什么是高纯石英？
高纯石英（high-purity quartz）是sio2纯度大于99.9%的石英系列产品的总称，是硅产业高端产品的物质基础，广泛运用于光伏、电子信息、光通讯和电光源等行业，在新材料新能源战略性新兴产业中具有重要地位和作用。
按so2纯度可分为:
低端w（so2）≥99.9%（3n）
中端w（so2）≥99.99%（4n）
高端w（so2）≥99.998%（4n8）
按产品中al、b、li、k、na、ca、mg、ti、fe、mn、cu、cr、ni等杂质元素总量可分为：
低端≤1000×10-6
中端≤100×10-6
高端≤20×10-6
每个等级的高纯石英可按粒度分为40-80目、80-140目、80-200目、80-300目等品种。
我国高纯石英技术与国际先进水平的差距较大，所生产的石英制品大部分为中低端产品，目前4n8及以上高端产品的国际市场几乎被美国尤尼明公司所垄断。
一、高纯石英原料选择技术
1、为什么水晶不能作为高纯石英工业原料？
高纯石英最初是以一、二级天然水晶为原料，再经精选提纯加工而成。天然水晶通常是在一定地质条件下的晶洞环境中形成，其成因的特殊性决定了存在两个先天不足：
（1）储量小，开采条件差，经过多年开发利用后，必然导致资源匮乏，价格昂贵，难以满足大规模工业生产的需要；
（2）受结晶环境变化的影响，矿物晶体化学成分不稳定，在大批量工业应用中导致原料化学成分波动较大，原料标准化困难，难以满足高纯石英高端产品生产的需要。
因此，必须从其他石英矿物资源入手，从根本上解决高纯石英原料问题，这正是当前国内外的基本技术思路。
2、其他国家如何选择高纯石英原料？
日本于20世纪90年代，采用细粒伟晶岩为原料加工透明的高纯石英。
俄罗斯和德国则采用脉石英和变质石英岩为原料加工高纯石英。
美国ppcc公司于20世纪80年代，采用英国西北海岸foxdale地区花岗岩加工高纯石英，作为西欧石英玻璃的原料，其产品so2纯度为4n，fe含量＜1×10-6，其他杂质元素含量＜5×10-6。
美国尤尼明公司于20世纪90年代，对北卡罗来纳州spruce pine地区的伟晶花岗岩开展了卓有成效的开发利用，已开发出iota-std（标准级）、iota-4、iota-6、iota-8等高纯石英系列产品，几乎垄断了国际市场，并成为国际标准。
点击图片查看：尤尼明iota高纯石英砂技术指标！
由此可以看出，除天然水晶外，上述6种成因的石英矿物资源中，脉石英和花岗岩石英是替代天然水晶、加工高纯石英中端和高端产品的理想原料。
3、高纯石英原料的选择标准是什么？
依目前的加工技术水平，并不是所有的脉石英和花岗岩石英都能够加工高纯石英，能够加工高端产品的只是极少数，甚至是极个别。
也就是说，选择脉石英或花岗岩石英只是选对了大方向，并不能解决具体原料选择这一关键问题。
主要原因是：
脉石英和花岗岩存在多种细分成因类型，而且受成矿地质条件的影响；
同一成因类型的脉石英和花岗岩的矿物学、岩石学、矿床学特征差别也较大。
据介绍，美国尤尼明公司对高纯石英原料是精挑细选，要求十分严格。
尤尼明石英原料选择标准：
一是晶体结构中杂质最少的石英，如iota-std铝含量（14-18）×10-6，iota-4铝含量（8-10）×10-6；
二是气液包裹体少的石英，如伟晶花岗岩和水晶。
实践表明：原料中杂质元素含量高低与其质量优劣并不是简单对应关系，而是与原料工艺矿物学特征所决定的杂质可选性有关。
例如，美国spruce pine伟晶岩样品的杂质元素含量相当高，但却是iota高端产品的原料。
4、中国高纯石英技术为什么落后？
我国面临的技术困惑是：很难将尤尼明这种标准应用于原料选择的实际工作中。
主要原因是：高纯石英的so2纯度极高，杂质元素含量很低，而原料中杂质元素含量通常都较高，难以根据化学成分检测数据对原料优劣进行正确判断。
目前，由于我国缺乏高纯石英原料评价与选择技术，对于高纯石英原料选择及其加工工艺还存在较大的盲目性。
例如，以往认为采用so2纯度2n左右的石英矿物原料就能够加工高纯石英，并投入了较大的人力、物力和时间，造成了较大的浪费。这是我国高纯石英技术处于相对落后状态的重要原因之一。
显然原料评价与选择技术是高纯石英技术的基础和前提，是我国高纯石英技术发展必须突破的技术瓶颈。
为此，必须加强高纯石英矿物资源的矿物学、岩石学、矿床学研究，重点研究原料的化学成分、有用矿物（石英）、有害矿物、结构构造、石英包裹体等工艺矿物学特征，查明原料杂质分布及其赋存状态及其对高纯石英应用的影响与机理，为高纯石英矿原料选择技术和矿产资源探测提供科学依据。
湖北省蕲春县昌兴石英设备有限公司
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