高纯石英砂的发展现状与趋势-edf130壹定发

　　高纯石英砂一般是指sio2含量高于99.99%的石英粉体，是石英玻璃和石英坩埚的主要原料。其高端产品被广泛应用在大规模及超大规模集成电路、光纤、太阳能电池、激光、航天、军事等行业中。

　　由于这些行业关系到国家的长远发展，是一个国家高新技术可持续发展的必要条件，因此高纯石英砂的战略地位非常重要，其高端产品的制备技术被美国、德国等国垄断，并限技术和出口。

　　目前我国石英砂的提纯和规模化开采依然处于艰难的探索阶段。高纯石英砂具有独特的物理、化学特性，特别是其内在晶体结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及独特的光学特性。

　　石英砂制品的质量要求，一般来说和其实际工业用途直接相关。若用于电子材料、石英坩埚等精细、高性能材料，则对原料质量要求严格，需要高纯和超纯石英砂，杂质总含量要低。具体地说，石英砂的质量要求主要体现在化学成分和粒度组成等方面:①外观为白色、无可见机械杂质；②纯度要求:二氧化硅的含量大于99.99%；③根据不同行业的要求，可加工成不同规格型号的系列产品，满足用户要求。

　　高纯石英砂的应用

　　高纯石英砂还是石英玻璃的主要原料。石英玻璃被人们称为“玻璃网”，因为它具有一系列优良的物理化学性能，如耐温性高达1100~1200℃，比普通玻璃高800℃；是透明的耐火材料；热膨胀系数小，仅为5.5×10-7/℃，相当于普通玻璃的1/20，理论上可以到零膨胀；具有透光性能，紫外线、可见光、红外线等都可以良好地透过；具有良好的电绝缘性，20℃时电阻率为1018ω/cm，绝缘强度为250kv/cm，真空度可达10-6pa；化学稳定性好，除氢氟酸外，不溶于其他任何酸。石英玻璃属脆性材料，耐压强度很好，但抗张强度要小一些，石英玻璃不耐氢氟酸，高温条件下(1000℃以上)会转变为方石英，这是它的两个缺点。

　　石英玻璃的主要产品包括:大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、电弧法石英坩埚(太阳能级和半导体级)、光通讯用石英玻璃、电光源用石英玻璃。石英玻璃的品种和用途是密切相关的，用户可根据石英玻璃的特性及要求制造不同的石英玻璃。

　　国内高纯石英砂的研发现状

　　我国从20世纪80年代末开始研究石英玻璃的普通石英原料，已经取得一定进展，所研究产品能够达到二、三、四级水晶的水平，但是只适合于中、低档石英玻璃，高纯、低羟基石英原料的技术难关还未完全攻克。工业生产的石英玻璃原料纯度不能达到高纯石英砂玻璃原料的要求，高品质石英玻璃原料基本以进口为主，制约了我国石英砂玻璃行业的发展，这已引起国内石英玻璃及原料生产企业和相关科研单位的关注。

　　我国是石英储量丰富的国家之一，目前开采利用石英矿比较好的地区有江苏东海、安徽凤阳、湖北红安、江西修水、内蒙乌海等地，这些地区石英矿储量大、品位高、易开采，但由于国内石英砂相关加工利用技术落后，开采的大多数石英矿只是用作经济附加值低的低端石英制品，如硅微粉、玻璃、耐火材料、硅铁、碳化硅、熔融石英等。

　　其实我国能用于生产高纯石英砂的矿源很多，但是由于加工处理手段落后以及缺少石英玻璃原料矿相关的矿物学及地质成因等地球科学方面的基础研究，产品不能达到高纯石英原料的要求。目前我国石英玻璃采用的中低档高纯石英砂大部分是从水晶中制取的。水晶在我国的储量有限，价格昂贵，质地不均匀，有些矿物杂质和工艺过程中的混杂物质不可能除掉，导致由水晶中生产的超纯石英砂批量小，质量也不稳定。

　　高纯石英砂未来发展趋势

　　随着优质水晶资源的枯竭，解决我国高端石英砂自给能力不足的问题主要集中在地质找矿、工艺矿物学和矿物加工等技术的提高上。首先要寻找晶体较纯、类质同相置换和气液包裹体少的矿石，其次要综合采用现代先进的物理与化学选矿提纯技术与装备研发高 效、稳定的高纯石英选矿提纯技术。高纯石英原料砂已经成为国民经济的战略性产品。

　　努力寻求我国高纯石英砂矿提纯技术的进步和产业的发展，实现高端次(高纯和超高纯)石英砂的自给是我国石英玻璃产业发展所迫切需要的，对于我国相关高新技术产业的发展有重要意义。