买了一座“高纯”石英矿,结果却是这个样

有这么一则故事:前两年,高纯石英砂价格飞涨,某公司的林先生也想跨界抓一下这个风口,于是,他匆匆忙忙花千万买下了一座石英矿的采矿权,谁知,这矿根本生产不出所谓的高纯石英,至此,林先生的“矿老板”梦被无情地打碎,差点赔了个血本无归。那么,究竟什么样的矿能生产高纯石英呢?常见的高纯石英原料矿有脉石英、石英砂岩、石英岩、天然石英砂、水晶等,但可以加工为高纯石英的矿石类型相对稀少,且处理工艺极其复杂,目前可以作为潜在原料矿石的矿石类型有花岗伟晶岩、脉石英以及水晶。

我国石英资源的开发利用特点及应用进展

石英资源是重要的基础性非金属矿产资源,广泛用于玻璃、机械铸造、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷等领域,不同行业对石英砂的技术要求和用量各不相同,宏观了解石英资源的开发利用特点和市场应用对石英资源的高效合理利用意义重大。介绍了我国各类石英资源的资源现状、不同类型矿石的开发利用特点及主要应用方向,详细总结了玻璃、高纯石英、机械、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷、石油、板材等不同领域对石英原料的标准技术要求和产品特点;从石英资源开发利用全领域角度出发,系统梳理了不同领域石英资源的用量及产值,详细分析了高纯石英市场现状及供需发展趋势。结合石英资源开发利用现状,提出了在石英资源的开发利用过程中应分类评价、分级利用等对策建议,以期进一步提高我国石英资源开发利用水平和保障能力。

合成石英砂工艺概况及几种石英砂的检测数据对比分析

高纯石英砂主要应用于单晶硅制造工艺中的石英坩埚,高端光学玻璃,半导体等领域。大致分为天然砂和合成砂两类,合成砂由于纯度更高,成分可控等优势,更适合于半导体以及更高要求的工艺制程。合成砂的生产不依赖于天然矿产,能缓解我国缺少高品质石英矿的现状,国内对于合成砂的研究还处于起步阶段。本文经过对比天然石英砂、进口合成砂、国产实验室合成砂的各项检测结果,可以指导不同应用条件下的砂选型。研究过程中,发现了可以通过X射线衍射法区分天然砂和合成砂的方法,并列举了粒径、杂质、粒型等检测数据对比。

纯净胜瑾瑜贵若冠上珠——解读高纯石英

石英,作为一种传统的重要工业矿物,广泛应用在玻璃、陶瓷、铸造、建筑、宝玉石装饰等传统行业。20世纪80年代以来,石英的工业应用进一步扩大到石油压裂支撑剂和3D打印砂等新领域,尤其是计算机、新材料、新能源等新兴产业对石英原材料产品的纯度提出更高要求,发展出“高纯石英”这一概念。高纯石英是石英玻璃、硅材料及相关产业发展的物质基础。

石英的结构和化学组成对矿床成因和找矿勘查的指示及应用

石英作为多种矿床类型中的常见矿物之一,一直是矿床学家和勘查学家重点关注的对象。随着近年来高空间分辨率观测手段和微区分析技术的飞速发展,石英的结构和化学组成研究在揭示矿床成因和指导找矿勘查工作中发挥出越来越重要的作用。鉴于此,文章对近年来不同类型矿床中的石英结构和化学组成特征及其在成矿研究和找矿勘查中的应用进行了综述,重点介绍了热液矿床中石英的结构特征和世代关系的详细厘定,继而结合石英及其包裹体中的元素和同位素体系特征,阐述了石英化学组成对成矿物质来源的示踪、成矿作用过程的反演、成矿物质富集机制的揭示和成矿时代的约束,探讨了石英化学组成及矢量变化在成矿潜力分析、成矿类型判别和矿化位置圈定等方面的指示意义。文章还提出了当前该研究领域存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了分析与展望。

