www.188betkr.com 讯由www.188betkr.com 主办的“2025国际硅材料产业展览会”于4月23-25日在南京国际博览中心成功举办。展会期间，我们邀请到中科院合肥物质科学研究院蒋雪松 博士做客“对话”栏目，聊一聊高纯石英的原料矿石鉴定及高纯石英制备工艺与装备。
www.188betkr.com ：蒋博士，您鉴定一个石英矿石是否适合做高纯石英砂的方法是什么？步骤有哪些？
蒋博士：高纯石英砂的标准与应用领域密切相关，不同应用场景对材料性能存在显著差异：例如，光伏坩埚用高纯石英砂除了对Al、Li、Na、K等金属元素要求不能超标外，还需要求控制高纯石英砂的气液包裹体和羟基含量，不能使石英坩埚出现气泡或不透明层，以避免高温拉晶过程中产生气泡缺陷；又例如半导体用高纯石英砂除常见金属元素外，还需严格限制铀、钍等放射性元素含量（达到ppb级别）。因此，石英矿石的鉴定需遵循“应用导向、系统评估”的原则，按应用场景去评估石英矿石。
以光伏坩埚用高纯石英砂为例：一般鉴定矿石分为四个方面，形貌观察、纯度检测、透明层检测、拉晶测试。首先，鉴定石英矿石要考虑的是杂质含量达标，即达到高纯的要求，一般要求是Al、Fe、Li、Na、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Cr、Ni、B、Ti等13种杂质元素总含量不超过20ppm，同时对Al、Li、Na、K等关键元素又有单独要求；然后，通过气液包裹体检测、羟基检测、熔制石英坩埚检测等方式验证该种高纯石英砂是否符合光伏石英坩埚要求，即达到对透明层的要求；最后，下游客户对石英坩埚实际使用端口的数据，是检验该高纯石英砂是否达标的最主要条件。
需要强调的是，鉴定一款石英矿石是否能做高纯石英砂，或适用于什么领域？我们需要遵循“矿石检测-提纯工艺开发-产品验证”的整体思路，首先明确纯度、气液包裹体含量等数据，然后针对原矿设定提纯工艺流程，最后将高纯石英砂作为下游产品（如石英坩埚、石英砣、石英管等）进行验证。
www.188betkr.com ：美国尤尼明高纯石英提纯工艺中，经常被提到它的浮选工艺和氯化焙烧工艺，这两种工艺的原理是什么，以及实践应用中的挑战有哪些？
蒋博士：浮选工艺主要用于分离石英与伴生矿物（如长石、云母、电气石等）。浮选原理是基于矿物颗粒本身或药剂表面改性后的疏水性差异，使疏水性颗粒随气泡上浮出浮选槽，而亲水性颗粒留在浮选槽底部，从而达到分离目标矿物和脉石矿物的目的。
实践应用中的挑战包括：首先是原料复杂性，不同矿源的脉石矿物类型（如铁质、黏土矿物）差异显著，需定制化药剂体系，工艺参数调整较难，甚至同种类不同批次矿石也存在差异，需要实时观察优化浮选工艺参数；其次是脉石矿物多样性，石英砂原砂中常含有长石、云母、电气石以及金属氧化矿等多种脉石矿物，这需要通过矿石性质、脉石含量等制定合理浮选工艺参数，达到高效且低成本的浮选效果；最后还要考虑浮选的环保压力，在产品合格的前提下，尽量减少浮选药剂的用量和浮选次数，加大绿色浮选工艺的研发力度。
氯化焙烧工艺是高温（≥1000℃）焙烧过程中，在氯化剂（Cl?、HCl）作用下使部分金属杂质（如Na、K、Fe等）形成低熔点、易挥发、易溶于水等特点的氯化物，从而随气体排除达到除杂的目的。
实践应用中的挑战包括：首先是氯化除杂有针对性，去除Na、K、Fe等效果较好，而对于Al、Ti、Ca等常见易超标元素去除效果不佳；其次是设备与工艺复杂性，氯化需要耐高温（≥1000℃）且抗氯腐蚀的石英管反应器，石英管易损坏，设备维护成本高。同时氯化剂进气量和尾气吸收量需严格控制，保证除杂达标且避免残留；最后就是设备产量低、氯化能耗成本较大，需要设备厂家研发优化更加高效的氯化设备。
