高純石英在21世紀(jì)的科技發(fā)展中

扮演著至關(guān)重要的角色

被譽(yù)為二氧化硅中的“大熊貓”

4月10日，自然資源部發(fā)布的《新發(fā)現(xiàn)礦種公告》顯示，我國(guó)在河南東秦嶺地區(qū)、新疆阿勒泰地區(qū)新發(fā)現(xiàn)高純石英礦。

根據(jù)公告，

高純石英礦發(fā)現(xiàn)單位為

河南省自然資源廳、

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所

發(fā)現(xiàn)時(shí)間為

2020年12月和2021年10月。

它的出現(xiàn)，

將改變此前高度依賴(lài)進(jìn)口的局面。

什么是高純石英？

石英，這個(gè)自然界中最常見(jiàn)的礦物之一（SiO2），在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，比如玻璃、建筑和寶玉石裝飾等。然而，自從20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、新材料和新能源等新興技術(shù)的發(fā)展，對(duì)石英產(chǎn)品的純度要求也越來(lái)越高，于是高純石英的概念應(yīng)運(yùn)而生。

高純石英，顧名思義，就是純度非常高的石英。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)石英的純度達(dá)到99.9%或者99.99%以上時(shí)，我們就可以稱(chēng)之為高純石英。

高純石英是“卡脖子”的礦物資源。具有耐高溫、耐腐蝕、低熱膨脹性、高絕緣性和透光性等特性，是半導(dǎo)體、光伏等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)必不可缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，在國(guó)家高科技競(jìng)爭(zhēng)中起著至關(guān)重要的作用。

獲取高純石英需要具有高純石英原料礦石，即高純石英礦。

高純石英礦作為世界稀缺、我國(guó)高度依賴(lài)進(jìn)口的戰(zhàn)略性資源，其成礦地質(zhì)特性、開(kāi)采條件特殊，與其他礦產(chǎn)有顯著的區(qū)別。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)找礦勘查取得重要突破，在新疆、河南、安徽等地發(fā)現(xiàn)多處高純石英礦礦區(qū)。

高純石英砂的應(yīng)用

按照礦石類(lèi)型的不同，高純石英礦可分為花崗偉晶巖型、脈石英型、天然水晶型、石英巖型等。其選礦、提純產(chǎn)品為高純石英砂。

水晶晶簇

高純石英砂

在我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)中，高純石英砂通常按用途分為拉管料、打砣料和坩堝料三大類(lèi)系列產(chǎn)品。

拉管料是指用于熔煉拉制各種石英玻璃管的高純石英砂。石英玻璃管主要用于芯片和光伏半導(dǎo)體硅片加工處理的擴(kuò)散爐管等，在航天航空、武器裝備領(lǐng)域用來(lái)制作整流罩、雷達(dá)罩、隔熱罩、透波材料及耐高溫材料等，還用于制造鹵素?zé)?/strong>等各種光電源器件，以及高純石英提純加工等。

打砣料是指用于真空電熔法和氫氧氣煉法生產(chǎn)石英砣的高純石英砂。主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體石英玻璃制品，包括石英舟、石英法蘭和石英鐘罩等產(chǎn)品，以及各種光學(xué)石英玻璃制品等。

坩堝料是指用于制備石英坩堝的高純石英砂。用于直拉法拉制芯片和光伏產(chǎn)業(yè)必需的單晶硅棒。

石英坩堝 圖源：自然資源部

除上述三大類(lèi)用途外，高純石英砂還有許多重要用途，如用于生產(chǎn)石英玻璃纖維、石英玻璃實(shí)驗(yàn)器皿、石英玻璃耐火材料，以及包括芯片封裝用的球形硅微粉在內(nèi)的各種硅微粉等。在這些應(yīng)用中，高純石英的低端產(chǎn)品也大有用武之地，如制造耐火材料等。