关于高纯石英原料矿石地质学评价方法的探讨

高纯石英资源是一种重要的战略性资源。本文结合高纯石英成矿地质特征及其对后期选矿提纯、材料加工等的影响,系统总结了高纯石英原料中杂质的赋存状态、形成机理以及评价方法等,得出:(1)可以作为高纯石英原料的潜在岩石类型有花岗伟晶岩(包括不含暗色矿物的伟晶状花岗岩)、脉石英以及水晶,岩浆演化晚期的伟晶状花岗岩-伟晶岩早期阶段的NYF型花岗伟晶岩结晶形成的石英纯度更高,后期适当的变形变质作用更有利于高纯石英矿床的形成。高纯石英原料矿石中石英矿物呈现无色透明至半透明,矿物构造裂隙少,伟晶岩型矿石矿物组成通常为石英、钠长石、条纹长石、白云母等,黑云母等暗色矿物含量极少,基本不见锂辉石、独居石等稀有金属矿物和电气石、萤石等含挥发分矿物。(2)影响高纯石英的主要地质因素包括脉石矿物及晶界杂质、包裹体、晶格杂质等。其中包裹体类型、数量和尺寸是包裹体评价的关键指标,天然石英矿物中的气液两相包裹体、矿物包裹体和<10μm包裹体应尽量少;Al和Ti是晶格杂质元素评价标志性元素,通常要求天然石英矿物中Al<50×10-6和Ti<10×10-6。(3)建议按照手标本特征-石英矿物特征-石英中包裹体特征-晶格元素赋存状态及含量的顺序,从宏观到微观,综合借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光光谱分析系统(SEM-CL)、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)等开展地质学评价和研究工作。

陕西某脉石英制备高纯石英研究

以陕西某脉石英为原料,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、电子光学显微镜、电子显微探针及能谱仪对硅石的元素组成、矿物学特征和杂质赋存状态等进行研究。根据原料分析结果,采用“色选-棒磨-分级-磁选-浮选-酸浸”的工艺对原料进行提纯,得到精矿SiO_(2)含量(质量分数,下同)为99.995%,Fe_(2)O_(3)含量降至0.8×10^(-6),Al_(2)O_(3)含量降至25.2×10^(-6),达到4N5级高纯石英砂要求。

万里挑一的高纯石英矿,会出现在这里吗?

河南省花岗伟晶岩河南东秦岭-大别造山带:出露的花岗伟晶岩中发现了高纯度石英自然矿物,科研人员认为石英矿物赋存的花岗伟晶岩类型与美国北卡罗来纳州SprucePine花岗伟晶岩相近,岩石造岩矿物组合简单,除石英外,其他矿物主要为长石和少量白云母。石英颗粒中少有气液相包裹体,杂质元素Al、Fe、Ti、Ca、Mg等含量较少,矿物的其他基本特征与国外制备超高纯石英砂原料十分相似。

天然石英矿物微量元素赋存特征研究进展及对高纯石英找矿的指示

目前,中国4N8以上高纯石英高度依赖进口,高纯石英是保障中国芯片安全、光纤安全、光伏安全、高端器件安全的战略矿产。笔者通过国内外对石英的微量(杂质)元素分布特征研究相关的文献进行了梳理和总结,并结合近年来找矿勘查实践认识。研究发现,控制4N以上中高端高纯石英杂质元素的种类主要是类质同象,包括有B、Li、Al、Ge、Ti、Fe、Mn、K和P等元素。中国高纯石英找矿方向包括变质重结晶石英、钨锡矿床云英岩和石英脉、花岗伟晶岩石英、高分异演化花岗岩石英等,其中4N以上中高端高纯石英可能为非成矿花岗伟晶岩。高纯石英矿床形成的地质背景、物质组成、物质来源、控制因素等与成矿有关的理论,即建立高纯石英成矿模型,可能是中国高纯石英矿床的找矿勘查突破的基础。这些研究除了能够很好地指导高纯石英找矿,同时也是示踪钨、锡、铌、钽和锂等金属矿床岩浆-热液演化过程的关键。中国高纯石英地质勘查处于起步阶段,笔者总结近年攻关中国高纯石英找矿勘查理论和技术研究,以供同行参考。

废弃熔融石英玻璃高温晶化为方石英的过程研究

高纯熔融石英玻璃当前被广泛应用于高新产业中,但是在使用过程中,由于析晶、软化变形等情况导致高纯熔融石英玻璃产品不能继续使用.本文在对废弃熔融石英玻璃的物相、杂质、气泡等分析的基础上,采用高温物相转化将废弃熔融石英玻璃转化为方石英,讨论了煅烧温度、保温时间、粒径三个影响因素,通过Jade软件计算了高温物相转化产物的晶相含量占比.结果表明,废弃熔融石英玻璃经过高温焙烧处理后转化为方石英相,并且方石英的含量主要受煅烧温度、保温时间和颗粒粒径的影响,随着煅烧温度升高和保温时间的延长,颗粒粒径越小,方石英的含量也逐渐增加.从1230℃开始,废弃熔融石英玻璃开始成核结晶,在1480℃进入一个快速结晶期,在1500℃可完全转化为方石英相.