www.188betkr.com ：高纯石英产业化中，国产装备方面，您认为是否能够满足工艺的需要？
蒋博士：在高纯石英产业化装备领域，国产设备已基本实现基础工艺覆盖，能够满足高纯石英砂工艺生产需要。由于高纯石英砂高纯度的特点，为避免引入杂质，一些传统石英砂加工设备不能用于高纯砂的生产。目前高纯石英产业化设备存在自动化不足的问题，需要人工参与的步骤较多，该方面需要进一步优化。希望设备厂商能够进一步研发适合生产高纯石英砂的高效、环保、创新型的设备。
www.188betkr.com ：您作为玖曦硅业的联合创始人，能否简单介绍一下贵公司的高纯砂生产及市场情况。
蒋博士：玖曦硅业作为高纯石英材料领域的创新驱动型企业，我们始终聚焦光伏及半导体两大核心应用场景，致力于打造国产高端石英材料的自主化解决方案。公司依托自主研发的高纯石英砂制备技术体系，重点攻克光伏坩埚内层材料与半导体级石英坩埚原料两大技术堡垒，现已构建从基础研发、工艺开发到规模化生产的全产业链能力。
在技术创新层面，我们团队通过持续工艺革新与装备升级，已突破高纯石英砂制备关键技术瓶颈，相关核心技术已申请了7项发明专利，实现了从原料选矿、提纯工艺到专用设备的全链条自主知识产权布局。特别值得一提的是，基于中科院合肥物质科学研究院和合肥综合性国家科学中心的支持，我们建成了行业领先的提纯与检测实验室，通过实验室小样提纯分析、产线半成品实时检测构建全过程质量追溯系统，确保产品生产的实时品控。
市场开拓方面，我们目前在光伏坩埚内层石英砂领域获得了4-5家头部企业的长期订单。目前我们的产能是一个月200吨内层砂，今年下半年会扩产能至400吨/月。半导体级石英砂也送了多家头部企业进行认证。
未来，玖曦硅业将持续加大研发投入，重点突破提纯设备自动化攻关和超高纯石英砂制备技术，同时深化与下游战略客户的协同创新，力争成为全球高端石英材料市场的核心供应商。
www.188betkr.com ：国内高纯石英高端产品被国外卡脖子，有人说是我们“技不如人”，也有人说是“矿不如人”，您怎样看制约我国高纯石英产业发展的瓶颈因素？
蒋博士：在提纯技术方面，当前国内并非缺乏基础提纯技术原理认知，真正的短板在于工艺工程化能力。我认为不是技不如人，高纯石英砂生产技术门槛不高，基本原理比较容易掌握。但是需要注意两个问题，一个是“动态工艺参数”，因为石英矿组成复杂，不同种或不同批原料所含杂质有差异，这需要根据原矿情况去制定特定的提纯工艺，包括工艺参数（如焙烧温度、酸浸配比、浮选药剂等）和工艺流程顺序等；另一个是“过程质量控制”，高纯石英砂杂质为ppm级别，极易受到污染，因此需要严格要求每一流程质量管控、流程衔接时质量管控等，杜绝产品出现间歇性批次不稳定现象。
在石英矿石方面，矽比科和挪威TQC的北卡罗来纳州的斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）矿区石英质量是毋庸置疑的，该石英矿的杂质含量和气液包裹体含量均处在优异水平，能够很好地符合光伏和半导体领域的应用要求。我国石英矿特点是分布广泛、储量巨大，由于我们对于高纯石英矿床的勘探不够完善和重视，截至目前，我们还未发现杂质元素、气液包裹体含量达标且能够批量生产高纯石英砂的国产石英矿。2025年4月10日经国务院批准，高纯石英矿成为我国第174号新矿种，这能够有力地推动我国高纯石英矿床的发现。
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