中国粉体网讯 目前，4N8（99.998%）级及以上纯度的石英原料几乎全部来自美国、挪威、印度等个别国家；世界其他地区极少发现此类石英资源。因此，开展高纯度石英原料的矿产勘探技术及方法研究，对于实现矿产勘探突破并提交资源储备，从而保障高纯石英战略资源的稳定性具有重大意义。
在高纯石英资源开发中，重点在于开发矿石资源，主要包括花岗伟晶岩（如美国云杉松山的花岗伟晶岩）和脉石英（例如挪威的变质脉石英）。据巴基斯坦国家矿业公司（NMC）介绍，巴基斯坦在多个地区拥有丰富的石英和水晶石英资源。
巴基斯坦石英资源概况
水晶
又称岩晶，是一种透明无色的石英变种，因其清澈度、硬度和自然美感而备受珍视。它是地球上最丰富的矿物之一，但适合工业和装饰用途的高质量石英晶体却相对稀少。在巴基斯坦，水晶石英既因作为宝石的美观价值而受到重视，也因其在现代工业中的技术应用而受到青睐。
图源：NMC
巴基斯坦的水晶石英因其纯净度和光泽而受到国际市场的热烈追捧。北部地区已成为手工采矿的中心，为当地和全球市场供应石英。通过建立加工和抛光工厂，巴基斯坦能够为其原始石英出口增加显著价值，从而提升外汇收入。
吉尔吉特-巴尔蒂斯坦：以斯卡杜、洪扎和希加尔山谷出产的高纯度水晶石英而闻名，常被用于制作珠宝和雕刻品。
开伯尔-普赫图赫瓦省：在斯瓦特、迪尔和科希斯坦发现了适合光学和工业用途的矿石。
俾路支斯坦：胡兹达尔和拉斯贝拉地区有石英矿脉，被用于建筑和陶瓷行业。
旁遮普：在盐岭和波托哈尔高原发现了较小的矿藏。
硅砂
硅砂，又称工业砂或石英砂，主要由二氧化硅（SiO2）组成。由于其高纯度、高强度以及出色的耐热和抗化学腐蚀性能，它成为最通用且需求量最大的工业矿物之一。硅砂在玻璃制造、铸造业、建筑行业和电子制造业中发挥着重要作用，因此堪称巴基斯坦工业领域的基石。
巴基斯坦在多个地区拥有丰富的硅砂储量，包括：
旁遮普：分布于卡拉巴格、米安瓦利和丹多特，比较适合玻璃制造。
信德省：塔塔、巴丁和海得拉巴地区有大量矿藏，被用于水泥和陶瓷生产。
俾路支斯坦：在胡兹达尔和拉斯贝拉发现了高品质硅石，适合工业加工。
开伯尔-普赫图赫瓦：斯瓦比和诺谢拉附近有规模较小但品质优良的矿床。
巴基斯坦高纯石英矿石研究
中国科学技术大学杨晓勇教授目前重点在开展全球不同类型高纯石英原料矿床成藏机理及提纯实验研究，并在国际著名学术期刊《Minerals》上主持高纯石英研究专辑。
吉尔吉特-巴尔蒂斯坦脉石英研究
杨晓勇教授团队研究了巴基斯坦吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区洪扎区两种石英脉矿石作为原料制备4N8高纯度石英砂的潜力。研究人员采用光学显微镜、拉曼光谱和电感耦合等离子体光谱等分析技术，对石英原矿及加工后石英砂的微观结构、包裹体特征和化学成分进行了分析。
显微观察结果显示，PK-AML石英原矿纯度较高，次生流体包裹体呈定向线性排列或沿晶体微裂纹发育，且大部分晶内区域包裹体含量较低；而PK-JTLT石英原矿含有较多熔融包裹体。两种加工后的石英砂样品表面光滑，流体包裹体含量极低。
对比不同提纯工艺发现，石英砂煅烧的杂质去除率高于矿石煅烧。将原矿破碎成砂后，颗粒变得更细，比表面积增大，这有助于石英内部包裹体和晶格杂质的充分暴露，从而便于后续的酸浸除杂。
经过破碎、超声脱泥、浮选、砂煅烧、水淬、酸浸和氯化焙烧等工序处理后，PK-AML处理后的石英砂中，有效成分含量为99.998%，仅残留有少量钛和锂，各种杂质元素的总含量为20.83微克/克。这符合工业应用中石英坩埚制备的标准要求，因此这种脉石英非常适合用于生产高端HPQ产品。
相比之下，PK-JTLT石英的总体纯度较低，其中锂、铝和钛等杂质元素的含量较高，难以通过提纯实验去除。PK-JTLT处理过的石英砂含量为99.991%，可用于生产电子玻璃和光学玻璃等高质量玻璃产品，因此具有广阔的应用前景。
开伯尔-普赫图赫瓦脉石英研究
杨晓勇教授团队采用光学显微镜、拉曼光谱和扫描电子显微镜分析了巴基斯坦开伯尔-普赫图赫瓦省脉石英样品的矿物学特征，对该脉状石英矿的提纯与性能做了评估。
微观观察显示，脉状石英原矿具有中粗粒级变晶结构，石英含量较高，仅含有少量细粒钾长石。包裹体主要为大型原生包裹体以及沿微裂隙形成的次生流体包裹体，大部分晶体区域的包裹体含量极低甚至不存在。具有此类包裹体特性的石英矿属于较优质的石英原料。
成分分析表明，石英矿中的主要杂质元素为铝、钾、钙、钠、钛、铁和锂，总杂质元素含量为128.86 µg/g。提纯后，经过处理的石英砂中仅残留有晶格杂质元素铝、钛和锂，其总杂质元素含量为24.23微克/克。杂质去除率为81.20%，SiO2的纯度达到了99.998%。
研究表明，当石英原矿中含有较高含量的晶格杂质元素，如铝、锂和钛时，现有的提纯方法难以将其有效去除。在工业生产中，考虑到经济成本因素，如果浮选后石英砂中仍含有较高的铝、钛和锂等杂质元素，那么它就无法被用作高端HPQ的原料。
参考来源：
巴基斯坦国家矿业公司官网、MDPI
Yutian Xie等：利用巴基斯坦脉石英制备4N8高纯度石英提纯技术的研究
夏梅等：通过脉石英提纯制备高纯度石英砂及其特性：以巴基斯坦脉石英为案例的研究
（中国粉体网编辑整理/平安）
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