高纯石英原料的选择
高纯石英是硅产业高端产品的物质基础
高纯石英广泛运用于光伏、电子信息、光通讯和电光源等行业。高纯石英是二氧化硅纯度大于99.9%的石英系列产品的总称。其产品等级可按SiO2纯度进行划分,即低端w(SiO2)≥99.9%(3N),中端w(SiO2)≥99.99%(4N),高端w(SiO2)≥99.998%(4N8);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。我国光伏、电子信息和高端电光源等行业对高纯石英需求很大。
石英矿资源七种成因类型
石英是一种主要的造岩矿物,在自然界中的分布十分广泛。目前能够作为工业应用的石英矿物资源有7种成因类型,它们是天然水晶、石英砂岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩石英。
天然水晶存在的先天不足
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它存在两个先天不足:
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。
受结晶环境变化的影响,矿物晶体化学成分不稳定,在大批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。
新能源产业发展的结果
高纯石英的广泛应用是上世纪尤其是20世纪80年代以来新材料新能源产业不断发展的结果。除天然水晶外,其他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。
实践证明,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。其主要原因是,不仅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。

龙尼明公司对石英选择标准
顶级公司对高纯石英原料是精挑细选,要求十分严格。其主要选择标准,一是晶体结构中杂质最少的石英,二是气液包裹体少的石英,如伟晶花岗岩和水晶。
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一般来说,高纯石英的SiO2纯度极高,杂质元素含量很低,但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。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。
中国高纯石英存在盲目性
目前中国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SiO2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。这是中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是高纯石英的基础和前提,是高纯石英发展必须突破的瓶颈。为此,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)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,因为在缺少高品质原料情况下,是难以加工出高端产品。这同时也为高纯石英原料选择提供科学依据。

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