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为何高纯石英砂全球仅三家?发布日期:2021-09-22
高纯石英砂是由天然石英矿物经过一系列的物理和化学提纯技术生产的粒度集中分布在0.1-0.45mm的高纯非金属矿物原料,被广泛应用于高端电光源、大规模及超大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军工等领域。
由于生产原料的特殊性和技术保密等原因,目前,全球能批量化生产高纯石英砂的企业仅有三家:尤尼明、挪威TQC和石英股份。

(1)尤尼明
尤尼明是全球很大的高纯石英砂厂商,其拥有优质的花岗质伟晶岩(白岗岩)矿产,矿床规模大、流体杂质少、品质稳定,具有较大的市场优势。
(2)挪威TQC
挪威TQC是一家由英格瓷SA和挪威的挪威矿业以50/50出资创办的企业,石英矿石来源有二,一是和尤尼明一样,来自北卡罗来纳州SprucePine地区的花岗质伟晶岩;二是挪威当地的石英。
(3)石英股份
石英股份是国内生产高纯石英砂龙头企业,所用的矿石基本来自国外采购,生产的高纯石英砂主要应用在自用的高端电光源石英管、光伏等领域。

整体来看,高纯石英大规模稳定生产技术难以突破的症结,主要存在于以下3个方面:
(1)高纯石英原料稀缺
高纯石英原料,即能被现有成熟加工技术将二氧化硅含量提纯至99.9%及以上的天然石英矿石。制备高纯石英砂较好的是原料是天然水晶,但其储量稀少,且随着采掘,资源逐步枯竭,分布不均,除了巴西、马达加斯加、南非等少数国家和地区外,其他国家的天然水晶储量少、规模小、产地杂、性能不稳定,难以大量生产。
另一方面,高纯石英原料对成矿条件要求严苛,在石英矿物种类中,脉石英品质最佳,其颜色是纯白色,油脂光泽,纯度极高,矿物组成基本上是石英,二氧化硅含量达到99%以上,但在我国石英矿资源中仅占0.93%,我国石英矿资源真正能作为高纯石英玻璃原料的使用矿物储量少,规模小,而美国尤尼明的高纯石英砂原矿为北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗质伟晶岩,是全球受到阿乐汉尼绿片岩运动影响的高纯石英矿床,具有矿体规模大、石英中流体杂质少、矿石品质稳定等优点,是尤尼明公司生产石英砂占据全球高纯石英砂市场份额具有绝对性垄断优势的原因之一。
(2)加工工艺及设备要求高
高纯石英砂的制备是一个系统工程,一方面依赖于制备技术、设备的改进;另一方面是对原料产出地的地质条件的研究程度,矿石开采程序、制备工艺以及检测与质量控制等工艺和设备的把握。高纯石英原料评价与选择的技术壁垒较高,目前国内对于高纯石英原料选择及其加工工艺还存在较大的盲目性。
(3)生产环境及检测手段要求严苛
高纯石英砂加工过程涉及使用HF、氯气、HCl等,对企业环保投入要求高。对高纯石英砂的加工工序,即为了去除石英原矿中伴生脉石、包裹体杂质及晶体结构杂质,通常包括煅烧、水淬、磨矿、分级、水洗脱泥、擦洗、电选、磁选、浮选、酸浸、碱浸、高温(气氛)焙烧等工序。
另外,我国在低杂质检测技术上尚存在一些问题,与国际先进水平还存在明显差距。
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