中國(guó)粉體網(wǎng)訊 以天然石英礦物為原料是獲取廣泛應(yīng)用于高科技領(lǐng)域重要非金屬礦物材料高純石英的主要途徑,。我國(guó)石英資源豐富，但高純石英原料稀缺,。高純石英原料只有在滿(mǎn)足一系列特定化學(xué)和物理參數(shù)的地質(zhì)條件下才能形成。目前僅有少數(shù)石英礦床適合加工為高純石英,，且處理工藝極其復(fù)雜,。
來(lái)源：石英股份
判斷高純石英原料的重要標(biāo)準(zhǔn)
目前國(guó)內(nèi)對(duì)于高純石英沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)界定,。國(guó)外學(xué)者主要根據(jù)石英中的有害元素含量對(duì)高純石英進(jìn)行分類(lèi)。國(guó)內(nèi)一部分學(xué)者僅基于SiO2的純度對(duì)高純石英進(jìn)行分類(lèi),；一部分學(xué)者則基于SiO2的純度和有害雜質(zhì)元素含量的上限對(duì)高純石英進(jìn)行分類(lèi),。綜合而言,，大部分學(xué)者認(rèn)為單靠化學(xué)成分來(lái)評(píng)判石英品質(zhì)的優(yōu)劣具有片面性，評(píng)價(jià)石英應(yīng)綜合考慮各種因素,。就石英礦物本身而言，除了化學(xué)成分,，天然石英中雜質(zhì)元素賦存狀態(tài),、石英嵌布特征,、包裹體數(shù)量大小位置、晶格雜質(zhì)等所決定的雜質(zhì)可選性是判斷高純石英原料的重要標(biāo)準(zhǔn),。
石英的化學(xué)成分
石英理論化學(xué)組成是SiO2,，但是在自然界不存在純SiO2石英。石英或多或少都包含一些雜質(zhì)元素（如Al,、Ti,、K、Na,、Ge等）。理想的高純石英原料肯定是SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高越好,。
嵌布粒度
礦物的嵌布粒度是決定礦物單體解離的重要因素,。石英與脈石礦物嵌布特征直接影響石英單體解離度,，進(jìn)而影響選礦提純效果。石英受成巖作用和變質(zhì)作用改造強(qiáng)度越大,，石英與脈石礦物的嵌布差異越明顯，嵌布特征也逐漸由毗鄰型轉(zhuǎn)變?yōu)榭p狀,、甚至包裹型，在粉碎過(guò)程中單體解離難度依次增加,，被加工為高純石英的可能性也逐漸降低,。可以說(shuō)石英嵌布粒度越大,，雜質(zhì)礦物越容易分離。
脈石礦物種類(lèi)
脈石礦物種類(lèi)越少越容易提純,。中酸性巖漿巖如花崗巖、閃長(zhǎng)巖,、流紋巖等是主要的富石英巖石,，含有大量的石英。但是由于其他造巖礦物如長(zhǎng)石,、角閃石、云母等常與石英嵌布在一起,，并不是很好的石英源巖,。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常選擇白崗巖,、偉晶巖和熱液脈體作為提取石英原料的源巖，因?yàn)樗鼈冎饕墒⒔M成,，雜質(zhì)礦物相對(duì)較少,，便于分離和提純,。
包裹體
天然的石英晶體通常包含流體,、硅酸鹽熔體和礦物包裹體(>1μm)。包裹的種類(lèi)和豐度取決于結(jié)晶環(huán)境,、結(jié)晶后的蝕變和變形,。如果在石英晶體中包裹體大量存在，那么它們會(huì)對(duì)石英原材料的化學(xué)純度和質(zhì)量有很大影響,。
流體包裹體是石英中最常見(jiàn)、最豐富的包裹體,。它們既可以在石英晶體生長(zhǎng)時(shí),，為石英所捕獲,，形成原生流體包裹體，也可以在后期流體沿石英的微裂縫滲透,，在石英晶體愈合時(shí)形成,，稱(chēng)之為次生包裹體,。石英中流體包裹按內(nèi)含物質(zhì)狀態(tài)可以分為：純氣體、純液體,、氣液混合包裹體和三相包裹體,。流體包裹體中含有Na,、K、Ca等雜質(zhì),，對(duì)高純石英的熔融行為存在嚴(yán)重的不利影響,。
晶格雜質(zhì)
石英晶體在結(jié)晶過(guò)程中以及后來(lái)經(jīng)歷的變質(zhì)作用下,，經(jīng)常摻雜一些雜質(zhì)元素。這些雜質(zhì)元素其中一種來(lái)源是晶格雜質(zhì),，例如：鋁、鐵、鈦,、鍺,、磷,、硼等三價(jià)、四價(jià)或五價(jià)離子常常會(huì)替代硅原子,，占據(jù)硅原子所在的位置，而鋰,、鉀,、鈉等單價(jià)離子常與鋁,、鐵,、鈦,、鍺、磷,、硼離子結(jié)合在一起,，“漂浮”在硅氧鍵上，來(lái)達(dá)到晶體電荷平衡,。替代硅原子或處在“漂浮”態(tài)的這些雜質(zhì)元素被稱(chēng)為石英晶格雜質(zhì)元素。顯然,，晶格雜質(zhì)越純凈越利于提純,。
高純石英原料評(píng)價(jià)指標(biāo)
綜上,，在評(píng)價(jià)石英原料時(shí)，首先要對(duì)石英原料SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù),、石英嵌布粒度、脈石礦物種類(lèi),、包裹體的種類(lèi)和數(shù)量以及石英晶格雜質(zhì)多少進(jìn)行研究和判斷,，然后再對(duì)石英原料的這5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)（等級(jí)分a,、b、c和d）綜合判斷,。例如,，如果某石英原料的5項(xiàng)指標(biāo)中，獲得的a越多,，那么石英就越純凈,，是理想的高純石英原料,；反之，則石英原料不理想,，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工藝進(jìn)行提純,。
高純石英原料特征研究方法
高純石英原料的評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作,。高純石英原料的質(zhì)量?jī)?yōu)劣與與原料的礦物學(xué)、巖石學(xué)特征所決定的雜質(zhì)可選性有關(guān),。
通過(guò)觀察石英巖相學(xué)特征，分析礦物包裹體及流體包裹體的數(shù)量,、大小,、化學(xué)成分、存在形式和分布狀態(tài),，以及SiO2和微量雜質(zhì)元素的含量和賦存狀態(tài)，可以研究高純石英原料的礦物學(xué)特征,；通過(guò) Ar-Ar 同位素定年可以計(jì)算高純石英原料礦床的成礦年齡；通過(guò)H-O同位素測(cè)試,，Ti,、Al、Ge,、Li 等微量元素含量分析，可以研究高純石英原料礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源,；通過(guò)分析流體包裹體的均一溫度,、鹽度,、化學(xué)組成等特征以及SEM- CL 微結(jié)構(gòu)觀察，可以研究高純石英原料礦床的成礦作用過(guò)程。
目前而言,，我國(guó)的高純石英原料質(zhì)量評(píng)價(jià)體系不完善,，尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中,需要綜合各方面因素，權(quán)衡利弊,，綜合評(píng)價(jià),。
參考資料：
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楊曉勇等.高純石英的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)
王云月等.高純石英原料特征和礦床成因研究現(xiàn)狀綜述
郭文達(dá)等.高純石英砂資源及加工技術(shù)分析
汪靈.石英的礦床工業(yè)類(lèi)型與應(yīng)用特點(diǎn)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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