4月10日,自然资源部发布《新发现矿种公告》,正式确定 “高纯石英矿” 为我国第 174 号矿种。
这一振奋人心的消息,源于我国推进新一轮找矿突破战略行动所取得的卓越成果——在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现多处高纯石英矿,经科研单位与企业技术攻关,成功获得4N5级(二氧化硅纯度≥99.995%)以上中试产品,部分样品甚至达到 4N8 级(二氧化硅纯度≥99.998%)!
在高纯石英矿调查评价、资源勘查、深度提纯、定向除杂等方面实现全方位突破,为我国相关产业发展注入了一剂 “强心针”。
石英,作为一种极为重要的矿物,横跨传统与新兴两大产业领域。在玻璃、陶瓷、铸造、建筑以及宝玉石装饰等传统行业,石英是不可或缺的基础原料;
自20世纪80年代起,石英的应用范围进一步拓展至石油压裂支撑剂、3D 打印砂等新兴领域。而随着计算机、新材料、新能源等战略性新兴产业蓬勃发展,对石英原料纯度的要求达到了前所未有的高度,“高纯石英” 这一关键材料应运而生。
高纯石英是以天然石英矿为初始原料,历经一系列复杂且精密的提纯加工工艺,最终得到的 SiO₂纯度大于 99.9% 的石英砂系列产品。
高纯石英具备一系列优异特性:
这些特性使高纯石英成为电子信息、光伏、光通信、电光源等行业的核心基础材料,尤其是在芯片制造这一关乎国家科技竞争力的关键领域,高纯石英更是起着不可替代的重要作用,是保障新兴产业、国防军工以及国家安全发展的基石。
长期以来,国际高纯石英高端产品市场被美国、挪威等少数国家牢牢把控,我国在高端产品供应上高度依赖进口,面临严峻的 “卡脖子” 困境,产业发展的自主性与安全性受到极大制约。如今我国高纯石英矿的重大发现,无疑为打破这一局面带来了希望的曙光。
此次我国发现的高纯石英矿,二氧化硅纯度稳定达到 99.995%,迈入中高端产品行列(4N5 级),杂质总含量≤50×10⁻⁶。从原料等级来看,这意味着矿石原料属于B级矿(上等矿或上等原料),具备通过成熟提纯工艺稳定生产4N5级产品的潜力,产品品质已接近国际高端标准,能够充分满足光伏、光纤等领域的严苛需求。
高纯石英矿的发现,具有重大意义。
它极大地缓解了我国在中高端高纯石英产品供应上长期依赖进口的局面,有效降低了外部供应中断风险,为相关企业生产运营提供了稳定可靠的原料保障,增强了产业供应链的韧性。
这一成果为我国后续高纯石英技术持续升级筑牢了根基,激励更多企业与科研机构投身相关技术研发,推动整个产业向更高水平迈进。
高纯石英矿的提纯过程,堪称一场技术攻坚战。自然界中石英虽然分布广泛,拥有7种矿床工业类型,但真正能用于加工高纯石英的仅有天然水晶、脉石英和花岗伟晶岩石英 3 种。
全球范围内,高纯石英原料主要集中在美国、加拿大、挪威等地,其中美国斯普鲁斯派恩的花岗伟晶岩石英矿,长期占据全球 90% 以上高纯石英砂供应份额,处于绝对垄断地位。
天然水晶曾是早期制备高纯石英的重要原料,我国天然水晶资源分布广泛,但受限于储量稀少、开采条件恶劣、成本高昂等因素,难以实现大规模工业化生产;且其晶体化学成分易受环境影响,产品质量稳定性欠佳,无法满足高端产品规模化生产需求。
脉石英虽然SiO₂纯度相对来说比较高,但它的矿床规模普遍较小,多为中小型,矿体呈不规则脉状产出,开采难度大、成本高,而且矿石内部气液包裹体、矿物包裹体及类质同象等杂质广泛存在,极大增加了提纯难度。
花岗伟晶岩石英杂质与包裹体相对较少,是制备高端高纯石英产品的优质原料,美国和挪威正是凭借此类优质资源,在全球高端产品市场独占鳌头。我国虽然不乏中低端高纯石英生产原料,但高端优质原料极度匮乏,长期依赖高价进口,严重制约产业发展。
除原料难题外,高纯石英技术体系涵盖提纯工艺、加工装备、质量检测等多个环节,各环节相互关联、相互制约,任何一环的短板都可能影响最终产品质量。
当前我国面临的 “卡脖子” 困境,不仅源于优质原料稀缺,更在于需针对不同原料杂质特性,开发精准高效的提纯工艺,配备先进可靠的生产装备,建立科学严谨的质量检测体系,每一项都考验着我国科研与产业界的创新能力与协同水平。
面对挑战,中国并未退缩,而是积极作为、全力突破。
展望未来,我国高纯石英产业前景一片光明。随着资源勘查工作深入推进,有望发现更多优质高纯石英矿资源,进一步夯实产业发展的资源基础。在技术创新驱动下,晶格杂质去除、设备精度提升、环保工艺优化等关键技术难题将逐步攻克,实现从 “原料 — 技术 — 设备 — 标准” 全产业链自主可控,彻底摆脱国外制约。
相关产业也将迎来高速发展期,半导体、光伏等下游产业将因稳定、优质的高纯石英原料供应,加速技术迭代与产品升级,提升我国在全球高科技产业竞争中的地位,推动我国经济高质量发展,在全球资源配置与产业格局重塑中占据有利位置。
更新时间:2025-04-15
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