中國粉體網(wǎng)訊 高純石英原料是能以現(xiàn)有成熟的礦物加工技術(shù)將SiO2提純至99.9%及以上的天然石英礦物資源。由于傳統(tǒng)原料熔煉水晶資源已瀕臨枯竭，必須盡快尋求更多的替代原料。不同地質(zhì)成因類型高純石英原料的開發(fā)利用特點(diǎn)有差異，脈石英礦體一般產(chǎn)出規(guī)模較小且礦石質(zhì)量變化不穩(wěn)定，花崗偉晶巖中的石英純度判別和選礦難度較大。
在我國，石英巖的礦床規(guī)模和資源量都是最大的。但是，該類型石英礦的雜質(zhì)一般較多且提純較困難，其工業(yè)應(yīng)用主要集中在附加值不高的金屬硅和硅鐵原料，以及不受粒度大小和角形因數(shù)影響的w(SiO2)99%±的石英原材料產(chǎn)品，如浮法玻璃、日用玻璃等原材料。
如果能夠利用石英巖礦石制備高純石英砂，那不僅有利于緩解高純石英原料的供應(yīng)緊張，而且對(duì)于促進(jìn)優(yōu)質(zhì)石英巖資源的科學(xué)利用有重要意義。但是，據(jù)中國粉體網(wǎng)小編了解，國內(nèi)專門以石英巖制備高純石英砂為題的研究報(bào)道非常少見。
（圖源：汪靈教授）
時(shí)間比較早的一份研究論文是，1998年《中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊》上報(bào)道的，研究人員以安徽某地石英巖為原料采用煅燒水淬—酸處理工藝，脫除雜質(zhì)元素使SiO2含量達(dá)到99.99%，雜質(zhì)元素含量為33.31×10-6，基本滿足高純石英的質(zhì)量要求。該研究結(jié)論特別提到，用石英巖制備高純石英的關(guān)鍵是酸處理；且酸處理劑一定要用混酸，特別是HF的加入是保證高純的必要條件。
進(jìn)入21世紀(jì)之后，研究過石英巖制備高純石英砂的，有幾位知名學(xué)者，一位是武漢理工大學(xué)的張凌燕教授，另一位是西南科技大學(xué)的孫紅娟教授及其團(tuán)隊(duì)。
2005年，張凌燕教授以江西省銅鼓地區(qū)石英巖為原料，經(jīng)粉碎→篩分分級(jí)→磨礦→磁選→酸浸后，制備出高純石英微粉和高純石英玻璃砂。由原礦SiO₂97.44%~97.96%、Al₂O₃0.36%~0.41%、Fe₂O₃0.021%~0.030%的石英巖，可制備成SiO₂99.9%~99.99%、Al₂O₃<44.16ppm、Fe₂O₃<82.46ppm、白度>90的高純石英微粉和SiO₂>99.5%、Al₂O₃<0.0299%、Fe₂O₃<0.0291%，粒度為0.1~0.42mm級(jí)別的石英玻璃砂；采用高梯度磁選-酸浸工藝制備高純微粉，SiO₂含量達(dá)99.99%，較干式磁選-酸浸工藝效果更好。
2017年，孫紅娟教授團(tuán)隊(duì)采用陰極發(fā)光顯微鏡、ICP-OES和SEM-EDS等分析測試手段研究了青海花脖灣石英巖的礦石性質(zhì)，以解離并去除白云母為提純目標(biāo)進(jìn)行了浮選和酸浸條件優(yōu)化試驗(yàn)。在超聲波輔助作用下，花脖灣石英巖礦經(jīng)提純后獲得了高純石英砂，特別是粒級(jí)為0.110~0.074 mm的石英砂9種雜質(zhì)元素總含量降低至66.65×10-6，w(SiO2)達(dá)到99.99%。試驗(yàn)表明花脖灣石英巖礦是一種優(yōu)質(zhì)的石英巖型高純石英原料，具備良好的高純石英資源前景。
近年來，成都理工大學(xué)的汪靈教授在提純、檢測和評(píng)價(jià)石英巖礦時(shí)發(fā)現(xiàn)，石英巖除了它傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用外，有的可提純加工w(TFe)≤0.01%、w(SiO2) 99% ±的低鐵石英砂產(chǎn)品，有的可提純加工w(SiO2) > 99.9%的高純石英，還有個(gè)別甚至具有提純加工4N8高純石英高端產(chǎn)品的潛力。因此，汪靈教授認(rèn)為，石英巖這一礦床工業(yè)類型的工業(yè)應(yīng)用范圍和價(jià)值可能被低估了。
2025年4月23-24日，由中國粉體網(wǎng)、中粉會(huì)展主辦的“2025全國半導(dǎo)體行業(yè)用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”將在江蘇南京召開，屆時(shí)來自成都理工大學(xué)的汪靈教授，將做題為《4N8高純石英原料的新類型——石英巖》的報(bào)告。
汪靈，二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師，四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，《礦物學(xué)報(bào)》《巖石礦物學(xué)雜志》《礦物巖石》等期刊編委。出版有迄今為止國內(nèi)外第一本關(guān)于礦物的材料屬性與應(yīng)用的基礎(chǔ)性、實(shí)用性和系統(tǒng)性理論著作《礦物材料學(xué)原理》（2021），該書被稱為礦物材料學(xué)的奠基之作；以該專著為基礎(chǔ)，出版了迄今為止國內(nèi)外第一部基于礦物材料學(xué)的系統(tǒng)性理論和學(xué)科知識(shí)體系的《礦物材料學(xué)》高校教材（2023）；在重慶市城口縣發(fā)現(xiàn)超大型陶粒頁巖礦，探明資源量的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值超200億元；在我國發(fā)現(xiàn)了能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的高純石英優(yōu)質(zhì)礦（A級(jí)礦），并以此為原料主持建成我國首條全自動(dòng)4N8高純石英砂高端產(chǎn)品生產(chǎn)線，該專利產(chǎn)業(yè)化成果獲評(píng)2022年度四川省高校院所知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場化運(yùn)營典型案例。
參考來源：
[1]張凌燕等：石英巖制備高純石英微粉和石英玻璃砂試驗(yàn)研究
[2]吳逍、孫紅娟等：優(yōu)質(zhì)石英巖作為高純石英原料的提純?cè)囼?yàn)研究
[3]李楊：用石英巖制備高純石英的工藝研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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