高純度石英砂是我國(guó)新能源、新材料諸多領(lǐng)域的重要上游核心原輔材料，在半導(dǎo)體、光伏、光纖通訊、航空航天、軍工都有很多高端應(yīng)用。
浙江潤(rùn)優(yōu)新材料科技有限公司2022年9月底落地武義，不到2年，潤(rùn)優(yōu)的石英提純技術(shù)實(shí)現(xiàn)了巨大的進(jìn)步，完成光伏行業(yè)高純石英原材料的國(guó)產(chǎn)替代，具備國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)稀缺品的持續(xù)供應(yīng)能力。
從99.995%到99.999%，意味著什么？
“作為受礦源限制嚴(yán)重的天然不可再生礦物資源，石英砂目前還沒(méi)有工業(yè)品批量替代的可能，是稀缺的戰(zhàn)略性資源。”潤(rùn)優(yōu)研發(fā)總監(jiān)、北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)（材料及環(huán)境礦物學(xué)）博士彭立華介紹。潤(rùn)優(yōu)一直在全世界尋找品質(zhì)穩(wěn)定、均一性好的原礦，目前在國(guó)外有儲(chǔ)量百萬(wàn)噸且穩(wěn)定供應(yīng)的石英礦脈。
但是，若僅僅把它理解成一種資源，顯然不夠全面。高純石英砂提純必須直面的不僅有原礦壁壘，還有技術(shù)壁壘。
如果說(shuō)，原礦壁壘屬于先天資源型缺陷，那么著重能攻克的便是技術(shù)壁壘。在潤(rùn)優(yōu)的生產(chǎn)車間里，花崗偉晶巖、石英巖、脈石英等原礦經(jīng)過(guò)浮選、酸凈、電選、色選、磁選等十幾道篩選、加工工序，去除原礦中的各類雜質(zhì)，原本灰色的原礦提純成雪白的高純度石英砂。
“在工業(yè)上，絕大多數(shù)的提純除雜過(guò)程也是新雜質(zhì)的引入過(guò)程，有些是肉眼可見(jiàn)的，也有些很難注意到的官能團(tuán)和離子。”潤(rùn)優(yōu)創(chuàng)始人季勇升說(shuō)。他拿出兩塊經(jīng)過(guò)提純的石英，通過(guò)手電筒打光可以看到，一塊中有綿密的雜質(zhì)，另一塊則澄澈透明如水晶。“前一塊是公司剛成立時(shí)的技術(shù)水平，石英純度是99.995%，后一塊的純度則達(dá)到了99.999%。”
0.004%的差距意味著什么？季勇升說(shuō)，這就代表了高純石英原材料應(yīng)用覆蓋從20%上升到70%，從普通的玻璃生產(chǎn)跨越到光伏行業(yè)高純石英原材料的國(guó)產(chǎn)替代。接下來(lái)，潤(rùn)優(yōu)將向半導(dǎo)體行業(yè)用高純石英原材料供應(yīng)領(lǐng)域“進(jìn)擊”，解決的是高純石英砂產(chǎn)業(yè)端“卡脖子”技術(shù)難題。
潤(rùn)優(yōu)躋身高純石英砂全球第一梯隊(duì)
從99.995%到99.999%，潤(rùn)優(yōu)僅用時(shí)一年。背后藏著一個(gè)由近30位博士和博士后組成的科研團(tuán)隊(duì)。“我們的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品更新能力，在國(guó)內(nèi)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。”彭立華介紹，潤(rùn)優(yōu)與浙江大學(xué)楊德仁院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合組建了石英材料研究院，定位是國(guó)內(nèi)頂尖的高純石英材料研究機(jī)構(gòu)。
下游光伏及半導(dǎo)體用石英制品須達(dá)到的99.998%（4N8）純度，決定了主要雜質(zhì)元素需低于20ppm。若雜質(zhì)元素高，則會(huì)極大影響單晶硅的純度；同時(shí)，氣液包裹體的含量也會(huì)影響石英制品的使用壽命。但是，國(guó)內(nèi)技術(shù)目前在低品位石英礦中的雜質(zhì)礦物去除以及氣液包裹體的去除方面依然有待提高。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究攻克的正是這兩方面難題。
“聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室制備的高純石英砂純度能達(dá)到99.998%，意味著其在下游石英制品中的穩(wěn)定使用壽命可達(dá)到幾百小時(shí)，對(duì)于產(chǎn)業(yè)化來(lái)說(shuō)成本會(huì)更低，更適合大規(guī)模應(yīng)用。”浙江大學(xué)特聘教授、潤(rùn)優(yōu)首席科學(xué)家余治國(guó)介紹。浙大科創(chuàng)與潤(rùn)優(yōu)攜手“破局”高純石英砂國(guó)產(chǎn)技術(shù)困境，實(shí)現(xiàn)4N8級(jí)（純度99.998%）和5N級(jí)（純度99.999%）高純石英砂提純技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化落地。
目前，潤(rùn)優(yōu)正在開(kāi)展浙江省2024年度“尖兵”研發(fā)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目《高純石英材料的提純研究》。今年2月，“浙江潤(rùn)優(yōu)新材料科技有限公司年產(chǎn)4萬(wàn)噸高純石英制品及半導(dǎo)體硅基新材料項(xiàng)目”被列為浙江省重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，建成后將形成年產(chǎn)4萬(wàn)噸高純石英制品及半導(dǎo)體硅基新材料生產(chǎn)能力。
目前，潤(rùn)優(yōu)新材料的高純石英砂月產(chǎn)能夠達(dá)到1000噸；三期工廠開(kāi)始運(yùn)作后，產(chǎn)能將達(dá)到2000噸/月，同時(shí)還將生產(chǎn)大量像石英坩堝等應(yīng)用在光伏以及半導(dǎo)體行業(yè)的高端原輔材料……可以說(shuō)，潤(rùn)優(yōu)在高純石英砂領(lǐng)域已具備全球第一梯隊(duì)的能力。
資料來(lái)源：金華傳媒
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