中國粉體網(wǎng)訊  當(dāng)前，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能制造和5G為代表的新一代信息和通信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加快催生了新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是解決當(dāng)今中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題的關(guān)鍵。高純石英與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中新一代信息技術(shù)、新材料產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域具有密切的關(guān)聯(lián)性，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中重要的支撐材料。

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但由于生產(chǎn)原料的特殊性和技術(shù)保密等原因，高純石英及其原料的生產(chǎn)和出口高度集中在世界少數(shù)國家和企業(yè)中，其中高端的加工提純技術(shù)和產(chǎn)品主要被美國等發(fā)達(dá)國家所掌握，我國的高端高純石英主要依靠進(jìn)口。隨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國對高純石英的需求不斷增加。

高純石英原料資源稀缺

提到造巖礦物，石英的地位舉足輕重，其在自然界中的分布也很廣。從工業(yè)的應(yīng)用方面可分為７種成因類型：天然水晶、石英巖、粉石英、脈石英、石英砂巖、天然石英砂和花崗巖石英。高純石英的原料通常為天然水晶，而隨著近年來各行各業(yè)對于這種原料的需求量不斷增大，加上它在自然環(huán)境中本來就不多，使得加工高純石英的原料越來越稀缺。只有極少量花崗巖石英和脈石英得以利用。

高純石英砂的制備

石英砂的提純主要是除去其中少量或微量雜質(zhì)，獲得高純石英砂。氧化鐵和氧化鋁是石英砂中的主要有害物質(zhì)，因此對鐵和鋁的有效去除可以顯著體現(xiàn)石英砂提純和工藝的技術(shù)進(jìn)步。常用的工藝有擦洗、重選、磁選、浮選、酸浸等。

擦洗：用機(jī)械力和砂粒間的剝離力去除石英砂表面的雜質(zhì)鐵、粘結(jié)和礦物泥。擦洗使石英砂礦物前期可以有效地排出一部分雜質(zhì)，清潔石英砂顆粒的表面，從而順利進(jìn)行后面的提純工作。

重選：是根據(jù)礦物重力的不同對礦物進(jìn)行篩選。礦物顆粒由于密度的不同在介質(zhì)中受流體力和機(jī)械力的影響不同，產(chǎn)生松散的分層，從而礦石顆粒被分離。

浮選：是通過礦物顆粒表面上的不同物理和化學(xué)性質(zhì)對礦物顆粒進(jìn)行分離的過程，主要功能是從石英砂中除去相關(guān)的礦物云母和長石。研究發(fā)現(xiàn)，礦漿的pH值和捕收劑種類、用量對浮選提純效果有顯著的影響。

酸浸：石英不溶于酸（氫氟酸除外），通過酸對鐵及其它有害元素的溶解作用，從而將雜質(zhì)分離出來，得到高純石英砂。石英砂表面及縫隙中的雜質(zhì)可以通過酸浸最大限度地去除，磁選和浮選等物理方法只能除去礦物結(jié)構(gòu)類雜質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)酸浸過程中使用混合酸去除雜質(zhì)的效果比較好，石英會被氫氟酸溶解，所以混合酸中氫氟酸濃度不宜過高。時(shí)間、酸的濃度、洗滌過程和溫度都是影響酸浸效果的因素。

高純石英在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

半導(dǎo)體、光通訊、光伏、光學(xué)、電光源等行業(yè)和領(lǐng)域是支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，是建設(shè)重大工程、改善民生、鞏固國防軍工的重要保障，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要的地位，高純石英被廣泛應(yīng)用在這些行業(yè)和領(lǐng)域中，是這些領(lǐng)域所需求的稀缺類共性高增值礦物資源。

在半導(dǎo)體晶圓制程工藝、刻蝕領(lǐng)域，太陽能電池片制程擴(kuò)散、PE工藝，電光源中的超高壓投影燈、毛細(xì)管燈及影院燈等特種照明材料，航天航空領(lǐng)域等，均需要用到以高純石英為原料生產(chǎn)的石英玻璃坩堝、錠材、管材、棒材、板材、各種器皿和器件以及石英玻璃纖維和織物等產(chǎn)品。

高純石英制品主要應(yīng)用領(lǐng)域

（來源：高純石英原料作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的分析及建議，李光惠等）

新材料主要領(lǐng)域及其所需主要礦產(chǎn)資源種類
（來源：當(dāng)前新材料及所需戰(zhàn)略性礦產(chǎn)概述，黃琳等）

高純石英原料的戰(zhàn)略意義

早在2011年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《找礦突破戰(zhàn)略行動綱要(2011～2020年)》就明確將高純石英等作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需的礦產(chǎn)。在2017～2019年版《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》中也多次提到高純石英及其原料。四部委聯(lián)合出臺的《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資、培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》(發(fā)改高技〔2020〕1409號)中，也明確要求聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加快重點(diǎn)材料、關(guān)鍵芯片、高端元器件等核心技術(shù)的攻關(guān)。高純石英及其原料與這些領(lǐng)域息息相關(guān)，目前與高純石英有關(guān)的部分核心技術(shù)尚未取得突破，有必要將高純石英相關(guān)的核心技術(shù)上升到國家戰(zhàn)略的角度進(jìn)行攻關(guān)。

參考來源：

李光惠等：高純石英原料作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的分析及建議，中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心安徽總隊(duì)，2020

石鈺等：高純石英砂的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展，中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司建材行業(yè)特種光電材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2019

黃琳等：當(dāng)前新材料及所需戰(zhàn)略性礦產(chǎn)概述，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院2018

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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