www.188betkr.com 讯2025年11月20—21日，由www.188betkr.com 主办的第九届全国石英大会暨展览会在江苏徐州盛大召开。会议聚焦高纯石英砂、石英制品、硅微粉等核心议题，吸引了全产业链同仁齐聚。会议期间，www.188betkr.com 特别邀请到西南科技大学孙红娟教授做客对话访谈栏目，围绕我国高纯石英产业发展的关键议题展开深度交流。
www.188betkr.com ：高纯石英是战略性新兴产业的关键基础材料，在您看来，我国发展高纯石英全产业链技术的战略意义和紧迫性体现在哪些方面？
孙教授：高纯石英是支撑半导体、光通讯、光伏、航空航天等战略性新兴产业关键基础材料，其战略意义与紧迫性主要体现在以下方面：
（1）保障国家关键领域供应链安全
高纯石英是制造半导体石英坩埚、光纤预制棒、光伏坩埚、高端光学器件等产品的核心材料。一旦供应中断，芯片制造、通信网络、清洁能源等产业将面临停摆风险。实现全产业链自主可控，意味着将产业安全牢牢掌握在自己手中。
（2）抢占全球高端制造竞争的制高点
当前全球高纯石英高端市场（尤其是4N8及以上产品）被极少数国外企业高度垄断。突破这一“技术壁垒”，不仅是为了替代进口，更是为了让我们有能力参与并主导未来更尖端的技术迭代，在全球高端材料领域赢得话语权与定价权。
（3）驱动传统资源产业向价值链顶端攀升
我国是石英资源大国，但长期以出售初级产品为主。发展高纯石英全产业链技术，能将我们丰富的石英矿产资源，转化为具有极高附加值的尖端材料，实现从“论吨卖”到“论克卖”的价值飞跃，是践行“资源-材料-器件”一体化发展、推动工业高质量发展的重要抓手。
（4）地缘政治与供应链风险日益加剧
近年来，全球供应链不确定性陡增。高端高纯石英作为“小批量、高敏感”的高技术关键材料，极易成为被限制的对象。我们要在供应链“断链”风险发生前，建立起独立自主的产能。
（5）技术差距与资源错配的严峻挑战
虽然我国在4N5级产品上已取得突破，但在最顶级的4N8级产品稳定、规模化生产方面，与国际领先水平仍有差距。更为严峻的是，过去“重储量、轻质量”的勘探模式，导致我们对国内真正能用于高端产品的优质石英资源家底不清。若不尽快建立科学的资源评价体系并攻克终极提纯技术，差距可能会进一步拉大。
（6）下游产业爆发式增长的倒逼压力
随着人工智能、新能源汽车、数字经济等产业的迅猛发展，对芯片、光纤的需求呈指数级增长。作为上游关键材料，高纯石英的供需缺口正在持续扩大。若不尽快形成国内稳定供应能力，将严重制约下游万亿级产业的发展步伐。
综上所述，发展高纯石英全产业链，其战略意义在于保障安全、抢占高地、提升价值；其紧迫性在于应对风险、缩小差距、满足需求。
www.188betkr.com ：孙教授，您本次报告的标题提到了优质花岗伟晶岩，那优质花岗伟晶岩高纯石英矿应该具备哪些特点？这些特点在后续提纯上有哪些天然优势？
孙教授：目前的加工工艺，可作为高纯石英砂的石英岩石类型中主要有花岗伟晶岩型石英、脉石英型、天然水晶型和石英岩型四种类型。其中，花岗伟晶岩型石英被公认为是最理想、也是目前唯一能大规模稳定工业化制备4N8级高纯石英的原料。优质花岗伟晶岩型石英的工艺矿物学核心特点如下：
（1）初始纯度高，晶格杂质含量低
花岗伟晶岩形成于花岗质岩浆演化的末期，在相对封闭、稳定且富含挥发分的环境中缓慢结晶，使得石英晶体有充分时间“排异”，生长为粗大完整（常达厘米级甚至米级）、化学成分和结构稳定的晶体。在此相对理想的环境下，石英晶格中发生类质同象替代（Si4+）的杂质元素（如Al3+、Ti4+、B3+等）本底值极低，这为后期提纯至4N8级别奠定了至关重要的物质基础。
（2）流体包裹体特征优异，内部结构纯净
