中國粉體網訊 高純石英具有耐高溫、耐腐蝕、強度高、透光率高、熱膨脹系數低等優異的物理化學特性，廣泛應用于半導體、光纖通信、光伏、光學、電光源等領域，是新一代信息產業、新能源、高端裝備、新材料等戰略性新興產業的關鍵基礎材料，對于戰略性新興產業健康發展具有重要意義。
來源：中國建筑材料科學研究總院有限公司
隨著高純石英原料——水晶的日益枯竭，人們致力于尋找能夠代替水晶的天然石英礦，如脈石英、粉石英、石英巖、石英砂巖和花崗偉晶巖等。天然石英礦需要經過提純，得到高純石英砂。目前，在石英砂提純領域，普遍直接利用傳統的提純工藝路線對不同石英原礦進行提純，導致由于石英原礦的伴生脈石礦物和包裹體種類及存在方式、晶格雜質等原因無法實現高純石英砂的穩定生產，造成大量的人力、財力、物力的損失。
高純石英礦如何判別？
實際上，高純石英原料的質量優劣與其雜質含量高低不是簡單的對應關系，而與原料的礦物學、巖石學特征所決定的雜質可選性有關。
手標本及顯微特征
不同質量的高純石英原料巖石形貌特征存在明顯的差異，在區別其能否成為高純石英原料時，手標本觀察是基礎，是礦物學研究的重要方面之一。此外，將高純石英原料磨制成標準光學薄片，用透射偏光顯微鏡對其進行巖相學觀察，可以研究其光性特征、裂隙程度、組構特征等。
礦物包裹體和流體包裹體特征
高純石英原料的質量及加工難度受礦物包裹體及流體包裹體的影響，因此需進一步對原料中包裹體的數量、大小、分布狀態、成分組成、形態形貌等特征進行研究。進行包裹體分析可以借助偏光顯微鏡、冷熱臺、傅里葉變換紅外光譜儀、激光拉曼光譜儀等設備。
雜質元素含量和賦存狀態
雜質元素含量的高低是直接決定普通石英原料能否加工提純成高純石英的關鍵。當前可以提供高純石英原料礦物組分和微量元素研究的微區測試分析方法主要有電子探針、LA-ICP-MS、SIMS、X射線衍射光譜儀、傅里葉變換紅外光譜儀等，通過數據對比即可直觀地看到各不同質量等級的高純石英原料礦物的雜質元素含量，便于進行原料的選擇和下一步的研究。
石英中礦物伴生雜質根據其大小、賦存形式等特性可分為3類：脈石礦物雜質、流體包裹體雜質、晶體結構雜質。晶體結構雜質是指雜質離子以類質同象替代形式進入石英晶體的晶格中。晶格結構雜質是加工高純石英產品難以突破的最終瓶頸。要選擇正確的高純石英原料和制定最佳的石英提純方案，須明確石英中雜質元素的賦存狀態。當前研究雜質元素賦存狀態的主要方法有：X射線衍射數據擬合精修分析、LA-ICP-MS面掃描圖像分析、紅外吸收光譜分析、電子探針及能譜分析和陰極發光特征分析。
一種判斷石英原礦能否作為高純石英原礦的方法
近期，國家知識產權局公布了中國建筑材料科學研究總院有限公司的一種石英原礦工藝礦物學分析方法、一種判斷石英原礦能否作為高純石英原礦的方法。發明將所述石英原礦進行制樣，其中粉末樣品的制樣方法包括依次進行破碎、濕法研磨、過濾濃縮和干燥；將所得粉末樣品進行化學成分分析、物相成分分析和晶體結構分析；將所得光學薄片進行電子探針微區分析、激光拉曼光譜分析、巖相學顯微分析和包裹體顯微分析。
發明提供了一種判斷石英原礦能否作為高純石英原礦的方法，包括以下步驟：按照上述技術方案所述的工藝礦物學分析方法對石英原礦進行分析，獲得所述石英原礦的五項分類指標，所述五項分類指標包括SiO2含量、嵌布粒度、脈石礦物種類、包裹體特征和晶格雜質；當所述石英原礦的五項分類指標中至少3項達到A級以上時，則所述石英原礦能夠作為高純石英原礦。本發明提供的方法能夠確保高純石英砂穩定生產，降低人力、財力、物力的損失。
參考來源：
王云月等.高純石英原料特征和礦床成因研究現狀綜述
國家知識產權局.一種石英原礦工藝礦物學分析方法、一種判斷石英原礦能否作為高純石英原礦的方法
（中國粉體網編輯整理/初末）
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