普鲁斯派恩地区优质的花岗质伟晶岩,通过“煅烧水淬-破碎磨矿-磁选-超声清洗-浮选-酸浸”的工艺流程，获得了4N级高纯石英产品。
孔建军等以陕西某地脉石英矿为原料，针对其杂质特征采用“色选-棒磨-分级-磁选-浮选-酸浸”的工艺，在最佳工艺条件下提纯得到石英精矿，SiO2 质量分数达到 99.995%，Fe2O3降至0.8×10-6，Al2O3 降至 25.2×10-6，满足 4N5 级高纯石英砂要求，表明该原料具备加工高纯石英的潜力。
马亚梦等以河南某地脉石英矿物为研究对象,通过试验确定“磨矿分级-色选-重选-磁选-浮选-煅烧-水淬-化学浸出”工艺为该脉石英矿的最佳处理工艺，得到高纯石英含量为99.975%。
胡祥琳等以江西某矿区脉石英型石英岩心矿为原料，针对江西某石英样品采取破碎磨矿-筛分-4段磁选-2段擦洗-2段水洗-2段浮选-2段脱药-焙烧-水淬-酸浸的工艺对石英砂进行提纯试验。最终产品石英砂总杂质元素含量为54.84μg/g，其中AI元素含量为16.76μg/g，Na元素含量为5.83 μg/g，K元素含量为6.46μg/g，Fe元素含量为17.50μg/g，SiO2含量大于等于99.995%，满足4N5级高纯石英砂产品要求。
张晋等以鄂西某脉石英矿特点，采用水淬-球磨制砂-浮选-酸浸等工艺进行提纯试验，得到主要杂质元素Al含量降至6.40×10-6，得到Al、Fe、K、Na、Ca、Mg、Ti、Li、Zr 等9项杂质总量小于13×10-6的高纯石英砂，达到4N8高纯石英要求。
光伏用高纯石英砂要求
国家标准《GB/T 32649-2016光伏用高纯石英砂》规定了光伏用高纯石英砂的技术要求，标准适用于光伏用高纯石英砂，产品用于单晶硅、多晶硅光伏生产用的扩散管、承载器及电弧法坩埚等石英制品。
其中，光伏用高纯石英砂杂质元素总含量应小于或等于25μg/g，其中钾、钠含量总和小于2.5μg/g；光伏用高纯石英砂中二氧化硅含量应大于或等于99.99%。
国家标准《GB/T 32649-2016光伏用高纯石英砂》 各杂质元素含量
坩埚用高纯石英砂团体标准
由内蒙古欧晶科技股份有限公司、江西中昱新材料科技有限公司、锦州佑鑫石英科技有限公司为主要起草单位编制的团体标准《半导体单晶硅生长用石英坩埚生产规范标准》中规定了半导体单晶硅生长用石英坩埚主要原辅材料的标准。
《半导体单晶硅生长用石英坩埚生产规范标准》石英砂杂质元素含量
总结
由上述研究成果可知，国内有许多典型石英矿床具备生产高纯石英砂的潜力。近年来越来越多的研究人员投身于脉石英或石英岩生产高纯石英砂的研究中，对脉石英或石英岩的生产提纯工艺不断精进。相信不久的将来，我国在生产高品质高纯石英砂的道路上可以取得更大的收获，实现高品质高纯石英砂的自给自足！
参考来源：
[1]张晋等，某优质脉石英制备超高纯石英砂工艺试验研究
[2]孔建军等，陕西某脉石英制备高纯石英研究
[3]袁晶等，江西高纯石英用硅质原料类型及找矿方向探讨
[4]马亚梦等，某矿区高纯石英化学深度提纯技术研究
[5]张海啟等，高纯石英中杂质特征及深度化学提纯技术研究进展
[6]张海啟等，新疆阿尔泰伟晶岩型高纯石英矿床地质特征及4N8级产品制备技术
[7]屈少奕卿等，高纯石英提纯应用研究:以内蒙古巴彦淖尔乌拉特前旗石英矿与老挝水晶矿为例
[8]中国粉体网
（中国粉体网编辑整理/九思）
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