中國粉體網(wǎng)訊  美國高純石英砂的原礦為產(chǎn)自北卡羅來納州Spruce Pine地區(qū)的花崗質(zhì)偉晶巖,。該區(qū)的偉晶巖最初的工業(yè)價(jià)值是用來生產(chǎn)長石和白云母，石英是尾礦中的廢棄物,。在上世紀(jì)70年代,，由于石英玻璃原料——水晶的日漸枯竭，尋找可替代水晶的天然石英成為當(dāng)時(shí)許多國家急需攻克的國家目標(biāo),。在此背景下,，經(jīng)過改進(jìn)浮選技術(shù)，利用花崗質(zhì)偉晶巖中的石英替代了水晶,，生產(chǎn)出了高純石英砂，直到今天美國仍然壟斷著國際高端高純石英砂市場,。

來自Spruce Pine的IOTA®白崗巖

美國Spruce Pine地區(qū)的高純石英原料礦石有啥特點(diǎn)呢,？此前很少有研究報(bào)道。為了提升對這一特殊的石英礦產(chǎn)資源的認(rèn)識,，為我國同類型高純石英原料的找礦與評價(jià)提供科學(xué)依據(jù),，成都理工大學(xué)汪靈教授團(tuán)隊(duì)近期以該地區(qū)花崗偉晶巖石英及其4N8高純石英高端產(chǎn)品為研究對象，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀,、X射線熒光光譜儀,、X射線衍射儀、掃描電鏡和偏光顯微鏡等現(xiàn)代分析測試技術(shù),，詳細(xì)研究了該礦典型樣品的化學(xué)成分與痕量元素特征,、礦物組成、顯微結(jié)構(gòu),、礦物包裹體和氣液包裹體等礦物材料學(xué)特征,。

上述研究結(jié)果之一是，Spruce Pine地區(qū)花崗偉晶巖典型樣品的化學(xué)成分（wB/%）為SiO₂ 70.89%,，Al₂O₃ 14.97%,，K₂O 7.28%，Na₂O 3.21%,，礦物組合（wB/%）為微斜長石38%,，鈉長石27%，石英24%,，白云母7%,。

一個(gè)具有全球壟斷地位的高純石英原料礦的SiO₂ 含量只有71%？國內(nèi)的高純石英礦的SiO₂ 含量為2個(gè)9,、3個(gè)9的不是有很多嗎,？甚至4個(gè)9的也有聽說過,。SiO₂含量如此之低，那怎么可能提純出4N8的高純石英砂來呢,？如果這樣純度的礦石都能加工出高純石英砂來,，那我們國內(nèi)很多礦石豈不是更容易嗎？

10多年前,，南京大學(xué)的陳培榮教授也曾專門針對該地區(qū)的石英礦石做過研究,。其研究結(jié)果中提到：美國Spruce Pine地區(qū)白崗巖和偉晶巖含有大約40%的更長石、25%石英,、20%微斜長石和15%的白云母,；Spruce Pine地區(qū)的石英礦石2個(gè)樣品中SiO₂含量為74.50%和77.60%。也只是含有70%多而已,。

針對這個(gè)問題,，西南科技大學(xué)的孫紅娟教授在接受中國粉體網(wǎng)專訪時(shí)特別談到，以往人們判斷石英礦物資源是否具備高純石英潛力主要基于化學(xué)純度（SiO₂和常見雜質(zhì)元素含量）和氣液包裹體的含量,�,；瘜W(xué)純度作為一個(gè)直觀的重要指標(biāo)來評價(jià)石英原料的優(yōu)劣，雖然可以簡單快速地判別石英的品質(zhì),，但在處理其他復(fù)雜的替代原料時(shí),，具有明顯的局限性，即缺乏對原料性質(zhì)的全面了解,，雜質(zhì)元素的賦存狀態(tài)并不明晰,，不利于指導(dǎo)石英資源的加工工藝和技術(shù)的選擇。

為了解決高純石英原料礦的選擇與評價(jià)問題,，孫紅娟教授課題組提出了一套科學(xué)可行的評價(jià)方法,，具體涉及到化學(xué)成分、嵌布粒度,、脈石礦物,、包裹體和晶格雜質(zhì)5個(gè)關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)，這些因素之間的關(guān)系常常交叉耦合,，構(gòu)成了高純石英原料的評價(jià)因子,。孫教授認(rèn)為，當(dāng)石英原料在以上5個(gè)關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)中有3個(gè)及以上指標(biāo)達(dá)到a級時(shí),，可以推薦為高純石英原料,。

高純石英原料的評價(jià)指標(biāo)

在汪靈教授團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果中，也證實(shí)了上述評價(jià)方法的科學(xué)性：Spruce Pine地區(qū)的礦石由于具有良好的雜質(zhì)提純可選性,，石英中的晶格間隙雜質(zhì),、礦物包裹體和氣液包裹體等主要雜質(zhì)可被有效去除；以該礦為原料加工的4N8高純石英,，其雜質(zhì)主要為Al和Ti等晶格置換雜質(zhì),，Al含量為12×10^-6~15×10^-6,，Ti含量在±1.2×10^-6，其他雜質(zhì)元素含量均<1×10^-6,。

簡而言之,，由于最難剔除的氣液包裹體和晶格雜質(zhì)比較少且容易提純，那即使它礦石中SiO2含量再低也不是大問題,；但如果最為關(guān)鍵的這類雜質(zhì)較多且難以剔除,，即使礦石純度達(dá)到4個(gè)9，也很難提純到4N8的程度,，每提升0.001%的純度都會(huì)面臨極大的挑戰(zhàn),。

參考來源：

【1】美國Spruce Pine地區(qū)花崗偉晶巖高純石英優(yōu)質(zhì)原料的礦物材料學(xué)特；王哲皓,，奚旺,，汪靈；礦物巖石2025

【2】美國Spruce Pine與新疆阿爾泰地區(qū)高純石英偉晶巖的對比研究,；張曄,，陳培榮；高校地質(zhì)學(xué)報(bào)2010

【3】中國粉體網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！