高純石英是半導體、光伏、精密光學、光纖通訊、高端照明等高新技術產業不可缺少且無法替代的重要功能材料。我國高純石英產業供應鏈嚴重依賴境外礦石原料，尤其是半導體光伏行業必需的4N8級以上（15種雜質元素總量＜20ppm，SiO2純度大于99.998%）的高純石英砂及其礦石原料幾乎完全來自美國、印度等國，對國家相關產業安全帶來嚴峻挑戰。
近年來，中國地質科學院礦產資源研究所新能源新材料礦產研究室在“戰略新興產業礦產地質調查”工程指導下，依托“東部地區脈石英葉臘石等特種非金屬礦調查評價”“高純石英原料礦戰略研究與重點區調查評價”等地調項目、基本科研業務費項目，以及企業委托的成果轉化項目，在建材地勘中心等單位的協助下，在高純石英原料提純技術攻關、地質找礦與資源評價等方面取得了重要進展。
一、優化試驗室選礦提純工藝，成功制備5N4級超純石英砂
項目組近年來搜集研究了國內外大量不同類型的原料礦石?；诠に嚨V物學特征和選礦提純原理的研究成果，形成了基于原料可加工性的潛力樣品篩選原則，建立了一套涵蓋研磨分級、煅燒水淬、浮選、磁選、混合酸浸、氯化焙燒等工藝的試驗室選礦提純流程，并通過優化不同選礦提純環節的技術參數、迭代升級改造設備，不斷改進選礦提純工藝。
2024年，利用優化改進后的提純工藝，針對國內生產石英坩堝級高純石英砂的上市公司所提供的境外脈石英礦石原料，開展試驗室選礦提純試驗，成功制備5N4級超純石英砂（圖1），驗證了項目組所建立的改進型選礦提純工藝的有效性?！ ?/div>
圖1 5N4級脈石英型高純石英原料礦石手標本和鏡下特征、選礦提純中雜質元素含量變化規律及其測試分析數據
二、在國內發現4處4N8~5N級高純石英原料礦，取得找礦重要進展
項目組通過研究典型4N8級以上高純石英原料礦石的巖石學礦物學特征，發現了高純石英成礦過程的獨特控制機理，豐富了高純石英成礦理論，進而指導地質找礦和資源評價。2024年項目組在河北、山東等地，新發現了4處4N8~5N級高純石英原料礦產地（圖2），取得了顯著的找礦進展。
圖2 5N級脈石英型高純石英原料礦野外采樣和鏡下顯微照片
下一步，新能源新材料礦產研究室將在資源所領導下，聚焦為國家找礦的主責任務，圍繞高純石英成礦機理、深度提純技術繼續展開研發攻關，力爭早日發現品質穩定、規?？捎^、產業端可用的優質高純石英原料礦，保障國家資源安全。
資料來源：地調局資源所
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