三门峡变质石英砂岩工艺矿物学和可选性研究

以三门峡地区变质石英砂岩为对象,进行了矿石的工艺矿物学和可选性试验研究。结果表明,该矿石为变余砂状结构,致密块状构造,矿石的SiO_(2)含量(质量分数,下同)为97.60%,杂质元素主要是铝、铁、钾、钙、镁、磷等。目的矿物为石英,磨圆较好,次生加大发育(硅质胶结),杂质矿物有长石、金红石、电气石和赤褐铁矿等。石英粒径分布在0.1~0.4 mm,+0.1 mm石英的累计分布率达到94.89%;对该矿石试样采用“磨矿-分级-磁选”工艺提纯后,制备石英砂可满足JC/T 529-1994平板玻璃用I类优等品指标要求,采用“磨矿-分级-磁选-浮选”工艺后,石英砂可满足QB/T 2196-1996仪器玻璃用石英砂产品指标要求,采用“磨矿-分级-磁选-浮选-酸浸”工艺后,SiO_(2)含量提升至99.91%,杂质元素Fe_(2)O_(3)为0.0086%,Al_(2)O_(3)为0.045%,石英砂可满足JC/T 2314-2015光伏玻璃用硅质原料指标要求。

典型光伏坩埚用高纯石英砂工艺属性对比研究

以美国矽比科公司、挪威TQC公司和中国江苏太平洋石英股份有限公司生产的3种坩埚用高纯石英砂为研究对象,通过激光粒度分析、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析测试手段,对3种坩埚用高纯石英砂的粒度分布、微观形貌、化学成分、晶胞参数等特征进行分析。结果表明,美国矽比科公司和挪威TQC公司生产的坩埚用高纯石英砂粒度集中在200μm左右,形状和尺寸均匀程度均优于中国江苏太平洋石英股份有限公司生产的石英砂;3个样品均存在包裹体和个别元素含量略高情况,但不影响石英坩埚生产;石英砂化学元素含量会影响晶胞参数的变化,3个样品a值均偏小,中国江苏太平洋石英股份有限公司石英砂样品c值偏大;结合不同浸出介质石英砂微观形貌对比分析,3个石英样品均经过高温煅烧处理及氢氟酸酸浸处理,挪威TQC公司生产的坩埚用高纯石英砂中还存在硝酸酸浸的痕迹。

石英玻璃气孔成因与原料晶体特征的相关性

气孔是影响石英玻璃品质的主要结构缺陷,为了探究其成因与原料石英晶体特征的关系,选择5种产自于国内外不同地区的优质脉石英为研究对象,采用偏光显微镜、ICP及XRD等仪器及方法分析不同脉石英晶体性质、包裹体特征及石英砂纯度,比较各高温熔体表观特征、原料表面与玻璃体气孔内外硅氧元素分布状态。结果显示,原生包裹体少、晶格缺陷少、结晶度高,则熔体气孔少,石英玻璃透明度高;反之,熔体气孔多,石英玻璃透明度低。石英晶体内大量微细原生包裹体是石英玻璃气孔形成的主要因素;晶格缺陷与结晶度紧密相关并可遗传,石英砂纯度与熔体气孔形成无直接关系,但晶格杂质的存在会导致晶格缺陷。

