高純石英砂一般是指SiO2含量高于99.99%的石英粉體，是石英玻璃和石英坩堝的主要原料。其高端產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、太陽(yáng)能電池、激光、航天、軍事等行業(yè)中。

　　由于這些行業(yè)關(guān)系到國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，是一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，因此高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要，其高端產(chǎn)品的制備技術(shù)被美國(guó)、德國(guó)等國(guó)壟斷，并限技術(shù)和出口。

　　目前我國(guó)石英砂的提純和規(guī)?；_(kāi)采依然處于艱難的探索階段。高純石英砂具有獨(dú)特的物理、化學(xué)特性，特別是其內(nèi)在晶體結(jié)構(gòu)、晶體形狀和晶格變化規(guī)律，使其具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應(yīng)、諧振效應(yīng)以及獨(dú)特的光學(xué)特性。

　　石英砂制品的質(zhì)量要求，一般來(lái)說(shuō)和其實(shí)際工業(yè)用途直接相關(guān)。若用于電子材料、石英坩堝等精細(xì)、高性能材料，則對(duì)原料質(zhì)量要求嚴(yán)格，需要高純和超純石英砂，雜質(zhì)總含量要低。具體地說(shuō)，石英砂的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在化學(xué)成分和粒度組成等方面:①外觀為白色、無(wú)可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)；②純度要求:二氧化硅的含量大于99.99%；③根據(jù)不同行業(yè)的要求，可加工成不同規(guī)格型號(hào)的系列產(chǎn)品，滿足用戶要求。

　　高純石英砂的應(yīng)用

　　高純石英砂還是石英玻璃的主要原料。石英玻璃被人們稱為“玻璃網(wǎng)”，因?yàn)樗哂幸幌盗袃?yōu)良的物理化學(xué)性能，如耐溫性高達(dá)1100~1200℃，比普通玻璃高800℃；是透明的耐火材料；熱膨脹系數(shù)小，僅為5.5×10-7/℃，相當(dāng)于普通玻璃的1/20，理論上可以到零膨脹；具有透光性能，紫外線、可見(jiàn)光、紅外線等都可以良好地透過(guò)；具有良好的電絕緣性，20℃時(shí)電阻率為1018Ω/cm，絕緣強(qiáng)度為250kV/cm，真空度可達(dá)10-6Pa；化學(xué)穩(wěn)定性好，除氫氟酸外，不溶于其他任何酸。石英玻璃屬脆性材料，耐壓強(qiáng)度很好，但抗張強(qiáng)度要小一些，石英玻璃不耐氫氟酸，高溫條件下(1000℃以上)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，這是它的兩個(gè)缺點(diǎn)。

　　石英玻璃的主要產(chǎn)品包括:大規(guī)模集成電路用高純耐高溫石英玻璃管、電弧法石英坩堝(太陽(yáng)能級(jí)和半導(dǎo)體級(jí))、光通訊用石英玻璃、電光源用石英玻璃。石英玻璃的品種和用途是密切相關(guān)的，用戶可根據(jù)石英玻璃的特性及要求制造不同的石英玻璃。

　　國(guó)內(nèi)高純石英砂的研發(fā)現(xiàn)狀

　　我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始研究石英玻璃的普通石英原料，已經(jīng)取得一定進(jìn)展，所研究產(chǎn)品能夠達(dá)到二、三、四級(jí)水晶的水平，但是只適合于中、低檔石英玻璃，高純、低羥基石英原料的技術(shù)難關(guān)還未完全攻克。工業(yè)生產(chǎn)的石英玻璃原料純度不能達(dá)到高純石英砂玻璃原料的要求，高品質(zhì)石英玻璃原料基本以進(jìn)口為主，制約了我國(guó)石英砂玻璃行業(yè)的發(fā)展，這已引起國(guó)內(nèi)石英玻璃及原料生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)科研單位的關(guān)注。

　　我國(guó)是石英儲(chǔ)量豐富的國(guó)家之一，目前開(kāi)采利用石英礦比較好的地區(qū)有江蘇東海、安徽鳳陽(yáng)、湖北紅安、江西修水、內(nèi)蒙烏海等地，這些地區(qū)石英礦儲(chǔ)量大、品位高、易開(kāi)采，但由于國(guó)內(nèi)石英砂相關(guān)加工利用技術(shù)落后，開(kāi)采的大多數(shù)石英礦只是用作經(jīng)濟(jì)附加值低的低端石英制品，如硅微粉、玻璃、耐火材料、硅鐵、碳化硅、熔融石英等。

　　其實(shí)我國(guó)能用于生產(chǎn)高純石英砂的礦源很多，但是由于加工處理手段落后以及缺少石英玻璃原料礦相關(guān)的礦物學(xué)及地質(zhì)成因等地球科學(xué)方面的基礎(chǔ)研究，產(chǎn)品不能達(dá)到高純石英原料的要求。目前我國(guó)石英玻璃采用的中低檔高純石英砂大部分是從水晶中制取的。水晶在我國(guó)的儲(chǔ)量有限，價(jià)格昂貴，質(zhì)地不均勻，有些礦物雜質(zhì)和工藝過(guò)程中的混雜物質(zhì)不可能除掉，導(dǎo)致由水晶中生產(chǎn)的超純石英砂批量小，質(zhì)量也不穩(wěn)定。

　　高純石英砂未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著優(yōu)質(zhì)水晶資源的枯竭，解決我國(guó)高端石英砂自給能力不足的問(wèn)題主要集中在地質(zhì)找礦、工藝礦物學(xué)和礦物加工等技術(shù)的提高上。首先要尋找晶體較純、類質(zhì)同相置換和氣液包裹體少的礦石，其次要綜合采用現(xiàn)代先進(jìn)的物理與化學(xué)選礦提純技術(shù)與裝備研發(fā)高 效、穩(wěn)定的高純石英選礦提純技術(shù)。高純石英原料砂已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。

　　努力尋求我國(guó)高純石英砂礦提純技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高端次(高純和超高純)石英砂的自給是我國(guó)石英玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展所迫切需要的，對(duì)于我國(guó)相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要意義。