從發(fā)現(xiàn)到成為新礦種，

具體是怎樣一個(gè)過(guò)程？

自然資源部有關(guān)司局負(fù)責(zé)人介紹，在發(fā)現(xiàn)了與美國(guó)高純石英礦床類(lèi)型相似的高純石英礦產(chǎn)資源、發(fā)現(xiàn)多處可以制備高純石英砂的礦區(qū)之后，我國(guó)在高純石英礦調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查、深度提純、定向除雜技術(shù)等方面也取得了重要突破。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、河南省以及全國(guó)多家地勘和科研單位，分別開(kāi)展了高純石英選礦技術(shù)攻關(guān)，成功獲得了4N5級(jí)以上中試產(chǎn)品，一些樣品達(dá)到4N8級(jí)，在利用本土資源開(kāi)展高純石英提純的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化道路上，邁出實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代的關(guān)鍵一步。

據(jù)悉，2024年7月，河南省自然資源廳向自然資源部提出申請(qǐng)?jiān)O(shè)立高純石英礦新礦種。自然資源部在開(kāi)展大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，按照有關(guān)規(guī)定，組織行業(yè)內(nèi)院士、專(zhuān)家和有關(guān)單位代表對(duì)申報(bào)報(bào)告進(jìn)行了審核論證，論證意見(jiàn)認(rèn)為高純石英礦符合申報(bào)新礦種的條件。近日，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)同意，高純石英礦正式成為我國(guó)新的法定礦種。

新一輪找礦行動(dòng)還有這些成果

自然資源部礦產(chǎn)資源保護(hù)監(jiān)督司司長(zhǎng)黃學(xué)雄表示，下一步，還將在技術(shù)創(chuàng)新、科技攻關(guān)等方面繼續(xù)發(fā)力，進(jìn)一步提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性和安全水平。

黃學(xué)雄：接下來(lái)，主要是將高純石英礦列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源目錄，建設(shè)高純石英資源開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)創(chuàng)新中心，開(kāi)展成礦理論與勘查評(píng)價(jià)技術(shù)、分離提純技術(shù)等科技攻關(guān)，統(tǒng)籌開(kāi)展全國(guó)資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作，部署重點(diǎn)勘查項(xiàng)目，查明高純石英礦資源儲(chǔ)量，提升國(guó)內(nèi)資源保障能力。

隨著我國(guó)新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)持續(xù)推進(jìn)，2024年，我國(guó)共提供戰(zhàn)略性礦產(chǎn)勘查區(qū)塊超過(guò)1400個(gè)，創(chuàng)近十年來(lái)歷史新高?！笆奈濉逼陂g，我國(guó)累計(jì)投入找礦資金4000億元，其中社會(huì)資金占92%。黃學(xué)雄表示，目前，我國(guó)在找礦領(lǐng)域已構(gòu)建央、地、企協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，從地質(zhì)找礦、資源再評(píng)價(jià)、科技攻關(guān)三方面一體推進(jìn)，形成全國(guó)找礦一盤(pán)棋，“為國(guó)找礦”，已成為全行業(yè)共識(shí)。

黃學(xué)雄：新發(fā)現(xiàn)10個(gè)億噸級(jí)油田，19個(gè)千億方級(jí)氣田，深層煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量突破5000億立方米，探獲10個(gè)大型以上鈾礦床。銅、鋁、鐵等大宗礦產(chǎn)找礦取得重要突破，為制造強(qiáng)國(guó)奠定資源基礎(chǔ)。鋰、鋯鉿、氦氣、稀土等找礦成果豐碩，為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全提供了有力資源保障。鎢、鉬、銻、螢石、石墨等我國(guó)優(yōu)勢(shì)礦種資源量實(shí)現(xiàn)較大幅度增長(zhǎng)，資源優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步鞏固。自然資源部將進(jìn)一步推動(dòng)礦產(chǎn)資源增儲(chǔ)上產(chǎn)，為保障國(guó)家礦產(chǎn)資源安全、推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)作出新貢獻(xiàn)。

大眾·半島新聞綜合自新華社、地質(zhì)院地質(zhì)所、央視新聞、澎湃新聞、紅星新聞等