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什么是高純石英？
高純石英（high-purity quartz）是SiO2純度大于99.9%的石英系列產(chǎn)品的總稱，是硅產(chǎn)業(yè)高端產(chǎn)品的物質(zhì)基礎，廣泛運用于光伏、電子信息、光通訊和電光源等行業(yè)，在新材料新能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有重要地位和作用。
按SO2純度可分為:
低端w（SO2）≥99.9%（3N）
中端w（SO2）≥99.99%（4N）
高端w（SO2）≥99.998%（4N8）
按產(chǎn)品中Al、B、Li、K、Na、Ca、Mg、Ti、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni等雜質(zhì)元素總量可分為：
低端≤1000×10-6
中端≤100×10-6
高端≤20×10-6
每個等級的高純石英可按粒度分為40-80目、80-140目、80-200目、80-300目等品種。
我國高純石英技術與國際先進水平的差距較大，所生產(chǎn)的石英制品大部分為中低端產(chǎn)品，目前4N8及以上高端產(chǎn)品的國際市場幾乎被美國尤尼明公司所壟斷。
一、高純石英原料選擇技術
1、為什么水晶不能作為高純石英工業(yè)原料？
高純石英最初是以一、二級天然水晶為原料，再經(jīng)精選提純加工而成。天然水晶通常是在一定地質(zhì)條件下的晶洞環(huán)境中形成，其成因的特殊性決定了存在兩個先天不足：
?。?）儲量小，開采條件差，經(jīng)過多年開發(fā)利用后，必然導致資源匱乏，價格昂貴，難以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要；
?。?）受結晶環(huán)境變化的影響，礦物晶體化學成分不穩(wěn)定，在大批量工業(yè)應用中導致原料化學成分波動較大，原料標準化困難，難以滿足高純石英高端產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。
因此， 必須從其他石英礦物資源入手，從根本上解決高純石英原料問題，這正是當前國內(nèi)外的基本技術思路。
2、其他國家如何選擇高純石英原料？
日本于20世紀90年代，采用 細粒偉晶巖為原料加工透明的高純石英。
俄羅斯和德國則采用 脈石英和變質(zhì)石英巖為原料加工高純石英。
美國PPCC公司于20世紀80年代，采用英國西北海岸Foxdale地區(qū) 花崗巖加工高純石英，作為西歐石英玻璃的原料，其產(chǎn)品SO 2純度為4N，F(xiàn)e含量＜1×10 -6，其他雜質(zhì)元素含量＜5×10 -6。
美國尤尼明公司于20世紀90年代開始，對北卡羅來納州Spruce Pine地區(qū)的 偉晶花崗巖開展了卓有成效的開發(fā)利用，已開發(fā)出IOTA-STD（標準級）、IOTA-4、IOTA-6、IOTA-8等高純石英系列產(chǎn)品，幾乎壟斷了國際市場，并成為國際標準。
尤尼明IOTA高純石英砂技術指標！
由此可以看出，除天然水晶外，上述6種成因的石英礦物資源中， 脈石英和花崗巖石英是替代天然水晶、加工高純石英中端和高端產(chǎn)品的理想原料。
3、高純石英原料的選擇標準是什么？
依目前的加工技術水平， 并不是所有的脈石英和花崗巖石英都能夠加工高純石英，能夠加工高端產(chǎn)品的只是極少數(shù)，甚至是極個別。
也就是說， 選擇脈石英或花崗巖石英只是選對了大方向，并不能解決具體原料選擇這一關鍵問題。
主要原因是：
脈石英和花崗巖存在多種細分成因類型，而且受成礦地質(zhì)條件的影響；
同一成因類型的脈石英和花崗巖的礦物學、巖石學、礦床學特征差別也較大。
據(jù)介紹， 美國尤尼明公司對高純石英原料是精挑細選，要求十分嚴格。
尤尼明石英原料選擇標準：
一是晶體結構中雜質(zhì)最少的石英，如IOTA-STD鋁含量（14-18）×10 -6，IOTA-4鋁含量（8-10）×10 -6；
二是氣液包裹體少的石英，如偉晶花崗巖和水晶。
實踐表明： 原料中雜質(zhì)元素含量高低與其質(zhì)量優(yōu)劣并不是簡單對應關系，而是與原料工藝礦物學特征所決定的雜質(zhì)可選性有關。
例如，美國Spruce Pine偉晶巖樣品的雜質(zhì)元素含量相當高，但卻是IOTA高端產(chǎn)品的原料。
4、中國高純石英技術為什么落后？
我國面臨的技術困惑是：很難將尤尼明這種標準應用于原料選擇的實際工作中。
主要原因是：高純石英的SO 2純度極高，雜質(zhì)元素含量很低，而原料中雜質(zhì)元素含量通常都較高， 難以根據(jù)化學成分檢測數(shù)據(jù)對原料優(yōu)劣進行正確判斷。
目前，由于我國 缺乏高純石英原料評價與選擇技術，對于高純石英原料選擇及其加工工藝還存在較大的盲目性。
例如，以往認為采用SO 2純度2N左右的石英礦物原料就能夠加工高純石英，并投入了較大的人力、物力和時間，造成了較大的浪費。 這是我國高純石英技術處于相對落后狀態(tài)的重要原因之一。
顯然原料評價與選擇技術是高純石英技術的基礎和前提，是我國高純石英技術發(fā)展必須突破的技術瓶頸。
為此，必須加強高純石英礦物資源的礦物學、巖石學、礦床學研究，重點研究原料的化學成分、有用礦物（石英）、有害礦物、結構構造、石英包裹體等工藝礦物學特征，查明原料雜質(zhì)分布及其賦存狀態(tài)及其對高純石英應用的影響與機理，為高純石英礦原料選擇技術和礦產(chǎn)資源探測提供科學依據(jù)。
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