硅產(chǎn)業(yè)是硅時代最重要的產(chǎn)業(yè)之一，石英是硅時代最重要的礦物資源之一。因此，加快石英礦物的研究進(jìn)展，強化石英行業(yè)信息交流具有極其重要的意義。應(yīng)此需求，2018第二屆石英精細(xì)加工及應(yīng)用技術(shù)交流會于11月21-22日在東海嘉臣國際大酒店盛大開幕，成都理工大學(xué)汪靈教授作了題為《石英的礦床工業(yè)類型與應(yīng)用特點》的精彩報告，中國粉體網(wǎng)記者對汪靈教授進(jìn)行了專訪。
成都理工大學(xué)汪靈教授
石英應(yīng)用廣泛，熱度有增無減
石英的分布和應(yīng)用十分廣泛，既是重要的造巖礦物，也是一種十分重要的工業(yè)礦物。石英具有應(yīng)用領(lǐng)域廣、產(chǎn)品種類多、用量很大、工業(yè)產(chǎn)值大、價格懸殊巨大等特點。隨著戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，石英的工業(yè)應(yīng)用大大超越傳統(tǒng)應(yīng)用范圍，尤其是在新材料新能源領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
汪靈教授一直致力于礦物功能材料的研究與應(yīng)用，對石英礦物的研究工作已堅持了十多年，被問及此次來石英大會最深的感受，他表示：“石英是現(xiàn)今的一個熱點，通過此次舉辦的石英大會把這個熱點推向了一個高潮。”
不同礦床類型，不同應(yīng)用特點
石英在自然界中的分布十分廣泛，成因多種多樣，但目前能夠作為工業(yè)應(yīng)用的石英礦物資源主要有7種礦床工業(yè)類型：天然水晶、石英砂巖、石英巖、脈石英、粉石英、天然石英砂和花崗巖石英。汪靈教授說：“不同的礦床類型受其成因影響導(dǎo)致它的組成和結(jié)構(gòu)不一樣，這個組成結(jié)構(gòu)關(guān)系到石英后續(xù)的開發(fā)�！�
汪靈教授根據(jù)SiO2純度及工業(yè)應(yīng)用特點，將石英相關(guān)產(chǎn)品分為三大類：w(SiO2) 99%±，w(SiO2) 99%～99.9%，w(SiO2)>99.9%。他強調(diào)指出：“石英工業(yè)應(yīng)用與礦床工業(yè)類型存在密切關(guān)系，如何根據(jù)不同礦床工業(yè)類型石英的特點有針對性的開發(fā)與利用，關(guān)系到石英材料技術(shù)與項目的成敗”。他還對7種石英礦床類型作了詳細(xì)的解讀，天然水晶適合雕刻各種工藝品；石英砂巖適用于制備幾乎所有w（SiO2）99%±產(chǎn)品，但受粒度大小和角型因數(shù)影響，一些不適用于制備型砂、3D打印砂和石油支撐劑；石英巖適于制備金屬硅，同時適用于不受粒度大小和角形因數(shù)影響其它w(SiO2) 99%±產(chǎn)品；脈石英適于制備硅微粉等w(SiO2) 99%～99.9%產(chǎn)品，高純石英等w(SiO2) > 99.9%產(chǎn)品以及石英板材等；粉石英適于制備陶瓷原料和硅微粉等；天然石英砂可以制備型砂、3D打印砂和石油支撐劑型砂，如果w(SiO2)達(dá)標(biāo)，適用于w(SiO2) 99%其他產(chǎn)品；花崗巖石英可以用來制備高純石英，但中國還沒有找到這樣的礦物資源。
國內(nèi)高純石英技術(shù)與國外仍有較大差距
汪靈教授表示：“高純石英技術(shù)有四個方面,即原料選擇技術(shù)、加工工藝技術(shù)、加工裝備技術(shù)以及質(zhì)量檢測技術(shù)，它們是既相互獨立，又相互聯(lián)系和相互制約的技術(shù)整體，發(fā)展我國高純石英技術(shù)是一項系統(tǒng)工程”。
目前高端高純石英砂的國際市場幾乎被美國尤尼明公司所壟斷。為了打破美國企業(yè)對我國的技術(shù)封鎖，汪靈教授團(tuán)隊從2008年開始，經(jīng)過十年的努力，先后對產(chǎn)自全國近百個脈石英礦進(jìn)行了深入研究，突破了高純石英技術(shù)各項難點，授權(quán)國家發(fā)明專利7項，全面掌握了高純石英產(chǎn)業(yè)化四大技術(shù)：原料遴選技術(shù)、加工工藝技術(shù)、生產(chǎn)裝備技術(shù)、質(zhì)量檢測技術(shù)；技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到4N8純度，并掌握了5N加工工藝的關(guān)鍵技術(shù)。但汪靈教授表示：“我國目前還沒有4N8及以上高端產(chǎn)品生產(chǎn)能力，表明與國際先進(jìn)水平的差距依然很大。”
發(fā)展高純石英技術(shù)任重而道遠(yuǎn)
被問及接下來的研究方向,汪靈教授說:“想把最寶貴的時間都投入到石英的研究上，尤其是如何使國內(nèi)4N8上的高純石英高端產(chǎn)品四個技術(shù)上實現(xiàn)突破并推動產(chǎn)業(yè)化是工作的重點”。
高純石英是SiO2純度大于99.9%的石英系列產(chǎn)品的總稱。在美國不同品級高純石英砂產(chǎn)品的價格相差很大，低端產(chǎn)品（w(SiO2 )≥99.9％）300美元/噸，中端產(chǎn)品（w(SiO2 )≥99.99％）500美元/噸，而標(biāo)準(zhǔn)級（w(SiO2 )≥99.998％）以上的高端產(chǎn)品起價是5000美元/噸，前幾年的中國進(jìn)口價達(dá)50000人民幣/噸。
高端高純石英砂（SiO2≥99.998%，4N8）不僅是新材料，而且是關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。它是半導(dǎo)體、光伏、電子信息和高端電光源等生產(chǎn)必不可少的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，也是制約我國芯片（晶圓）發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸之一，在新材料、新能源和電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)以及國防軍工、國家安全中具有十分重要地位和作用。因此，發(fā)展高端高純石英砂產(chǎn)品具有極其重要的意義，這項工作任重而道遠(yuǎn)。
