中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高純石英是優(yōu)質(zhì)石英資源經(jīng)純化加工得到的高品質(zhì)石英原材料，用于石英玻璃、石英坩堝、半導(dǎo)體、高溫?zé)艄�、光纖、精密光學(xué)、微電子、太陽(yáng)能等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。研究高純石英原料的評(píng)價(jià)體系有益于可持續(xù)地供給高純石英原料,極大地提高石英原料的工業(yè)附加值。
1.石英礦物學(xué)特征
石英在自然界中廣泛存在于巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖和熱液脈體中，是重要的造巖礦物和巖石圈的重要組成部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖中的石英總量分別占巖石圈石英總量的93.6%、3.2%和3.2%。在暴露上地殼的礦物組成中，石英約占20%，僅次于長(zhǎng)石（約占35%）；在上地殼整體的礦物組成中，石英約占23.2%，也僅次于長(zhǎng)石（約占39.9%）。
石英的物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是一種重要的礦產(chǎn)資源，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，傳統(tǒng)上用于冶金、玻璃、建筑、化工、光學(xué)等工業(yè)�？茖W(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展對(duì)石英原料提出了更高的要求，傳統(tǒng)的天然石英原料已不能滿足半導(dǎo)體、高溫?zé)艄�、通訊、精密光學(xué)、微電子、太陽(yáng)能等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)需要，這些產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作需要高純石英原料及其提純加工產(chǎn)品作為支撐。高純石英是幾乎完全由SiO2組成的石英，在自然界中少見(jiàn)（如水晶），通常通過(guò)對(duì)天然形成的較純凈石英進(jìn)行提純加工得到。高純石英的物理和化學(xué)性質(zhì)相較于一般的石英原料優(yōu)良，是生產(chǎn)具有高附加值石英產(chǎn)品的原料，廣泛用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；同時(shí)也是一種綠色環(huán)保的戰(zhàn)略資源，有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.高純石英原料綜合評(píng)價(jià)
天然形成的高純石英匱乏或極為有限（如水晶），為了得到高純石英，常常是將自然界純度較高的石英原料提純成高純石英。因此，對(duì)高純石英原料的評(píng)價(jià)有益于可持續(xù)地供給高純石英原料、加工提純高純石英。
根據(jù)前人的工作以及石英提純工藝流程可知，單靠化學(xué)成分來(lái)評(píng)判石英品質(zhì)的優(yōu)劣具有片面性，評(píng)價(jià)石英應(yīng)綜合考慮各種因素。就石英礦物本身而言，應(yīng)考慮石英的化學(xué)成分、嵌布粒度、共生的脈石礦物、包裹體和晶格雜質(zhì)這五個(gè)因素。具體評(píng)價(jià)方案見(jiàn)下表：
從表中可以得出，在評(píng)價(jià)石英原料時(shí)，首先要對(duì)石英原料SiO2的重量百分比、石英嵌布粒度、脈石礦物種類(lèi)、包裹體的種類(lèi)和數(shù)量以及石英晶格雜質(zhì)多少進(jìn)行研究和判斷；然后再對(duì)石英原料的這5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)（等級(jí)分 a、b、c 和 d 四等），綜合判斷。例如，如果某一石英原料的5項(xiàng)指標(biāo)中，獲得的a越多，那么石英就越純凈，是理想的高純石英原料；反之，石英原料不理想，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工藝進(jìn)行提純。當(dāng)然，外部雜質(zhì)可以比較容易地通過(guò)物理、化學(xué)處理等去除。內(nèi)部雜質(zhì)包括“類(lèi)質(zhì)同象替代、氣液包裹體、礦物包裹體”三種賦存形式。石英中類(lèi)質(zhì)同象替代雜質(zhì)和礦物包裹體雜質(zhì)去除比較困難。石英中氣液包裹體雜質(zhì)可以通過(guò)加熱爆裂-純水洗滌加以去除，當(dāng)然氣液包裹體越大越容易爆裂，從而更容易地洗滌去除。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，需要綜合各方面因素，權(quán)衡利弊，綜合評(píng)價(jià)。
2021年11月18-19日，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“2021（第五屆）全國(guó)石英大會(huì)暨展覽會(huì)”將于江西贛州錦江國(guó)際酒店舉辦，屆時(shí)將邀請(qǐng)來(lái)自成都理工大學(xué)的汪靈教授作《高純石英原料選擇與評(píng)價(jià)技術(shù)——以天然水晶為例》報(bào)告。汪靈教授將具體闡述天然水晶原礦的顏色、光性礦物學(xué)特征、礦物包裹體和氣液包裹體等礦物材料學(xué)特征可以作為高純石英原料選擇與評(píng)價(jià)的依據(jù)。
汪靈 教授
成都理工大學(xué)
國(guó)家二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師；國(guó)務(wù)院政府津貼專家，四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人；先后任《礦物學(xué)報(bào)》、《礦物巖石》和《礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)》編委；中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)礦物學(xué)專委會(huì)委員，中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)礦物巖石材料專委會(huì)副主任、礦物物理礦物結(jié)構(gòu)專委會(huì)副主任、工藝礦物學(xué)專委會(huì)副主任、新礦物及礦物命名專委會(huì)委員，中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)工藝巖石學(xué)分會(huì)副理事長(zhǎng)；先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目7項(xiàng)，國(guó)家科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目課題和國(guó)家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題等多項(xiàng)；以第一發(fā)明人獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利33項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文157篇，獲中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金特別獎(jiǎng)和湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)多項(xiàng)，先后培養(yǎng)博、碩士研究生63名。
參考資料：楊曉勇，等. 高純石英的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初心）
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