石英是重要的工業礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業，對石英中雜質礦物的賦存狀態進行研究，對于石英的選礦提純工藝和設備的選擇至關重要。
圖1 石英
1、石英礦樣
石英礦樣來自江蘇某公司塊狀石，呈無色透明至半透明狀，玻璃光澤，斷口油脂光澤，莫氏硬度7，密度2.4g/cm3左右。
2、偏光顯微鏡分析
圖2 塊狀石英偏光顯微鏡照片
偏光顯微鏡下觀察發現：該石英無色透明，顆粒為細粒半自形晶，基本呈六角棱柱形狀（圖1（a））；裂理發育呈交叉狀結構（圖1（b）），裂隙中基本無雜質礦物賦存。石英顆粒在正交鏡下呈平行消光。微小包裹體廣泛性存在，氣液包裹體呈條帶狀分布（圖1（c）），這些礦物是石英在結晶過程中從周圍的流體介質中捕獲的。偏光鏡下礦物包裹體主要可見鹽類礦物（圖1（d））、云母（圖1（e））、含鐵礦物（圖1（f））。
3 、電感藕合等離子光譜分析
采用電感藕合等離子發射光譜儀對石英進行化學成分分析，石英原礦雜質元素分析結果見表1。
由表1可知，石英原礦主要雜質元素為Al、Na、Ca、Fe、Li、K、Ti，金屬雜質含量合計
114.393μg/g，其中A1元素占34.21%，Na元素占19.86%，石英純度達到99.988wt%。
4、電子探針分析
采用電子探針（EMPA-SEI、EDS）分析儀對塊狀石英和賦存于石英中的礦物包裹體進行電子探針微區能譜分析。
?。?）主要雜質礦物EMPA-SEI、EDS分析
塊狀石英中巖鹽及云母類礦EMPA-SEI、EDS分析見圖3，表2是對圖3的解釋。
圖3塊狀石英中巖鹽及云母類礦物EMPA-SEI、EDS分析圖譜
?。?）其他雜質礦物EMPA-SEI、EDS
其他雜質礦物EMPA-SEI、EDS分析見圖4，表3是對圖3的解釋。
圖4 塊狀石英中其他雜質礦物EMPA-SEI、EDS分析圖譜（Cr為制片拋光粉所致）
5 、石英裂隙充填物EMPA-SEI、EDS分析
一般而言，石英裂隙中往往充填著各類雜質礦物。因此對樣品裂隙充填物也進行了EMPA-SEI、EDS分析，裂隙充填物EMPA-SEI、EDS分析圖譜見圖5。
圖5石英裂隙充填物EMPA-SEI、EDS分析圖譜
由圖5可見石英裂隙中未見充填礦物，也未發現次生包裹體，石英中礦物包裹體多是原生包裹體。
6、元素Al面掃描
對石英下游用戶而言，元素Al是主要的有害元素，研究元素Al的而分布狀況，對石英的純化及其表征極其重要。
圖6 元素A1面掃描圖像
元素A1的面掃描顯示，視域中A1元素分布廣泛，主要分布在石英的晶格中。
通過上述分析可知：Na主要賦存在巖鹽中，F、Mg、K、Mn、Ti、Fe和部分A1賦存在白云母中，還有部分A1以類質同象的形式存在于石英晶格中，Ca、S基本以氧化物的形式存在，偶見微量重晶石和銅鋅氧化礦，石英裂隙中未見雜質礦物充填。
7、石英提純
研究表明：采用熱壓堿浸出、酸浸出工藝可有效除去石英中白云母、巖鹽等雜質礦物。試驗中取粒度為212-106μm精制石英砂，在900℃下焙燒5h，水淬；再在220℃、一定壓力下，先用12wt%的堿（NaOH）浸出；充分洗滌、干燥，在200℃、一定壓力下用混合酸（鹽酸3mo1/L、硝酸lmol/L、氫氟酸0.5mo1/L）浸出；去離子水充分洗滌、干燥，所得高純石英砂SiO2含量為99.991 wt%。
表4 浸出前后雜質元素的ICP測試結果
8、結論
?。?）該石英中雜質元素主要為A1、Na、Ca、Fe、Li、K、Ti；金屬雜質總量為114.393μg/g；石英裂隙中未見雜質礦物，包裹體多屬原生子礦物包裹體和氣-液包裹體，具有粒度小、數量多、分布廣等特點。礦物包裹體主要為20μm以下的巖鹽，120μm以下的白云母。
?。?）石英雜質元素中：A1主要賦存于云母類礦物中，部分A1以類質同象的形式存在于石英晶格中。此外白云母中還有元素Fe、K、Ti、Mn和F的存在；Na主要以NaCl的形式存在于巖鹽中，少量存在于白云母中，少量的K以KC1的形式與NaCl伴生；Ca和部分S都以氧化物的形式存在；Ba和部分S賦存于重晶石中；Cu、Zn以氧化礦的形式微量存在于石英中。
?。?）為保證石英工業粒度，嵌布于石英中細粒原生包裹體未實現單體解離的情況下，采用焙燒，水淬，氫氧化鈉堿浸，混合酸酸浸，可制備成99.991wt%的高純石英砂，雜質金屬元素含量為90.328μg/g，相對于精制石英砂，雜質金屬總去除率達到21.04%。
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