石英毓麟汤加减对肾虚血瘀型多囊卵巢综合征患者免疫调控、抗缪勒管激素、促卵泡生成素水平的影响

目的探究石英毓麟汤加减对肾虚血瘀型多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)患者免疫调控、抗缪勒管激素(anti-mullerian hormone,AMH)、促卵泡生成素(follicle stimulating hormone,FSH)水平的影响。方法选取2021年3月—2022年3月收集的肾虚血瘀型多囊卵巢综合征患者78例,采用随机数字表法分试验组及对照组各39例,对照组给予炔雌醇环丙孕酮片,试验组在对照组的基础上予以石英毓麟汤加减。对比两组临床疗效、中医症状积分、B超检测结果、血清激素指标、外周血自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)、外周血辅助性T淋巴细胞1(T helper cell,Th1)/辅助性T淋巴细胞2(T helper cell,Th2)及不良反应情况。结果治疗后与对照组相比,试验组临床总有效率较高(P<0.05);治疗后两组经期量少或闭经、性欲减退、头晕耳鸣、腰膝酸软、痛经且经血含血块评分降低(P<0.05),与对照组相比,试验组经期量少或闭经、性欲减退、头晕耳鸣、腰膝酸软、痛经且经血含血块较低(P<0.05);治疗后与对照组相比,试验组子宫内膜厚度、优势卵泡率均较高(P<0.05);治疗后两组促黄体生成素(Luteinizing hormone,LH)、FSH、睾酮(Testosterone,T)及AMH水平下降,雌激素(Estrogen,E2)升高(P<0.05),与对照组相比,试验组LH、FSH、T及AMH水平较低,E2较高(P<0.05);治疗后两组NK细胞、干扰素(interferon,IFN)-γ、白细胞介素-4(interleukin,IL-4)及Th1/Th2下降(P<0.05),与对照组相比,试验组NK细胞、IFN-γ、IL-4及Th1/Th2较低(P<0.05);治疗后与对照组相比,试验组不良反应总发生率较低(P<0.05)。结论石英毓麟汤加减治疗肾虚血瘀型多囊卵巢综合征患者临床效果显著,能调节患者体内NK细胞活性,纠正Th1/Th2细胞因子失衡状态,改善月经等临床症状,提高排卵率,改善激素水平。

石英光纤近红外波段γ辐照效应实验研究

为提高某光学干涉测量系统的耐辐射能力,开展耐辐射光纤选型实验。以剂量率为0.5 Gy·s^(-1)的稳态γ射线和剂量率为5.0×10^(9) Gy·s^(-1)、脉冲宽度约20 ns的瞬态强γ射线为辐照源,获得掺锗、掺氟耐辐射单模光纤和常规G.652光纤在工作波长1550 nm、注入光功率40 mW工况下的辐射感生损耗,结果表明,实验获得的在线辐射感生损耗数据真实可靠;在稳态γ射线作用下,掺锗和掺氟耐辐射光纤的性能差异不大,辐射感生损耗小于17 dB·km^(-1),随着辐射时间的增加,辐射损耗呈现饱和,耐辐射光纤的性能均优于常规单模G.652通信光纤;在瞬态强γ射线作用下,两个不同型号掺氟光纤的性能最优,辐射感生损耗峰值分别为471.5 dB·km^(-1)和608.6 dB·km^(-1),恢复通信时长约μs量级。掺锗光纤的瞬态辐照性能最差,辐射感生损耗峰值为2691.3 dB·km^(-1),在μs时间尺度维持感生损耗饱和状态。

石英挠性加速度计摆片特性仿真研究

通过优化挠性梁的结构厚度来探究结构变化对石英挠性加速度计的摆性、固有频率、谐响应和过载特性的影响,利用有限元Ansys分析软件进行仿真,得出摆片关键约束因素挠性梁厚度在0.03 mm时,摆片灵敏度最高,一阶固有频率也就是工作频率为23.076 Hz,挠性梁端部最大形变为0.75398 mm,最大应力为23.978 MPa。该研究为后续的适用于重力梯度测量的超高灵敏度石英挠性加速度计的研究与优化改进奠定基础。

石英脉型钨多金属矿床的扇状成矿实例及找矿模型

石英脉型钨矿床是中国数量最多的钨矿床类型,但保有储量消耗迅速,迫切需要创新找矿模型,指导找矿突破。文章结合二十余年的找矿实践,通过详细分析扇状成矿矿床实例,构建了石英脉型钨矿床新的找矿模型。该模型强调赋矿裂隙为岩浆动力成因,在花岗岩体顶部呈扇状分布型式,岩浆期后热液恰在裂隙张开时充填其中而形成扇状成矿系统;提出“就岩找矿”、“就矿找矿”、“就矿找岩”的地质、地球化学和地球物理标志,指导矿床尺度的勘查工程部署。截至目前,该模型已在广东禾尚田钨锡矿床、广西珊瑚钨锡矿床、广西社垌钨钼矿床、江西盘古山钨铋矿床等获得了验证,找矿成效显著。

