高純石英指SiO2純度極高、雜質(zhì)元素含量極低的石英及其產(chǎn)品，是半導體、光伏、光纖、精密光學(xué)、照明設備、新型玻璃等產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要功能材料。嚴格而言，高純石英不是一種礦產(chǎn)，而是由水晶、脈石英、石英巖、花崗偉晶巖等礦石作為原料經(jīng)提純后的一種產(chǎn)品，因此，將能夠提純生產(chǎn)高純石英的礦床稱(chēng)為高純石英原料礦更為適宜。
　　
　　1、什么是高純石英？
　　
　　但是，由于不同產(chǎn)業(yè)需要不同質(zhì)量的石英，使得高純石英質(zhì)量沒(méi)有統一的標準。為評價(jià)高純石英原料礦，國內外學(xué)者多年來(lái)努力尋找具有普適性的質(zhì)量評價(jià)指標。
　　
　　早期的研究認為，高純石英的雜質(zhì)含量應小于50×10-6，即SiO2純度應大于99.995%。
　　
　　我國學(xué)者認為SiO2純度大于99.9%的石英即為高純石英。
　　
　　挪威地質(zhì)調查局匯總了該國高純石英資源的測試數據，提出更詳細的指標，要求在雜質(zhì)總含量小于50×10-6的前提下，Al含量應小于30×10-6，Ti含量小于10×10-6，Na和K含量均小于8×10-6，Li、Ca含量均小于5×10-6，Fe含量小于3×10-6，P含量小于2×10-6，B含量小于1×10-6。
　　
　　2014年，Flook根據市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)需求，提出更可靠的質(zhì)量指標，認為SiO2純度在99.95%、總雜質(zhì)含量小于500×10-6的石英即為高純石英，純度99.5%～99.8%的石英可滿(mǎn)足半導體填料、光纖、液晶屏生產(chǎn)行業(yè)的要求，純度小于99.5%的石英可用在透明玻璃行業(yè)。
　　
　　近年來(lái)，新興起的光伏玻璃、Low-E玻璃、超白浮法玻璃等新型玻璃產(chǎn)業(yè)，降低了SiO2的純度要求。
　　
　　因此，綜合這些指標體系，在考慮原料礦石質(zhì)量、測試手段、現有提純工藝和行業(yè)質(zhì)量要求的情況下，將SiO2純度大于99.9%的石英視為高純石英是合理的。
　　
　　2、全球高純石英原料礦的資源分布
　　
　　根據現有資料，全球高純石英原料礦床分布于美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加大等7個(gè)國家。除中國外，共有14處礦床，其中，有生產(chǎn)礦山的7處，尚未開(kāi)采生產(chǎn)的7處。美國斯普魯斯派恩（Spruce Pine）礦的高純石英原料資源規模最大，超過(guò)1000萬(wàn)噸；資源量最小的是挪威德拉格（Drag）礦，僅有26.7萬(wàn)噸。
 

　　
　　由于高純石英原料礦床極為稀缺，21世紀初以來(lái)世界各國加大找礦勘查和礦石可利用性評價(jià)，發(fā)現了十多處高純石英原料礦床，但尚未有對其進(jìn)行綜述性的研究。我國硅質(zhì)資源豐富，但大部分礦床被作為普通硅石礦，用于普通玻璃、石材、建筑用砂等。此外，由于缺少可利用性評價(jià)，從嚴格意義上我國沒(méi)有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)高純石英原料的礦山，每年需從他國進(jìn)口大量高純石英砂、原料礦石及高端石英制品。
　　
　　3、全球高純石英原料礦供應格局及發(fā)展建議
　　
　　目前，全球經(jīng)濟增長(cháng)乏力，迫切呼喚新科技革命，世界經(jīng)濟提振依賴(lài)于新能源、新材料等新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以半導體、光伏、光纖、新型玻璃等產(chǎn)業(yè)為代表的高端制造業(yè)，特別是5G產(chǎn)業(yè)的高速建設將需要純度更高、產(chǎn)量更大的高純石英砂及其制品。
　　
　?。?）高純石英原料及其產(chǎn)品的供應格局將發(fā)生深刻變化
　　目前，雖然美國斯普魯斯派恩礦擁有獨特的白崗巖型高純石英原料礦，提供全球90%的高純石英砂，矽比科公司也壟斷了IOTA超純石英的生產(chǎn)和銷(xiāo)售，其他國家難以發(fā)現類(lèi)似的礦床，但近年來(lái)各國加大勘查找礦力度，已發(fā)現10多處可用作高純石英原料的礦床，生產(chǎn)99.9%～99.999%的低－中檔高純石英砂，逐漸打破斯普魯斯派恩礦在高純石英砂產(chǎn)業(yè)的壟斷格局。
　?。?）高純石英原料礦石類(lèi)型多樣，具有獨特的成礦背景
　　高純石英原料的礦石類(lèi)型非常廣泛，既有熱液脈石英、白崗巖、偉晶巖型，也有花崗閃長(cháng)巖的風(fēng)化殘積型礦石，更有長(cháng)石云母礦尾礦、高嶺土尾礦、金礦尾礦等尾礦型礦石。雖然礦石類(lèi)型多樣，但大部分高純石英礦產(chǎn)于太古宙－元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質(zhì)巖系中，受古生代－中生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)控制，經(jīng)歷了長(cháng)期而緩慢的變質(zhì)過(guò)程，形成質(zhì)量?jì)?yōu)異的高純石英。
　?。?）對我國的啟示
　　首先，在找礦方向上，應立足國內資源，大力加強對境內太古宙－元古宙變質(zhì)巖系，特別是蘇魯－大別超高壓變質(zhì)帶中純度較高的玻璃用脈石英、偉晶巖、白崗巖的篩查梳理，加強地質(zhì)調查和質(zhì)量評價(jià)；同時(shí)，應關(guān)注花崗閃長(cháng)巖、偉晶巖和高嶺土礦開(kāi)采后殘留尾礦中的石英。在發(fā)現可用作高純石英原料的礦石后，支持地勘單位和礦山企業(yè)及時(shí)跟進(jìn)勘查，開(kāi)展選礦實(shí)驗，評估資源潛力，估算資源量。
　　其次，為保障新材料新能源等新型創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)所需的高純石英資源，我國應打破高純石英砂進(jìn)口渠道單一的境況，加大挪威、俄羅斯、澳大利亞等國高純石英砂及產(chǎn)品的進(jìn)口力度；此外，應支持鼓勵國內礦山企業(yè)通過(guò)合作，開(kāi)發(fā)毛里塔尼亞等國的高純石英原料礦，拓展高純石英的來(lái)源渠道，維護國家戰略安全。
　　
　　資料來(lái)源：《王九一.全球高純石英原料礦的資源分布與開(kāi)發(fā)現狀[J].巖石礦物學(xué)雜志,2021,40(01):131-141》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！