20110911,石英砂综述

石英砂综述

一、高纯石英砂需求概况

随着科学技术的进步,高科技用硅量大大增加,国内外市场需求旺盛,市场前景看好。光电源、电子材料、光通讯、SiO2薄膜材料、激光、航天、军事等高科技产业,对石英玻璃的需求量很大,供不应求。但由于这些特种玻璃对原料要求很高,通常要求SiO2含量大于99.9%,甚至99.99%,而允许的杂质含量非常低,在用熔炼或冶炼方法生产这些专用玻璃时,通常选用天然水晶为原料。然而,天然水晶资源日趋枯竭,使得国内外都在努力寻找替代品,其中最有希望的是用普通硅质原料制备高纯石英砂,以高纯或超纯石英砂替代水晶。目前我国所需的高纯二氧化硅大部分依赖进口。因此，采用石英砂提纯技术，获得高纯二氧化硅，是满足我国高技术领域对高纯硅需求的有效途径。二、国内外市场概况

美国从上世纪七十年代初便开始投入大量资金和人力进行高纯石英砂的研发，已开发出从天然矿石提取制备高纯石英砂的先进技术。由于高纯石英用途特殊，美国每年都有一定量的战略储备，且从不对外输出相关生产技术，只是出口产品。俄罗斯、日本和德国等基本上可以实现自给。除了巴西出口未经加工的水晶原矿外，世界高档石英玻璃原料即高纯石英砂90%以上出口市场被美国尤尼明公司（UNIMIN Corporation）垄断。中国是石英玻璃生产和应用大国，但高档石英原料基本依靠进口，主要是尤尼明公司生产的IOTA 石英砂。

目前，我国石英玻璃生产所用的中低档石英砂大部分是从水晶中制取的。水晶在我国的储量很有限，且价格昂贵。由于分布呈现不规则状态，质地不均匀，有些矿物杂质和工艺过程中的混杂物质不可能除掉，导致由水晶中生产的高纯石英砂批量小，质量也不稳定。江苏连云港地区目前属于国内用水晶作原料制取高纯石英砂较为集中的地区，当地水晶料的致命弱点是软化点低，就水晶矿物的纯度而言，单一的一块、几块、几十块，甚至几十吨，基本上可以达到世界先进水平，但是大量的工业化生产，就很难保证矿物组织的均匀性和内在品质的化学含量的一致性。随着经济的快速发展及市场需求量的不断增加，从稀少昂贵的水晶中制取超高纯石英砂已经行不通了。

国内已有石英玻璃企业开始在国内寻找替代水晶的硅石，并以加工水晶粉的工艺生产所谓的高纯砂。由于缺乏技术支撑，原料采购及生产盲目性很大，产品质量差。即使是找到可以取代水晶的优质原料，经过这种作坊式工艺处理后，也不能生产出高档产品，对资源造成极大地浪费。

目前,美国的石英砂提纯技术是最成熟的。其中，尤尼明公司是目前世界上最大的高纯石英供应商，基本上控制了世界高纯二氧化硅出口市场。美国的石英砂产品,至今已发展到了第6代，透明度为光学级。二氧化硅的纯度目前正在由99. 999 2%向99. 999 4%的方向发展。

日本于20世纪90年代,由Kemmochi和Stato分别从细粒伟晶岩中分离出透明的高纯石英。

我国高纯石英砂的生产始于20世纪90年代末,国内研究石英砂

的机构有北京矿冶研究总院、中国建材研究院、秦皇岛玻璃设计研究院等。总的来说，我国还未彻底解决从天然石英岩提取高纯石英砂的工艺技术问题,大规模工业化的技术尚不成熟。

三、主要提纯方法

目前提纯石英砂的主要方法可以分为物理方法和化学方法两种：物理方法主要是水洗和分级脱泥、擦洗、磁选、浮选和超声波法；化学方法：主要是酸浸法和络合法。

四、应用前景

随着国内电子工业如集成电路、IT产业如光导光纤以及家电、电光源、新型能源如太阳能等对于石英玻璃需求用量的不断增加，高纯石英砂的市场需求量随之增加。其年增长率已过30﹪，远远高出一般工业品的增长速度。

由于研究开发力度不够，我国高技术领域用高纯精细石英砂长期依赖从美国进口，价格昂贵并且随着需求量的增加还在不断上涨。国产高纯石英砂市场缺口很大，随着相关高新产业快速发展，高纯石英砂的市场需求量越来越大，市场前景十分看好。