我國(guó)高純石英砂粉體材料的研發(fā)現(xiàn)狀

高純石英砂粉體材料一般是指SiO2含 量高于99.99%的石英粉體,是英玻璃和石英坩堝的主要原料,其高級(jí)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、纖太陽(yáng)能電池、激光、航天、等行業(yè)中。由于這些行業(yè)關(guān)系到國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,是- -一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必要條件,因此高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要,其高級(jí)產(chǎn)品的制備技術(shù)被美國(guó)、德國(guó)等國(guó)壟斷,并限制技術(shù)和出口。目前我國(guó)石英砂的提純和規(guī)模化開(kāi)采依然處于艱難的探索階段。

我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始研究石英玻璃的普通石英原料，已經(jīng)取得一定進(jìn)展,所研究產(chǎn)品能夠達(dá)到二、三、四級(jí)水晶的水平,但是只適合于中、低檔石英玻璃,高純、低羥基石英原料的技術(shù)難關(guān)還未完全攻克。工業(yè)生產(chǎn)的石英玻璃原料純度不能達(dá)到高純石英砂玻璃原料的要求,品質(zhì)石英玻璃原料基本以進(jìn)口為主,制約了我國(guó)石英砂玻璃行業(yè)的發(fā)展,這已引起國(guó)內(nèi)石英玻璃及原料生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)科研單位的關(guān)注。我國(guó)是石英儲(chǔ)量為豐富的國(guó)家之一，據(jù)國(guó)家建材局地質(zhì)研究所預(yù)測(cè) ,中國(guó)玻璃硅質(zhì)原料礦產(chǎn)資源量可達(dá)290億t。目前開(kāi)采利用石英礦比較好的地區(qū)有江蘇東海、安徽鳳陽(yáng)、湖北紅安、江西修水、內(nèi)蒙烏海等地,這些地區(qū)石英礦儲(chǔ)量大、品位高、易開(kāi)采,但由于國(guó)內(nèi)石英砂相關(guān)加工利用技術(shù)落后,開(kāi)采的大多數(shù)石英礦只是用作經(jīng)濟(jì)附加值低的低端石英制品,如硅微粉、玻璃、耐火材料、硅鐵、碳化硅、熔融石英等。其實(shí)我國(guó)能用于生產(chǎn)高純石英砂的礦源很多,但是由于加工處理手段落后以及缺少石英玻璃原料礦相關(guān)的礦物學(xué)及地質(zhì)成因等地球科學(xué)方面的基礎(chǔ)研究,產(chǎn)品不能達(dá)到高純石英原料的要求。

目前我國(guó)石英玻璃采用的中低檔高純石英砂大部分是從水晶中制取的。水晶在我國(guó)的儲(chǔ)量有限,價(jià)格昂貴,質(zhì)地不均勻,有些礦物雜質(zhì)和工藝過(guò)程中的混雜物質(zhì)不可能除掉,導(dǎo)致由水晶中生產(chǎn)的超純石英砂批量小,質(zhì)量也不穩(wěn)定。江蘇連云港地區(qū)目前處于用水晶作原料制取超純石英砂的國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，當(dāng)?shù)氐乃?nbsp;晶料的致命弱點(diǎn)是軟化點(diǎn)低。就水晶礦物的純度而言,單-一的一塊、幾塊、幾十塊、甚至幾十噸，基本上可以達(dá)到世界先進(jìn)水平,但是大量的工業(yè)化生產(chǎn),就很難保證礦物晶體結(jié)構(gòu)的均勻性和內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的一致性。