生產(chǎn)高純石英砂需要同時(shí)具備較高的礦石質(zhì)量和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及工藝。目前，全球能夠規(guī)?；慨a(chǎn)供應(yīng)高純度石英砂企業(yè)包括美國尤尼明Unimin、挪威TQC、石英股份等。
1、美國尤尼明和挪威TQC
美國尤尼明和挪威TQC具備高純石英砂供給能力主要源自其礦源，兩家公司共同開采Spruce Pine石英礦，該礦床位于阿巴拉契亞山系的藍(lán)嶺構(gòu)造區(qū)，分布在斯普魯斯派恩深成巖系的花崗偉晶巖帶中，為白崗巖型高純石英礦，由泥盆紀(jì)3.8億年前花崗質(zhì)巖漿侵入前寒武紀(jì)Ashe組的云母和角閃石片麻巖、片巖中緩慢結(jié)晶而成礦。
礦石的主要造巖礦物為斜長石、鉀長石、石英、白云母，幾乎不含鎂鐵質(zhì)礦物，石英的雜質(zhì)元素含量極低。
尤尼明公司自1970年起即在該礦區(qū)采礦，所擁有的礦區(qū)原料中鋁含量較高，能夠增強(qiáng)坩堝的粘度，同時(shí)堿金屬元素含量較低，微氣泡含量比脈石英含量低，石英砂一致性也較好，因此公司能生產(chǎn)出更高純度的石英IOTA-4/6/8，并建立了超純石英的IOTA標(biāo)準(zhǔn)，一度壟斷了世界高純石英砂市場。
挪威TQC跟尤尼明開采同一個(gè)礦區(qū)，公司通過高溫氯化等提純技術(shù)，氣液包裹體更少，同時(shí)氯化后的堿金屬更低，鋁含量卻不變，意味著石英砂的粘度更高，石英坩堝的強(qiáng)度更高，可以抑制微氣泡的生長。
但對于全球其他區(qū)域的脈石英礦而言，由于雜質(zhì)含量存在差異，同時(shí)單體礦床規(guī)模小，對企業(yè)的提純技術(shù)提出更高的要求，企業(yè)需要積累不同的提純技術(shù)來應(yīng)對品質(zhì)不同的礦源。
同時(shí)，不同礦源的顆粒度和一致性差異較大，對坩堝的質(zhì)量提出一定的挑戰(zhàn)，需要靠后期的提純技術(shù)來改善不同礦源的顆粒度及一致性差異。
另外，石英砂中的部分雜質(zhì)含量或許可以通過酸洗、磁選等方式降低，但如果石英砂里面存在較多微小的晶體，則晶體之間交界處會存在不少雜質(zhì)、包裹體，會增加提純的難度、成本。
另外，如果石英砂晶體里面天生存在一定的氣液包裹體，后期的提純技術(shù)較難去除這類型氣泡。
因此，石英礦資源的天生品質(zhì)也較為關(guān)鍵。
如果礦源品質(zhì)和提純技術(shù)無法同時(shí)滿足要求，那么生產(chǎn)出來的石英砂就會導(dǎo)致石英坩堝壽命下降50~100h，如果發(fā)生漏硅現(xiàn)象則會導(dǎo)致整個(gè)熱場系統(tǒng)受損，甚至導(dǎo)致生產(chǎn)事故。
2、石英股份
近年來，石英股份通過針對不同礦源的提純技術(shù)的積累進(jìn)步，疊加匹配印度、巴西、南非、中國等各地合適的礦源，生產(chǎn)出滿足下游光伏企業(yè)要求的高純石英砂，該類產(chǎn)品具有超低堿金屬含量，可以實(shí)現(xiàn)不同鋁含量的化學(xué)品質(zhì)，純度高，無色點(diǎn)，具有獨(dú)特的抗析晶能力和優(yōu)良的耐高溫性能。公司也成為全球第三家規(guī)?；慨a(chǎn)的企業(yè)。
公司光伏高純砂產(chǎn)品鉀、鈣、鐵等雜質(zhì)元素含量已明顯低于《光伏單晶硅生長用石英坩堝》所要求的標(biāo)準(zhǔn)；石英砂的鈣、銅、鎳等元素含量已降低至與尤尼明差不多水平，甚至部分產(chǎn)品雜質(zhì)含量更低、質(zhì)量更優(yōu)。
綜合而言，滿足光伏坩堝使用的高純石英砂資源具備一定的稀缺性。
一方面，由于光伏拉單晶使用石英坩堝是因?yàn)樗诟邷叵聶C(jī)械強(qiáng)度高，且不污染硅液，而石英坩堝對高純石英砂的純度、氣液包裹體、粒度分布、一致性等方面要求較高，后期的提純工藝對石英砂中的氣液包裹體去除難度較大，雜質(zhì)含量高會相應(yīng)提高提純成本及提純難度，石英砂的不一致也會影響拉晶工藝的穩(wěn)定性，因此光伏坩堝使用的高純石英砂門檻較高，需要同時(shí)滿足礦源品質(zhì)及提純工藝方面的要求，供給端存在一定的稀缺性。
另一方面，中小企業(yè)受限于礦源的保障、提純工藝技術(shù)的積累、資金等因素，較難出現(xiàn)大規(guī)模的擴(kuò)產(chǎn)現(xiàn)象，即使小規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)也較難在質(zhì)量上滿足內(nèi)層砂的要求，用在外層砂上的質(zhì)量跟頭部企業(yè)也存在一定的質(zhì)量差距。
另外，當(dāng)前合成石英技術(shù)普遍成本較高，雖然純度較高，但鋁含量較低，導(dǎo)致合成石英做成的坩堝熔點(diǎn)較低，從而合成石英較難替代天然石英砂的成本低、熔點(diǎn)高等優(yōu)勢，即使技術(shù)快速進(jìn)步，當(dāng)前合成石英產(chǎn)能規(guī)模也較小。
從作為中環(huán)股份旗下坩堝核心供應(yīng)商的歐晶科技來說，近三年來高純石英砂采購主要來自于北京雅博（進(jìn)口砂）及石英股份，其他企業(yè)的采購量只有200噸左右，占自身采購額的5%左右，一方面說明行業(yè)中小企業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模普遍偏小，另一方面說明中小企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量跟頭部企業(yè)存在一定差距，并未獲得下游頭部企業(yè)認(rèn)可，也較難應(yīng)用在內(nèi)層砂領(lǐng)域。
資料來源：遠(yuǎn)瞻智庫
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