目前石英砂生产路径主要有三类，分别为从石英矿物中深度提纯得到（提纯法）、以天然水晶为原材料进行加工得到（天然水晶加工法）、以含硅化合物为原材料生产得到（合成法）。其中提纯法是目前国内石英砂主流生产方法，通过该方法来生产高纯石英砂需要以高纯石英砂原矿为原材料，但我国高纯石英砂原矿储量极低，无法提供充足的原材料供应。
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根据新思界产业研究中心发布的《2023-2027年中国合成石英砂行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，合成法是国内制备高纯石英砂的新兴方法，是指以硅酸钠和硅酸铝等含硅化合物为原材料，经过混合、加热、结晶、粉碎、洗涤、干燥等环节生成的石英砂制品，统称为合成石英砂或人造石英砂。
一、合成砂的技术路线
合成砂的技术路线包含气相合成法 、液相合成法 、氟硅酸法等 ，国内合成石英砂尚处于研究阶段，几种方法均处于实验室小试阶段，目前仍没有大型生产线建成生产。市场上仅有日本三菱一家生产的合成非晶体石英砂产品，其产品纯度达到 7N 级别，主要用于半导体级石英坩埚和部分高端光学石英玻璃的生产。
1、气相合成法
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。
2、液相合成法
主要有溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、液相水解法等。与气相合成法相比，液相合成法具有反应温度低、设备简单，能耗少等优点，可工业应用。其中，我国已研制成功低羟基、高纯石英粉，结晶形态为方石英，经试用该高纯石英粉适合于制备高纯低羟基石英玻璃及连熔石英玻璃管等。
3、氟硅酸法
先制得无定型二氧化硅、副产氟化铵，再高温加热至熔融状态，分阶段冷却，得到沙粒状的晶体石英砂。二氧化硅纯度达6N，可用于制造拉制单晶硅或多晶硅的石英坩埚。
二、合成石英砂VS天然石英砂
1、粒径分布
合成砂的粒径要小于天然石英砂，目前粒径小于 50μm 的石英砂尚未找到高价值使用场景，这就代表筛分后，剩下的最细的粉体不能形成产品，甚至还要作为废渣排放。
2、金属杂质
合成砂的总杂质含量明显优于天然砂，达到了 1ppm 以下的水平。
3、光学显微镜
天然砂因为是石英晶体矿石破碎而成，存在明显的碎裂形成的锋利边缘，棱角更为分明。合成砂，由于有烧结工艺过程，导致边缘有烧结收缩现象，稍显圆润。
资料来源：光伏制造
编辑：阿远
校对：Zian
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