中国粉体网讯 当前，以云计算、大数据、智能制造和5G为代表的新一代信息和通信科学技术的发展，加快催生了新一轮科技革命和产业变革，发展战略性新兴产业是解决当今中国产业发展问题的关键。高纯石英与战略性新兴产业中新一代信息技术、新材料产业等多个领域具有密切的关联性，是战略性新兴产业中重要的支撑材料。
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但由于生产原料的特殊性和技术保密等原因，高纯石英及其原料的生产和出口高度集中在世界少数国家和企业中，其中高端的加工提纯技术和产品主要被美国等发达国家所掌握，我国的高端高纯石英主要依靠进口。随着战略性新兴产业的不断发展，我国对高纯石英的需求不断增加。
高纯石英原料资源稀缺
提到造岩矿物，石英的地位举足轻重，其在自然界中的分布也很广。从工业的应用方面可分为７种成因类型：天然水晶、石英岩、粉石英、脉石英、石英砂岩、天然石英砂和花岗岩石英。高纯石英的原料通常为天然水晶，而随着近年来各行各业对于这种原料的需求量不断增大，加上它在自然环境中本来就不多，使得加工高纯石英的原料越来越稀缺。只有极少量花岗岩石英和脉石英得以利用。
高纯石英砂的制备
石英砂的提纯主要是除去其中少量或微量杂质，获得高纯石英砂。氧化铁和氧化铝是石英砂中的主要有害物质，因此对铁和铝的有效去除可以显著体现石英砂提纯和工艺的技术进步。常用的工艺有擦洗、重选、磁选、浮选、酸浸等。
擦洗：用机械力和砂粒间的剥离力去除石英砂表面的杂质铁、粘结和矿物泥。擦洗使石英砂矿物前期可以有效地排出一部分杂质，清洁石英砂颗粒的表面，从而顺利进行后面的提纯工作。
重选：是根据矿物重力的不同对矿物进行筛选。矿物颗粒由于密度的不同在介质中受流体力和机械力的影响不同，产生松散的分层，从而矿石颗粒被分离。
浮选：是通过矿物颗粒表面上的不同物理和化学性质对矿物颗粒进行分离的过程，主要功能是从石英砂中除去相关的矿物云母和长石。研究发现，矿浆的pH值和捕收剂种类、用量对浮选提纯效果有显著的影响。
酸浸：石英不溶于酸（氢氟酸除外），通过酸对铁及其它有害元素的溶解作用，从而将杂质分离出来，得到高纯石英砂。石英砂表面及缝隙中的杂质可以通过酸浸最大限度地去除，磁选和浮选等物理方法只能除去矿物结构类杂质。研究发现酸浸过程中使用混合酸去除杂质的效果比较好，石英会被氢氟酸溶解，所以混合酸中氢氟酸浓度不宜过高。时间、酸的浓度、洗涤过程和温度都是影响酸浸效果的因素。
高纯石英在战略性新兴产业领域的应用
半导体、光通讯、光伏、光学、电光源等行业和领域是支撑战略性新兴产业发展的重要领域，是建设重大工程、改善民生、巩固国防军工的重要保障，在国民经济建设中占有重要的地位，高纯石英被广泛应用在这些行业和领域中，是这些领域所需求的稀缺类共性高增值矿物资源。
在半导体晶圆制程工艺、刻蚀领域，太阳能电池片制程扩散、PE工艺，电光源中的超高压投影灯、毛细管灯及影院灯等特种照明材料，航天航空领域等，均需要用到以高纯石英为原料生产的石英玻璃坩埚、锭材、管材、棒材、板材、各种器皿和器件以及石英玻璃纤维和织物等产品。
高纯石英制品主要应用领域
（来源：高纯石英原料作为战略性矿产的分析及建议，李光惠等）
新材料主要领域及其所需主要矿产资源种类
（来源：当前新材料及所需战略性矿产概述，黄琳等）
高纯石英原料的战略意义
早在2011年，国务院办公厅发布《找矿突破战略行动纲要(2011～2020年)》就明确将高纯石英等作为战略性新兴产业所需的矿产。在2017～2019年版《重点新材料首批次应用示范指导目录》中也多次提到高纯石英及其原料。四部委联合出台的《关于扩大战略性新兴产业投资、培育壮大新增长点增长极的指导意见》(发改高技〔2020〕1409号)中，也明确要求聚焦重点产业领域，加快重点材料、关键芯片、高端元器件等核心技术的攻关。高纯石英及其原料与这些领域息息相关，目前与高纯石英有关的部分核心技术尚未取得突破，有必要将高纯石英相关的核心技术上升到国家战略的角度进行攻关。
参考来源：
李光惠等：高纯石英原料作为战略性矿产的分析及建议，中国建筑材料工业地质勘查中心安徽总队，2020
石钰等：高纯石英砂的制备及应用研究进展，中国建筑材料科学研究总院有限公司建材行业特种光电材料重点实验室2019
黄琳等：当前新材料及所需战略性矿产概述，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院2018
（中国粉体网编辑整理/平安）
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