该类型石英的显著优势在于其内部极高的纯净度。石英晶体中基本不含固体包裹体，其流体包裹体以原生包裹体为主，形态规则、分布稀疏且均匀，这与热液脉石英中复杂的次生包裹体网络形成鲜明对比。通过严格的物理分选，可获取包裹体极度稀疏的粗粒级石英颗粒。更为关键的是，优质矿体中愈合裂隙与次生包裹体极不发育，有效避免了钾、钠等杂质元素的后期渗入与富集，这是其区别于其他类型石英并能够迈向4N8纯度的决定性因素之一。
（3）矿物组成简单，嵌布特征利于分选
花岗伟晶岩中的石英晶体粗大，与钾长石、钠长石、白云母等共生矿物之间的嵌布关系相对简单。由于彼此在密度、磁性及表面物理化学性质上差异性显著，通过常规的重选、磁选、浮选等工艺即可实现石英与脉石矿物的高效解离与分离，从而为后续的深度化学提纯提供高品位的“洁净”原料，大幅降低了后续工艺的负荷与成本。
（4）较低的“晶格缺陷”，利于深度提纯
在缓慢结晶过程中，石英晶格生长更为完整，缺陷少。这不仅意味着初始杂质含量低，也意味着在后续的高温氯化焙烧这一核心深度提纯工序中，那些存在于颗粒表层（晶格浅处）的杂质离子（特别是Al3+）难以进入石英晶粒（晶格）深处，有更高的几率被氯气攻击，生成挥发性氯化物（如AlCl3）而被有效去除。
综上所述，花岗伟晶岩型石英的工艺矿物学特点是一个具有优异工艺矿物学属性相互协同的整体：即高初始纯度提供了理论上可纯化可行性，优异的包裹体特征与纯净的内部结构是实现提纯跨越的关键，简单及其易分离的矿物组合特性保障了工艺和经济的可行性，而完整的晶格结构则最终确保了深度净化的实现。
www.188betkr.com ：当前国内高纯石英市场面临的主要痛点是什么？对花岗伟晶岩高纯石英矿的开发与提纯研究，是否有助于解决这些问题？
孙教授：当前，我国高纯石英产业在高速发展的同时，正面临着几个相互关联、互为因果的严峻挑战：
（1）资源瓶颈：优质原料高度依赖进口
这是所有问题的根源。我国虽然是石英资源大国，但长期以来勘查评价标准侧重于储量和主成分（SiO2含量），对矿石的工艺矿物学属性（如杂质赋存状态、流体包裹体、嵌布特征等）研究和评价不足。导致大量已知石英矿难以合理与经济地提纯至4N8及以上级别，迫使高端产品的石英原料严重依赖从美国等地进口，供应链安全存在“卡脖子”风险。
（2）技术鸿沟：高端产品稳定性不足
尽管国内在4N5级产品上已实现突破，但在最顶级的4N8级产品的稳定、规模化生产上，仍与国际领先水平存在差距。这背后不仅是提纯工艺问题，更深层次的原因是缺乏对原料特性的深度剖析与认识，难以针对国内复杂多样的矿石资源，开发出精准、高效的“定制化”提纯技术路径。
（3）产业生态：上下游协同薄弱
产业链存在脱节现象。上游矿产勘探与下游高端应用需求之间信息不通达，地质学家尚不完全清楚终端产业对高纯石英原料的极致要求与如何评价高纯石英矿产，而材料工程师又难以获得成分稳定、批次统一的优质石英原料进行工艺研发和生产验证。这导致了“有矿用不上，好矿找不到”的困境。
（4）市场波动：低端产能过剩与高端供给不足
行业存在结构性矛盾。中低端产品领域产能扩张迅速，可能引发同质化竞争和价格战。而在真正决定产业竞争力的高端领域，有效供给却严重不足，制约了下游半导体、光通讯等战略性新兴产业的发展。
针对上述痛点，加强对花岗伟晶岩型高纯石英矿的开发与研究，无疑是从源头解决问题的核心战略。其价值和作用体现在：
（1）从根本上破解资源依赖，保障供应链安全
花岗伟晶岩被全球公认为规模化制备4N8级高纯石英的最佳原料。全面系统地开展国内此类资源的找矿与评价工作，旨在发现我们自己的“斯普鲁斯派恩”。一旦确认并掌控了优质的矿源，就能大幅降低对进口的依赖，将产业安全的命脉掌握在自己手中。
（2）为攻克高端高纯石英制备和生产提供最佳的“物质基础”
正如我们在前几个问题中详细讨论的，优质的花岗伟晶岩具备高初始纯度、流体包裹体少、矿物组成简单、晶体粗大等先天优势。这为后续提纯工艺降低了极限难度。以它为原料研发高温氯化、定向破碎等核心技术，更容易实现技术突破，并建立起针对高端产品的、稳定可控的工业化生产能力。