某锂矿低温熟化—水浸提锂和提纯高纯石英新工艺

皖南低品位热液蚀变型锂矿Li_(2)O含量0.21%,属于新类型锂矿资源,主要矿物成分有长石、石英、白云母、绿泥石,锂主要以晶格形式赋存于锂绿泥石中。新工艺采用-1 mm原矿筛分,+0.425 mm粒级进入磨矿,制备-0.425+0.074 mm合格粒级。脱泥后合格粒级产品经磁选得云母精矿,非磁性物浮选得到长石精矿和石英精矿,长石精矿和云母精矿分别进行提锂,石英精矿进行酸处理提纯得高纯石英。将原矿筛出的-0.074 mm细泥、再磨产生的-0.074 mm细泥、合格粒级搅拌擦洗产生的-0.074 mm细泥,合并为总泥进行后续提锂。试验结果表明:总泥、云母、长石分别采用低温熟化—水浸工艺提锂,累计得Li_(2)O浸出率88.78%,酸浸后石英精矿含SiO_(2)99.942%,Fe 4.38 mg/kg,达到高纯石英低端产品要求,提锂后的长石和云母浸渣产率54.48%,可用于建筑材料。浸出前后样品的XRD和SEM分析表明,硫酸低温熟化破坏了锂绿泥石晶格结构,H+代替锂绿泥石中Li+,将锂释放出来。新工艺降低了磨矿成本,锂浸出率高,兼顾云母、石英、长石的回收,减少了尾矿排放,提高了低品位热液蚀变型锂矿的综合利用水平。

云南大关天星石英矿工艺矿物学研究

采用矿物解离度分析仪(MLA)分析、扫描电镜分析、光薄片鉴定等方法对云南大关地区天星石英砂岩型矿石进行了详细的矿物学研究。分析结果显示该矿SiO2含量98.95%,石英含量98.47%,主要杂质矿物为黏土矿物、黑云母和金红石等。矿石中石英原生粒度主要为100~210μm,黏土矿物粒度主要分布在10μm以下和75~150μm,金红石和锆石等主要分布在38~75μm。石英多以碎屑物的形式赋存,大部分杂质矿物分布在石英颗粒之间,其中黏土矿物多以胶结物形式赋存,金红石等多以碎屑物形式赋存,少量金红石被石英包裹。对矿体不同层位样品的分析显示,在磨矿细度基本不变的情况下,薄层状矿石中被包裹的金红石等有害矿物含量明显高于厚层状矿石。建议按矿石性质对云南大关天星石英砂岩矿分级利用,其中厚层状矿石适合加工超白石英砂等高端用途,薄层状矿石可以考虑生产中低端石英砂原料。同时建议选矿过程中适当降低磨矿细度,以提高石英单体解离度。

江西上湖遗址的石英光释光年代及其信号晒退研究

可靠的年代学框架是考古学研究的基础,然而考古遗址的沉积过程通常比较复杂,这可能会对光释光测年造成很大的问题。本研究利用石英单片再生剂量法对江西上湖遗址的6个样品进行了光释光年代测定,通过不同粒径石英测年结果的对比分析上湖遗址样品的释光特性和晒退程度,并为遗址文化层提供初步的年代结果。(1)基于三个样品进行了不同粒径(大测片)石英光释光测年结果对比,可知4~11、38~63和63~90μm三个组分的光释光年龄范围分别在50~63、67~78和71~94 ka。(2)对所有样品的粗颗粒(63~90μm)进行的小测片测试结果非常离散,这表明样品存在晒退不均匀的问题;据最小年龄模型计算得到SH01-06的年龄结果分别为:4.1±0.9、6.8±1.9、32±4、47±8、28±4和28±4 ka,比不同粒径的大测片结果更加年轻,表明所有粒径组分均存在信号晒退问题。(3)研究初步确立了上湖遗址古人类活动的时间在距今30 ka左右,晚于47 ka,但该年龄结果仍然可能被高估。