高純石英是由水晶、脈石英、花崗偉晶巖等礦石作為原料經(jīng)提純后的一種礦產(chǎn)品,是硅產(chǎn)業(yè)高端產(chǎn)品的物質(zhì)基礎,廣泛應用于戰略性新興產(chǎn)業(yè)。
1、高純石英的劃分標準
目前,關(guān)于高純石英并沒(méi)有統一的劃分標準,汪靈等提出高純石英的一般概念為ω(SiO2)≥3-5N、ω(Fe2O3)<10×10-6的石英。張佩聰等將高純石英定義為石英晶格中鋁-硅異價(jià)有限類(lèi)質(zhì)同像替代形成的鋁晶格,占位雜質(zhì)含量(晶格Al)≤30μg/g,此時(shí)其他雜質(zhì)(Ti、K、Na、Ca、Mg、Fe等)總和≤20μg/g的天然礦物,對應的石英ω(SiO2)純度≥99.99%(4N)。
挪威地質(zhì)調查局提出了高純石英中雜質(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。
2、高純石英原料礦產(chǎn)資源概況
全球高純石英原料礦床主要分布于巴西、美國、加拿大、挪威、澳大利亞、俄羅斯、中國等。據美國地質(zhì)調查局統計數據,截至2019年底,全球高純石英原料礦產(chǎn)資源約7300萬(wàn)t,其中,巴西是全球第一大資源量國,資源量為2111萬(wàn)t,礦石類(lèi)型主要為天然水晶;美國是第二大資源量國,資源量為1822萬(wàn)t,礦石類(lèi)型主要為花崗偉晶巖型石英。加拿大位列全球第三,資源量為1000萬(wàn)t,礦石類(lèi)型主要為脈石英。
國際上公認的是美國的花崗偉晶巖型石英礦床,以?xún)α看?、品質(zhì)好最為著(zhù)名。我國高純石英原料礦以脈石英和水晶為主,資源量共計為685萬(wàn)t,其中水晶資源量?jì)H為0.69萬(wàn)t。我國的高純石英原料礦床主要分布在湖北蘄春(靈虬山脈石英礦SiO2含量為99.35%)、江蘇東海(SiO2含量為99.19%)、安徽旌德(版書(shū)鄉龍川脈石英礦SiO2含量為99.01%)和太湖等地區,其中以江蘇東海的水晶品質(zhì)最為優(yōu)越,但保有資源量已接近枯竭。另外在安徽鳳陽(yáng)、江蘇新沂、新疆阿勒泰地區也有分布。
3、我國高純石英開(kāi)發(fā)加工現狀
我國生產(chǎn)高純石英的原料為脈石英和水晶,由于國內水晶資源接近枯竭,因此,主要采用脈石英為原料來(lái)生產(chǎn)高純石英,但受礦石品質(zhì)的限制,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品主要為低端高純石英。世界上4N8(SiO2含量為99.998%)及以上的高純石英產(chǎn)品幾乎被矽比科公司(原美國尤尼明公司)壟斷。
近十年來(lái),由于國內各類(lèi)石英市場(chǎng)需求旺盛,石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,特別是2015年以來(lái),發(fā)展更為迅猛,我國從事石英生產(chǎn)和加工的企業(yè)一直在增加,從2011年的528家增加到2015年的713家,2020年底達到1576家,目前企業(yè)數量仍在增加。這些石英生產(chǎn)企業(yè)以小的民營(yíng)企業(yè)為主,具有小而散的特點(diǎn)。由于從事高純石英的生產(chǎn)加工技術(shù)門(mén)檻較高,在這些企業(yè)當中,從事高純石英生產(chǎn)和加工的企業(yè)少之又少,在少有的高純石英生產(chǎn)企業(yè)中,多數為作坊式生產(chǎn),受高純石英提純技術(shù)和石英原料品質(zhì)的限制,主要生產(chǎn)低端高純石英,4N8及以上的高純石英產(chǎn)品幾乎全部依靠進(jìn)口。
資料來(lái)源:《王自國.我國高純石英產(chǎn)業(yè)戰略布局思考[J].中國礦業(yè),2021,30(S2):1-3》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉載請注明出處!
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