（3）推动建立全产业链的协同评价体系
对花岗伟晶岩石英的深入研究，本身就是一场贯穿“地质-采矿-选矿-深度提纯-材料”的跨学科实践。它要求从勘探阶段就开始用矿物组成、化学成分、嵌布特征、包裹体、石英晶体纯度这五大关键指标来评价资源。这将强力推动上下游之间建立共同的技术语言和标准，实现从“有什么矿用什么”到“需要什么矿找什么矿和有什么矿”的范式转变。
（4）优化产业结构，引领行业升级
成功开发国内优质花岗伟晶岩型石英矿，将催生一批能够稳定供应高端产品的龙头企业。这不仅能够填补高端高纯石英市场的空白，更能通过优质供给引导整个行业从低端的价格竞争，转向并参与以技术、质量和资源禀赋为核心的高水平的国际竞争，最终提升我国高纯石英产业的全球竞争力。
www.188betkr.com ：结合您多年的研究经验，目前国内花岗伟晶岩高纯石英矿的勘探、开发现状如何？与国际同类矿源相比，我们的优势或差距主要体现在哪里？
孙教授：国内对花岗伟晶岩高纯石英矿的勘探与开发，正处在一个“从无到有、承压突破”的关键阶段。其现状可以概括为：资源潜力得到证实，关键技术开始突破，但全产业链的成熟度与国际顶尖水平仍有显著差距。
（1）国内勘探开发现状
① 勘探取得战略性发现
经过系统性的地质调查与“撒网式”筛查，我们已经在全国范围内锁定了一批极具潜力的靶区。其中，新疆阿尔泰、河南东秦岭-大别山、江西、四川等地的花岗伟晶岩带已被证实为最重要的资源基地。
尤其令人振奋的是，在河南和新疆的某些特定矿脉中，我们通过实验室提纯，已经成功制备出了4N8级的高纯石英砂。这从实践上证明了我国拥有能够制备顶级产品的原料，打破了过去“中国无好矿”的断言。
② 开发步入产业化初期，但挑战巨大
目前，整个产业正试图从“实验室样品”走向“工厂产品”。一些领军企业已经开始布局，试图打通从矿山、选矿到提纯的全产业链。
然而，当前的开发面临“三高”挑战：技术门槛高、资金投入高、工艺调试周期长。如何将实验室里成功的个例，转化为批次稳定、性能一致、成本可控的规模化生产，是业界面临的最大难题。
（2）与国际顶尖矿源的优劣势对比
与国际公认的顶级资源相比，我们的态势是“优势鲜明，差距同样明显”。
① 资源禀赋的“均匀性”与“稳定性”
斯普鲁斯派恩矿源的品质之所以称霸全球，关键在于其成分极其稳定、杂质分布高度均匀。这意味着他们开采出的每一批原料，其工艺矿物学特性都是可预测的。
反观国内发现的矿体非均质性较强。即便在同一矿区，不同矿脉、甚至同一矿脉的不同区段，其流体包裹体含量、晶格铝含量等关键指标都可能存在较大波动。这直接导致了提纯工艺难以标准化，需要频繁调整参数，极大地影响了产品的稳定性和一致性。
② 技术体系的“成熟度”
国际巨头在长达数十年的生产中，积累了海量的工艺数据和完善的质量控制体系，形成了深厚的“技术诀窍”壁垒。
我国在针对性提纯工艺，尤其是针对流体包裹体和晶格杂质的深度净化技术上，仍处于“追赶”和“破解”阶段。例如，在高温氯化焙烧这一核心环节的工程化放大、能耗与成本控制上，我们仍有很长的路要走。
③ 产业链的“生态位”与“市场信任”
国际巨头已垄断高端市场数十年，构建了极高的品牌壁垒和客户黏性。下游的半导体巨头对供应商的认证极其严苛，更换原料供应商的意愿低、周期长。
国内产品目前主要集中于中端市场（如光伏坩埚），在打入高端半导体供应链方面，除了技术达标，更需要漫长而昂贵的客户认证过程，以建立市场信任。
（3）我们的独特优势和机遇
① 巨大的资源潜力和战略决心
中国广阔的地域意味着我们拥有巨大的找矿潜力。随着勘探工作的深入，完全有可能发现更多、更优质的矿体。
高纯石英已被提升到国家战略安全的高度，从政策、资金到科研都获得了前所未有的支持，这为技术攻关和产业发展提供了强大动能。
