中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高純石英是半導(dǎo)體集成電路、光伏、光纖等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)必不可少的關(guān)鍵原料，但是能夠生產(chǎn)高純石英高端產(chǎn)品的礦床極為稀缺。
自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員王九一，曾全面梳理了全球高純石英原料礦床的資源分布和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)礦床分布于美國(guó)、澳大利亞、挪威、俄羅斯、中國(guó)、毛里塔尼亞、加拿大等國(guó)家，除中國(guó)外，共有14處礦床，美國(guó)和澳大利亞的資源量最大。
專(zhuān)家指出這些礦床類(lèi)型包括白崗巖型、偉晶巖型、熱液脈石英型、風(fēng)化殘積型、尾礦型，其中熱液脈石英型分布最廣。優(yōu)質(zhì)礦石多產(chǎn)于太古宙-元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質(zhì)巖系中，受古生代-中生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)控制，經(jīng)歷了長(zhǎng)期而緩慢的變質(zhì)過(guò)程。
今年上半年，王九一研究員發(fā)表文章稱(chēng)，其從國(guó)內(nèi)某供應(yīng)商處獲得了1件來(lái)自印度北部的高純石英原料礦石。他采用多種技術(shù)方法，對(duì)該礦石開(kāi)展了工藝礦物學(xué)和提純?cè)囼?yàn)研究，制備高純石英砂，通過(guò)與矽比科IOTA CG高純石英砂的對(duì)比分析，綜合評(píng)估其用于石英坩堝的可行性。
目前，高純石英原料礦石為人所知的工業(yè)類(lèi)型包括水晶、脈石英、花崗偉晶巖。王研究員發(fā)現(xiàn)來(lái)自印度的該高純石英原料礦石的特征與上述3種工業(yè)類(lèi)型均有所差異。
（圖源：王九一）
在外觀(guān)特征上，該礦石表面粗糙，呈棕黃色、鐵質(zhì)浸染明顯，與結(jié)晶度高、透明度好的水晶迥異；與常見(jiàn)脈石英礦石不同的是，該礦石缺少玻璃、油脂光澤，且裂隙罕見(jiàn)；和常見(jiàn)花崗偉晶巖礦石不同的是，該礦石的石英含量很高，肉眼可見(jiàn)一些白云母礦物，而長(zhǎng)石等其他礦物罕見(jiàn)。
水晶、石英巖、脈石英、花崗巖石英（圖源：汪靈）
因此，在無(wú)法獲得更詳盡礦床地質(zhì)信息的情況下，王研究員初步判定該印度礦石類(lèi)型屬于一種類(lèi)似于石英巖的新型高純石英原料，而非常見(jiàn)的水晶、脈石英或花崗偉晶巖型高純石英原料。
經(jīng)過(guò)王研究員的深入研究分析之后發(fā)現(xiàn)，印度該高純石英原料礦石的石英晶體粒徑均一、內(nèi)部純凈，包裹體主要分布于晶體邊緣，面狀包裹體稀少；礦石的最主要脈石礦物是含鐵白云母，其次為鐵氧化物、鈦鐵礦、鋯石、獨(dú)居石、磷鈣釷石、金紅石等，絕大部分脈石礦物分布于石英晶體之間，而非嵌于石英晶體內(nèi)部。
根據(jù)礦石的雜質(zhì)賦存狀態(tài)，專(zhuān)家采用研磨分級(jí)–煅燒水淬–高梯度磁選–浮選–酸浸–氯化焙燒的提純工藝，制得了4N8級(jí)高純石英砂（15種雜質(zhì)元素總含量＜20×10-6，SiO2純度＞99.998%）。
通過(guò)與矽比科IOTA CG高純石英砂的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，印度高純石英原料礦石制備的4N8級(jí)高純石英砂的包裹體更加稀少，Al、Li、Na、K等雜質(zhì)元素含量更低，但Ti、Ca、Fe等元素含量過(guò)高，綜合考慮包裹體和雜質(zhì)元素對(duì)石英坩堝性能的影響機(jī)理，結(jié)合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用端石英坩堝制備驗(yàn)證情況，認(rèn)為該原料礦石制備的高純石英砂適用于石英坩堝外層砂。
資料來(lái)源：
[1]印度北部某4N8級(jí)高純石英原料研究及其對(duì)我國(guó)的找礦啟示，王九一，自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所
[2]全球高純石英原料礦的資源分布與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，王九一，自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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