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豫公網安備41071102000689
中國粉體網訊高純石英是國家戰略性產業和支柱性產業發展過程中不可替代的基礎性材料,是半導體芯片、太陽能光伏、光纖通信、航空航天、精密光學和特種玻璃等高新技術產業不可缺少且無法替代的重要功能性材料,具有保障芯片安全、光纖安全、光伏安全、高端器件安全的國家戰略意義。

目前,在石英的7種礦床工業類型中,能夠加工成高純石英的原料有天然水晶、脈石英和花崗偉晶巖石英,其中脈石英是我國目前高純石英生產的主要原料,另外,研究顯示,有的石英巖也具有加工高純石英甚至4N8高純石英高端產品的潛力。
天然水晶

高純石英最初是以一、二級天然水晶為原料,再經精選提純加工而成。天然水晶成因的特殊性決定了它存在兩個先天性不足:一是儲量少、開采條件差,資源匱乏,價格昂貴,難以滿足大規模工業生產的需要;二是受到形成環境變化的影響,礦物晶體化學成分不穩定,在大批量的工業應用中導致原料化學成分波動較大,原料標準化困難,難以滿足大批量、穩定化高純石英高端產品生產的需要。
脈石英
脈石英是一種幾乎全部是致密石英塊體組成的脈狀體,礦石由隱晶質組成,呈粒狀結構、塊狀構造,主要成分都是SiO2,含量可達99%以上。脈石英礦體較小,礦石硬度大,SiO2一般含量較高,Fe2O3含量低,不易作為一般硅質原料利用,且與天然水晶相比,其資源儲量相對比較豐富,是加工高純石英的理想的礦物原料之一。

脈石英的工業價值和應用優勢是:第一,高純石英的附加值高,絕對用量少,過去按傳統應用標準,是小礦;而今按新用途標準,則是大礦。第二,與石英巖和石英砂巖相比,脈石英幾乎都是由石英組成的,SiO2純度一般都在3N及以上,其它雜質含量相對較少,有利于高純石英的提純加工。第三,與天然水晶相比,脈石英除開采條件優勢外,同一礦區的礦石質量相對比較穩定,為礦物原料均一化加工創造了條件。
資源分布
我國脈石英礦產資源分布廣泛,局部較為集中,主要分布在江西、四川、安徽、黑龍江、新疆、陜西、浙江7個省份,礦床規模以小型為主,占脈石英礦產總數的91.27%。按照成礦區帶統計,脈石英礦產地在江南隆起東段成礦帶武功山—杭州灣成礦帶、小興安嶺—張廣才嶺成礦帶、塔里木陸塊北緣成礦帶、西秦嶺成礦帶、東秦嶺非金屬成礦帶等Ⅲ級成礦區帶分布相對集中。

我國脈石英成礦區帶劃分圖
全國脈石英保有資源量約1.63億t,其中,江西和海南保有資源量最多,各占全國總資源量15%左右。
典型礦床
▲安徽太湖縣白石山脈石英礦
該礦床屬變質熱液型脈石英礦床,礦石的礦物組成主要為石英,含量多數在98%~99%以上,平均98.76%。部分礦石含有少量白云母、鉀長石,含量在1%~3%。該礦床脈石英礦石經浮選后SiO2含量99.92%、Al2O3含量0.0074%、Fe2O3含量0.0017%,達到高純石英的質量要求。
▲山東臨沂邵家峪脈石英礦
該礦床屬巖漿熱液型脈石英礦床,礦石自然類型為含晶脈石英、乳白色脈石英。SiO2含量99.09%~99.63%、平均99.28%,Al2O3含量0.31%,Fe2O3含量0.112%。
找礦方向
近幾年以來,隨著戰略性新興產業在國民經濟中地位逐步提高,中央和地方財政以需求為導向部署了一大批脈石英礦產資源調查評價工作,取得了較為豐富的成果。
▲東西秦嶺的丹鳳-商南一帶,發育在白云質灰巖、石英砂巖和燕山早期丹江鈉長巖體中的脈石英成礦帶。
▲桐柏-大別造山帶南段的麻田-英山一帶“靈虬山式”脈石英,脈體走向延伸數百米,厚度數十厘米至二十余米。
▲大別山東段的“白石山式”脈石英,主要分布在溪沸-菖蒲-田頭及塘梨巖-靈山寨-團石灣共兩條近北東向的成礦帶,前帶長約20km,寬約5km;后帶長約12km,寬約4km。
▲蘇魯造山帶南端的東海地區,脈石英主要沿南部、北部兩條成礦帶分布,南部成礦帶長度25km、寬2.2km;北部成礦帶長度41km、寬度小于6km。
▲蘇魯造山帶南端的臨沂中北部地區,巖漿熱液型、變質熱液型和偉晶巖型脈石英均有發現。
▲柴達木北緣的海西地區印支期花崗巖中廣泛發育脈石英,脈體規模一般較大。
花崗偉晶巖石英
花崗偉晶巖石英,又叫花崗巖石英或偉晶巖型石英。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。美國PPCC公司于20世紀80年代,采用英國西北海岸Foxdale地區花崗巖加工4N高純石英,作為西歐石英玻璃的原料。
美國尤尼明(現為矽比科)公司IOTA高純石英系列產品能獲得國際壟斷地位的根本原因,在于其擁有世界上迄今為止唯一發現的獨特高純石英優質原料——花崗偉晶巖石英。該原料為產自美國北卡羅來納州斯普魯斯派恩地區的花崗偉晶巖(曾稱為白崗巖),其礦床規模較大,石英的雜質少,是美國和挪威4N8高純石英高端產品的生產原料,其產品質量優異和穩定性而成為高純石英高端產品的標準,壟斷了全球石英坩堝內層砂和半導體級高純石英市場。
日前,偉晶巖型石英已引起國內的關注,并在新疆阿爾泰、北秦嶺等地區的找礦方面取得初步進展。在開發利用方面,李育彪等以北秦嶺偉晶巖石英為原料,采用破碎、篩分、浮選、高溫焙燒、水淬和熱壓酸浸等方法,制備出4N高純石英砂;王安書等以河南某地黃岡偉晶巖為原料,采用粗碎、煅燒水淬、細碎、磁選、浮選和酸浸等方法,制備出4N5高純石英砂。