中國粉體網(wǎng)訊 在我國，有極少數(shù)脈石英能滿足高純石英高端產(chǎn)品的要求，但由于脈石英礦床規(guī)模小、石英品質(zhì)變化大，造成高純石英砂產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，無法保障長期穩(wěn)定供應(yīng)。
Spruce Pine偉晶巖礦床屬于白崗巖型高純石英礦，礦石的主要造巖礦物包括斜長石、鉀長石、石英、白云母，幾乎不含鎂鐵質(zhì)礦物。這種礦的石英雜質(zhì)元素含量極低，經(jīng)過機械和化學(xué)提純后，制得的高純和超純石英被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓、精密光學(xué)玻璃以及光伏、照明等產(chǎn)業(yè)。
據(jù)中國粉體網(wǎng)了解，近兩年，新疆、河南、江西等地的花崗偉晶巖，被證實具有很高的提純潛力，可以制備4N~4N5級以上的高純石英產(chǎn)品，也已經(jīng)有大量的相關(guān)科研工作者對其雜質(zhì)賦存狀態(tài)、提純潛力和小中試級提純實驗結(jié)果進行了分析。
東秦嶺地區(qū)典型白崗巖主、微量元素分析結(jié)果（平均值）
近期，超純礦物新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院鑒于東秦嶺地區(qū)與美國Spruce Pine礦山地質(zhì)條件相似，組織研究團隊在東秦嶺展開系統(tǒng)調(diào)查。研究人員在古生代花崗巖體中識別出高分異花崗巖，其中部分被判定為白崗巖單元，并對其開展普查、詳查和勘探工作，成功提交了國內(nèi)首個白崗巖型高純石英原料礦床。
白崗巖型高純石英原料礦代表性樣品分離提純試驗結(jié)果
東秦嶺白崗巖的巖石組合涵蓋二云母花崗巖、白云母花崗巖和似偉晶巖。其主要礦物為斜長石、石英、白云母和少量鉀長石；次要礦物包含黑云母、綠簾石族礦物，以及少量石榴子石、磷灰石等。全巖SiO₂平均含量為72%-75%，部分高于75%，屬于強過鋁質(zhì)巖石和鈣堿性系列。
在對東秦嶺白崗巖型高純石英原料礦床進行勘查評價時，研究人員首選漂池巖體（河南省盧氏縣）的白崗巖分布區(qū)作為靶區(qū)，分階段開展工作。最終，在自然資源管理部門完成儲量評審備案的高純石英原料礦石量達(dá)3668萬t，包括探明資源量706萬t、控制資源量礦石量1150萬t、推斷資源量礦石量1811萬t。該礦床的賦礦母巖為白崗巖，礦體形態(tài)和產(chǎn)狀受巖體和巖相變化控制，礦石類型有二云母花崗巖、白云母花崗巖和似偉晶巖型�？碧匠晒C實，可按石英純度4N8（以Al、B、Ca等15種雜質(zhì)元素含量折扣而來的SiO₂≥99.998%）的邊界指標(biāo)圈定礦體，且礦床雜質(zhì)元素具有特殊結(jié)構(gòu)比例，晶格雜質(zhì)鋁（Al）、鈦（Ti）含量與美國Spruce Pine礦山相似。
Spruce Pine 與東秦嶺白崗巖型高純石英原料礦成礦地質(zhì)條件對比
王建平等研究人員利用東秦嶺白崗巖型高純石英原料，在實驗室開展精細(xì)分離、深度純化、定向除雜等分離提純實驗。精細(xì)分離采用磨礦分級、高梯度磁選、浮選等物理方法；深度純化對石英砂樣品進行一次酸洗、煅燒水淬、二次酸洗；定向除雜利用石英晶型轉(zhuǎn)變，采用氯化焙燒工藝去除堿金屬元素。經(jīng)過這些工序，可穩(wěn)定制備4N8級高純石英砂，批量制備的產(chǎn)品SiO₂純度超99.998%，各項理化指標(biāo)符合國際IOTA-CG標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)GB/T32649-2016標(biāo)準(zhǔn)，適用于光伏領(lǐng)域，還具備應(yīng)用于半導(dǎo)體的潛力。
此外，王建平等研究人員還開展了噸級中試和千噸級工業(yè)試驗，并對花崗偉晶巖、石英巖、石英脈型高純石英原料礦進行對比實驗，發(fā)現(xiàn)后三者礦物組成復(fù)雜，雜質(zhì)元素含量變化大，工業(yè)化提純與礦物解離難度高，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性。
東秦嶺地區(qū)高純石英原料礦的發(fā)現(xiàn)及相關(guān)研究，對我國高純石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大，不僅豐富了國內(nèi)高純石英原料的來源，也為后續(xù)的開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。可以預(yù)見，隨著研究和勘探工作的深入，東秦嶺地區(qū)有望形成與Spruce Pine礦山類似的高純度高純石英原料礦山。
參考來源：
王建平,等：東秦嶺白崗巖型高純石英原料礦發(fā)現(xiàn)、研究與意義
張海啟,等：偉晶巖型高純石英資源全鏈條調(diào)查評價體系的建立與實踐——以北秦嶺地區(qū)調(diào)查評價為例
王九一：全球高純石英原料礦的資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀，自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室2021
唐春花，張生輝等：江西寧都白云母偉晶花崗巖型高純石英用硅質(zhì)原料礦床特征與資源潛力，江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院、中國地質(zhì)調(diào)查局
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)
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