[机构评论] 资源与提纯技术构建高纯石英砂领域的“双壁垒”

（本文节选自《全面解析:高纯石英砂应用、技术壁垒和行业格局》，文章刊载于中国有色金属工业协会硅业分会 微信公众号）

可用于高纯石英砂生产的矿品类有限

高纯石英砂矿源以花岗岩石英、脉石英为主。天然水晶纯度较高、包裹体少，曾是高纯石英原料，现在主要用作水晶 工艺原料；天然水晶储量少且分布不均匀，我国高品位水晶较少。目前花岗岩石英和脉石英为生产高纯石英砂主要原 料，其中花岗岩石英矿床规模大，石英纯度高，但石英含量较低，伟晶岩含有大约40%的更长石、25%石英、20%微斜长石（一般为条纹长石）和15%的白云母；脉石英矿床分布广泛，但规模相对较小。

全球高纯石英矿储量、品质分布不均

全球高纯石英原料矿床分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大、印度、巴西等9个国家。

美国斯普鲁斯派恩矿拥有独特的白岗岩型高纯石英原料矿，曾提供全球90%的高纯石英砂，尤尼明公司也垄断了IOTA超纯石英的生产和销售，其他国家难以发现类似的矿床。但近年来各国加大勘查找矿力度，已发现10多处可用作高纯石英原 料的矿床，生产低-中档高纯石英砂，逐渐打破斯普鲁斯派恩矿在高纯石英砂产业的垄断格局。

原矿优劣与纯度、包裹体特征、元素存在形式有关

原矿要求高：质量优劣与杂质元素含量高低不是简单的对应关系，而与原料包裹体特征、元素的赋存状态和存在形式有关。

高纯石英砂生产方式主要采用矿物提纯法

高纯石英砂提纯法主要工艺流程为：原矿硅石经洗矿机洗去泥沙， 破碎机粗破后，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃~980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水淬，再经人工拣选出去除杂质后送入破碎机进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入 到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘 焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。

化学合成法：包含气相合成法、液相合成法、氟硅酸法等。

化学合成法技术路线包含气相合成法、液相合成法、氟硅酸法等。合成石英具有纯度更高（6N）、光学性能更优等特性，正逐步成为7纳米以下的半导体产品生产中的替代材料。

气相法：以SiCl₄等为原料，在氢-氧气流高温下（1200-1600℃）水解制得烟雾状的SiO₂，经冷却、分离、脱酸等过程 后即得到成品的SiO₂颗粒。通过控制温度、分两步的气相水解方法制备合成SiO₂粉，但其技术工艺较复杂，效率低， 技术还不成熟，目前也仅适于实验室的研制，大规模工业化生产困难。

提纯检测：国外领先，国内企业追赶

海外巨头拥有更完整的研发、检测体系，在产品稳定批量供应方面具备领先优势。

检测技术：试剂纯度、加工环节的材料、生产环境对产品品质有影响，每个环节的在线检测可以有效把控产品品质。对于IOTA标准的高纯石英，化学分析法和X射线荧光光谱法（XRF）检测难以满足其质量检测要求。目前ICP-OES 已经成为检测高纯物料微量化学成分的有效方法。