② 完整的下游产业与广阔的内需市场
我国是全球最大的半导体、光伏消费市场和制造基地，这为国产高纯石英提供了天然的试验场和应用市场。这种“主场优势”是任何国家都不具备的。
总而言之，我国在花岗伟晶岩高纯石英领域已经实现了“从0到1”的突破，但当前正处在最艰难的“从1到100”的阶段，核心任务是解决资源的“均质化”和技术的“稳定化”。
展望未来，我们必须坚持“资源与技术”双轮驱动：在上游，建立更精细化的资源评价与分选体系；在中游，集中力量攻克深度提纯的工程化难题；在下游，逐步提升客户使用国产产品的信心。前路固然挑战重重，但实现高纯石英的自主可控，是国家赋予我们这一代科研与产业工作者的历史使命。
www.188betkr.com ：从实验室的理想指标到工业化稳定生产，将您的研究成果进行产业化放大，面临的最大瓶颈是什么？是成本控制、装备技术，还是对原料一致性的高要求？
孙教授：高纯石英产业化研究是当前众多科研院所与生产企业面临的核心难题之一，其原因涉及多方面因素。
（1）核心瓶颈：原料的“非均质性”与工业化要求“一致性”的矛盾
在实验室里，我们可以挑选到几公斤成分均匀、品质好的矿石块，获得完美的数据。但工业化生产需要的是每天处理成百上千吨矿石，并且要求原料的化学和物理特性高度稳定，这个是有难度的。
国内花岗伟晶岩矿体即便在同一矿区，其流体包裹体的密度和分布、晶格杂质的种类和含量、共生矿物的嵌布特征都存在天然波动。今天处理的矿石来自矿脉东侧，明天来自西侧，其工艺矿物学特性可能存在显著不同。
任何高效的工业化生产线都建立在工艺参数标准化的基础上。例如，浮选的药剂制度、酸浸的浓度和时间、高温氯化焙烧的温度和气体流量，都是为特定性质的原料“量身定制”的。原料特性的微小波动，就可能导致整批次产品纯度不达标。
（2）由原料瓶颈衍生的两大挑战：装备技术的“适应性”与“极限性能”挑战
工业化装备不是实验室装置的简单放大。
为了弥补原料的不一致性，装备必须具备更宽的工艺窗口和更强的适应性，但这往往会牺牲掉最优的提纯效率。例如，实验室的小型高温氯化炉可以精确控温，但放大到工业窑炉后，要实现炉内温度场和气氛的绝对均匀，并耐受高浓度氯气的长期腐蚀，对材料学和工程学都是极限挑战。
国内部分高纯石英加工企业起步早，在进口原料生产工艺上积累了丰富经验，形成了成熟的工艺选择与设备选型方案。因此，不少企业在产业化时倾向于直接套用现有成熟工艺体系，引入先进企业的全套工艺技术路线及设备。但石英原料存在天然差异性，这套模式并非对所有原料都适用，尤其在国产原料加工中，传统工艺很难达到光伏级高纯石英砂的指标要求。例如国产花岗伟晶岩石英矿石的物理选别难度高于印度矿，需侧重浮选工艺及对应设备的开发，若直接沿用印度矿生产工艺，会导致物理选别精矿中残留较多脉石矿物，造成产品指标整体波动。
（3）强化工艺设备定制化开发，实现产线与工艺适配
目前，国内已有部分专注于高纯石英砂生产设备的厂家，制砂、磁选、浮选、酸浸、氯化焙烧等工段均有成熟标准设备。但产业化过程中，除选用现有设备型号外，还需推动生产厂家与设备厂家的定制化沟通，提升生产设备对新型工艺的适配性。生产工艺与设备不匹配的问题，在浮选及氯化焙烧工段尤为突出。以浮选为例，传统浮选工艺要求进料粒度- 200目占比80%以上，确保矿浆均匀流化，但高纯石英砂粒度指标通常在100~200μm之间，粒径明显更大，导致传统浮选机难以实现矿浆均匀流化，大粒径脉石矿物无法有效浮出，难以达到预期浮选效果。而定制化设备可针对性解决这一问题：将浮选槽从传统长方体改为多面体柱形或圆筒形，减少矿浆棱角处的能量损失；增强搅拌电机动力，提升矿浆流化效果，避免大粒径颗粒沉底；扩大浮选槽截面面积、降低溢流高度，降低大粒径颗粒溢流难度。可见，优质工艺技术的落地，既依赖研发人员对客观规律的探索与技术路线开发，也需要与工业生产设备方保持密切沟通，推动设备与工艺的高效适配。
