石英是一组由二氧化硅（SiO2）组成矿物的学名。二氧化硅有许多不同的形貌和晶体结构，最常见的晶体二氧化硅是石英、方英石和磷石英。而高纯石英则是由天然的石英矿经加工与提纯后获得的纯度非常高的石英产品。
1什么是高纯石英？
我国对于高纯石英的概念及分类没有明确的标准，综合研究者的观点和当前国际技术水平,我们可以将纯度 w（SiO2）≥3 N~5 N、w（Fe2O3）＜10x10-6的石英称为高纯石英，将6N-7N的称作超高纯石英。
2高纯石英应用
高纯石英可用于生产硅单质、光导纤维、石英玻璃等高性能材料，被广泛地应用在电子行业的集成电路、通讯领域、激光技术以及航天工业等领域。
3高纯石英原料杂质
高纯石英原料需经过一系列的提纯工艺最终获得符合应用领域目标要求的高纯石英砂产品，而高纯石英所含的杂质特征是影响高纯石英提纯的关键因素。如下图所示，石英中杂质的赋存状态可分为三类：孔隙矿物类杂质、气液包裹体类杂质、类质同象类杂质。
石英杂质元素的赋存状态和存在形式
4高纯石英提纯方法
不同矿物类型中杂质的赋存特征及含量不同，其采用的提纯工艺也不同，因此，应在高纯石英杂质特征分析的基础上研究高纯石英提纯的工艺技术。高纯石英的提纯方法主要分为物理法和化学法。
物理法提纯主要有色选、擦洗、重选、磁选和浮选等工艺，可以去除几乎所有以单体存在的矿物杂质，除杂后杂质元素的含量处于较低水平。此时，气液包裹体和晶格内部类质同象杂质是主要的杂质来源，而这些杂质是制约高纯石英产品制备的关键性因素。物理法提纯无法去除这些杂质，需要进行化学法深度提纯。
化学深度提纯主要包括酸（碱、盐）处理法和热处理法，酸（碱、盐）处理主要去除以包裹体形式存在石英砂颗粒表面或镶嵌于颗粒中的杂质，热处理法主要是利用高温去除包裹体或晶格中类质同象类杂质。相对于物理提纯方法而言，化学提纯操作复杂、成本较高，但在制备高纯石英时，化学处理是最有效的，也是必不可少的。
石英的研究提纯与加工技术对于国家长远发展与新材料、新能源战略具有重大意义。想了解更多石英加工制备新工艺，请关注中国粉体网。2022年11月22日至23日，中国粉体网将在江苏徐州举办“2022第六届全国石英大会暨展览会”。来自连云港神汇硅材料有限公司的总经理陈怀斌将带来题为《高纯石英：新工艺与制备》的报告。
专家介绍
陈怀斌系连云港神汇硅材料有限公司总经理。
连云港神汇硅材料科技有限公司成立于2013年，是一家集科研、生产、销售为一体的硅材料生产企业。公司高纯石英砂提纯设备均为自主研发、独立设计、制作、调试并使用，针对不同的原材料研发出不同的石英砂提纯工艺配方，如离子氯化、有氧氯化、无氧氯化等。主要业务/产品：生产石英坩埚、石英砣、石英板、无臭氧石英管、有臭氧石英管、滤紫外石英管、晶相/非晶相高纯二氧化硅颗粒等光伏和电光源产品。
参考来源：
【1】庞庆乐，等. 高纯石英的加工技术及应用.江苏陶瓷.2020.
【2】张海啟，等. 高纯石英中杂质特征及深度化学提纯技术研究进展.矿产保护与利用.2022.
（中国粉体网编辑整理/星耀）
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