影响高纯石英砂品质的关键杂质及赋存形式

高纯石英砂价格水涨船高，尤其是一些高品质的高纯石英砂价格也在不算的上涨，天然石英砂矿物中除了二氧化硅外还有很多其他杂质，这些杂质能否去除，决定了高纯石英砂的品质。

高纯石英砂杂质的赋存形式是制约高纯石英砂工艺的重要因素，直接影响了石英砂提纯的重要参考。

石英砂杂质主要来自于石英石矿本身和加工过程，主要以共生（伴生）矿物、包括体和类质同象的形式赋存。

石英中杂质赋存状态

影响高纯石英砂品质的关键杂质分类

晶格杂质

石英砂中晶体结构杂质分为晶格杂质和非晶格杂质，晶格杂质主要以他类原子以类质同象的方式取代硅氧四面体中的硅原子，主要杂质元素有Al3+、Ti4+、Ge4+等。

在石英砂结构性杂质中，Al杂质元素含量一般最高。由于Al是以Al3+替代Si4+的形式存在，引起了石英晶格内部电荷不平衡，当石英砂中存在大量Al杂质时，Li、K、Na等杂质元素的含量会增加。晶格中铝杂质过多也会因强化学键导致石英制品发生析晶作用，从而影响其性能。

在国内现有加工技术下，石英砂中晶格杂质几乎不能被除去。以晶格杂质形式存在的Al元素含量虽然极低但去除难度极大，是制约高纯石英砂最终质量的关键之一。

石英晶格中微量元素的结构图

流体包裹体

在石英砂矿物中广泛存在流体包裹体，每立方厘米中含有流体包裹体数量大约为102-109个，直径一般小于50μm。

流体包裹体的种类、尺寸和含量对高纯石英砂质量有着显著影响。

石英砂中流体包裹按内含物质状态可以分为：纯气体、纯液体、气液混合包裹体和三相包裹体。

流体包裹体在形成过程中所捕获的流体属过饱和溶液，当温度降低时会从溶液中结晶形成包括石盐、钾盐以及一些硅酸盐矿物的子矿物，因此流体包裹体中含有碱金属K、Na、Li离子和碱土金属Ca、Mg离子。

相比于杂质元素，流体包裹体除去难度更大，是影响最终高纯石英砂成品质量及应用的关键性因素之一。

综上所述：纯二氧化硅石英砂是不存在的，而杂质含量及赋存状态是决定石英晶体能否成为高纯石英的重要制约因素，也是影响高纯石英砂应用的关键因素。

对石英砂矿物学的基础研究，应详细查明杂质元素在石英晶体内部的赋存状态、数量和分布特征；并改进共生（伴生）独立矿物分选、包裹体杂质分离和晶格杂质脱除加工高纯石英技术，从而提升高纯石英砂的纯度及应用。