（4）厘清生产指标与工艺参数的关联，制定科学量化标准，配备专业检测与研发人员
高纯石英砂生产是动态化、多段化、强关联的过程，要求每个生产工段都有明确功能定位和客观产品指标。这类指标并非单纯的工艺参数，而是对工段目标达成效果的量化评估。部分企业仅以工艺参数作为生产指标，例如浮选工艺设定调浆8分钟、刮泡10分钟，这种模式仅适用于均匀度极高的原料，一旦原料出现细微波动，就会导致工段产品质量异常。因此，建议企业配套建设产线研发工作室，加强生产人员、研发及检测人员的专业培训，确保各工段生产过程能实现快速量化检测与目标达成度评价。
从实验室到工业化的最大瓶颈，是一个由原料不一致性引发，并传导至装备技术和成本控制的系统性工程难题。
www.188betkr.com ：对于有志于进入或正在深耕高纯石英领域的国内企业，您在选择矿源和技术路线方面，有何具体的建议？
孙教授：对于有志于在高纯石英领域开疆拓土的国内企业，在战略上必须摒弃“先拿到矿再说”的传统思维，转而采取“资源与技术双轮驱动，分步实施，精准投入”的现代科技矿业模式。
首先是在矿源选择方面，需要做到“以工艺矿物学特性为核心，全周期评估为支撑”。优先锁定“石英晶体纯净+脉石矿物易解离”的矿源，核心关注Al、Ca、Ti、Li等有害杂质的赋存状态与含量阈值，同时评估矿物相组成中石英嵌布特征、脉石矿物（如长石、云母、电气石）与气液包裹体的共生关系。同时也需要注意矿源的储量和均匀性问题，避免出现优质矿源但是储量较低或是仅有部分区域符合高纯石英原料需求的情况。
建立“三级验证体系”开展矿源评估：先通过实验室小试完成工艺矿物学分析与提纯可行性验证，再通过中试实现矿源适配性工艺参数标定，最终结合工业级试生产验证矿源的稳定性与经济性，避免盲目依赖进口矿源或仅凭表观指标选矿。
立足国内矿源禀赋，重点关注花岗伟晶岩类优质矿点的勘探与开发，同时兼顾矿源的开采条件、运输半径、环保合规性等经济性指标，构建“矿源-提纯-产品”的成本闭环，降低对单一进口矿源的依赖风险。
在技术路线方面，以矿源适配为前提，全流程协同为关键。在借鉴现有成熟工艺体系的基础上，推行“矿源特性导向”的定制化技术路线设计：针对国内矿源物理选别难度高的特点，强化浮选工段的工艺优化（如调整捕收剂体系、优化浮选设备结构）；针对杂质深度脱除需求，聚焦氯化焙烧、深度酸浸等关键工段的技术创新，必要时引入微波、等离子体等新型辅助提纯技术。
强化“工艺-装备”协同定制，突破传统标准设备的适配瓶颈。围绕矿源粒度特性、矿浆流化需求，联合设备厂家开发定制化浮选机、氯化焙烧炉等核心装备，重点解决大粒径石英砂的均匀流化、杂质高效脱除等行业痛点，避免因装备与工艺不匹配导致的产品指标波动。构建“关键工艺参数+量化控制指标”的全流程闭环管控体系，在各工段明确工艺参数阈值的同时，建立产品关键性能指标的实时检测机制，配套专业研发与检测团队，实现工艺参数的动态调整与提纯效果的精准评估。
加强产学研协同创新，联合科研院所开展前沿技术攻关，重点突破矿源深度勘探、杂质赋存状态精准表征、新型提纯药剂开发等核心技术，同时积累不同矿源的工艺适配数据，形成可复制、可迭代的技术储备体系。同时要考虑到后续工艺升级的原料更换的可能性，建议产线设备选择模块化设计，各工段间选择统一的标准物料运转接口，当技术迭代需要调整工艺时，可以通过快捷的模块化拼接实现低成本的产线改造。
总体而言，国内企业需以矿源的先天适配性为根基，以技术路线的定制化与协同化为核心，通过全周期评估、全流程管控与持续的技术研发和创新，逐步突破高纯石英产业化的核心瓶颈，实现从跟随模仿到自主可控的转型。
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