高纯石英砂原料品质成为精制石英砂的瓶颈

        随着石英砂产业的发展，我国中低端的石英砂基本可以实现国产化，能够满足国内市场需求，但是针对高纯石英砂仍然存在着巨大的需求差距。

        光伏需求的爆发导致硅片厂商大幅扩产，带动硅片加工环节所需的石英坩埚需求增加。据天风证券研报，国内高纯石英砂的吨价，已从2021年的2万元涨至每吨4.5万元至5万元之间。

        面对巨大的市场缺口，结合市场的调查发现除了提纯除杂工艺以外，高纯石英砂原料品质或成为限制主要因素。

        高纯石英砂原料品质分级

        在不同地质成因下形成的石英砂原矿的矿物学特征存在明显差异，其中化学成分、嵌布粒度、脉石矿物、包裹体和晶格杂质是高纯石英原料评价的主要因素。

        根据对石英砂原料的影响程度从小到大分为a、b、c、d四个等级，得到高纯石英砂原料的评价指标，其中脉石矿物的评价指标主要考察矿物种类，其含量与化学成分中SiO2指标呈负相关。

注：d（Qtz）为高纯石英原料中石英晶粒尺寸的平均值

        当石英砂原料具有3个及以上指标达到a级时，可以推荐为高纯石英砂原料。从产出的地质条件来看，相较于外生矿床，高纯石英砂原料更容易产出于稳定地质条件的内生矿床，特别是岩浆高度结晶分异的花岗伟晶岩及其岩脉中。

        原料评价与选择是高纯石英砂技术的基础和前提，也是限制高纯石英砂纯度的绝对因素，要想判定什么样的矿石是适合做高纯石英砂原料，必须搞清楚杂质元素、包裹体、羟基等杂质在石英矿石中的存在方式和赋予形态，并建立一套科学而简易的矿石鉴定体系。

        高纯石英砂纯度高，杂质含量低于20ppm

        高纯石英砂纯度高，杂质含量低于20ppm。高纯石英砂中的高端产品是以尤尼明（北美）公司的IOTA-STD为标准，十二种元素杂质的含量小于20ppm，其中碱金属（K，Na，Li）分别小于1ppm的高技术产品。尤尼明公司生产的高纯 石英砂系列产品占据全世界大部分市场，其石英产品纯度被称为“高纯石英砂世界标准纯度”。

        高纯石英砂原料质量优劣与杂质元素含量高低不是简单的对应关系，而与原料包裹体特征、元素的赋存状态和存在形式 有关。

        高纯石英砂原料分布现状

        高纯石英砂矿源以花岗岩石英、脉石英为主。天然水晶纯度较高、包裹体少，曾是高纯石英原料，现在主要用作水晶工艺原料；天然水晶储量少且分布不均匀，我国高品位水晶较少。目前花岗岩石英和脉石英为生产高纯石英砂主要原料，其中花岗岩石英矿床规模大，石英纯度高，但石英含量较低。

        石英砂原矿在我国分布广泛，矿石储存量（B+C+D级）共有39.1亿吨，其中，广东河源、江苏新沂、江苏东海、安徽凤阳、河南洛阳、河北灵寿是石英矿石的主产区。但我国高纯石英砂原料分布不均，国内高品质矿石占比不到1%，在一定程度上制约了高纯石英砂的发展。

        全球高纯石英砂原料矿床分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大、印度、巴西等9个国家。

        美国斯普鲁斯派恩矿拥有独特的白岗岩型高纯石英砂原料矿，曾提供全球90%的高纯石英砂，其他国家难以发现类似的矿床。但近年来各国加大勘矿力度，已发现10多处可用作高纯石英原料的矿床，生产低中档高纯石英砂，逐渐打破斯普鲁斯派恩矿在高纯石英砂产业的垄断格局。