高純石英具有優(yōu)異的光學(xué)特性、耐腐蝕性、耐高溫性和高絕緣性，被廣泛應(yīng)用于高端電光源、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、太陽(yáng)能光伏、光纖、航天和軍工等領(lǐng)域。隨著這些高新技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，高純石英的戰(zhàn)略地位日益凸顯。但目前中國(guó)高純石英遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，特別是4N8及以上產(chǎn)品依賴從美國(guó)、挪威等國(guó)家進(jìn)口，供應(yīng)存在風(fēng)險(xiǎn)，解決這一問(wèn)題首要任務(wù)是找到高純石英原料礦。

　　目前高純石英是指以花崗偉晶巖、脈石英和天然水晶為原料經(jīng)過(guò)一系列的提純工藝最終獲得符合應(yīng)用領(lǐng)域目標(biāo)要求的高純石英砂產(chǎn)品，能夠經(jīng)加工提純高純石英的天然礦產(chǎn)資源稱之為高純石英原料礦。

　　全球高純石英原料礦床主要分布于美國(guó)、巴西、加拿大、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國(guó)、印度、挪威等9個(gè)國(guó)家，從原礦方面來(lái)看，雖然我國(guó)石英資源豐富，但是大多只能作為大宗硅質(zhì)原料來(lái)使用，用于生產(chǎn)高純石英的原料匱乏。　　

　　高品質(zhì)礦物原料和針對(duì)性提純技術(shù)是我國(guó)高純石英產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸。石英原料決定了高純石英質(zhì)量，選擇合適的石英原料是成功加工出高純石英的關(guān)鍵。

　　高純石英原料礦石是特定成礦條件下形成的、稀缺的戰(zhàn)略性資源，高純石英原料礦石品質(zhì)通常受脈石礦物及晶界雜質(zhì)、包裹體、晶格雜質(zhì)等因素影響，因此工藝礦物學(xué)研究對(duì)于高純石英原料礦石評(píng)價(jià)極為重要。通過(guò)工藝礦物學(xué)研究，確定礦石特征、共伴生礦物特征、石英的嵌布粒度及與其他礦物的空間嵌布關(guān)系、包裹體特征、雜質(zhì)元素賦存狀態(tài)及含量，評(píng)價(jià)礦石加工制備高純石英的潛力。

　　2.1純度

　　關(guān)于高純石英硅質(zhì)原料純度的描述應(yīng)包括SiO2百分含量和影響提純的關(guān)鍵雜質(zhì)元素含量。

　　唐春花等人將高純石英用硅質(zhì)原料純度劃分為兩個(gè)品級(jí)：高純硅質(zhì)原料：SiO2≥99.9%，Al≤700×10-6，Li+Ti≤200×10-6；超純硅質(zhì)原料：SiO2≥99.995%，Al≤35×10-6，Li+Ti≤10×10-6。

　　2.2粒度

　　石英結(jié)晶晶粒之間的晶界面屬于材料幾何學(xué)的低能量界面（低能量相界面），其界面結(jié)構(gòu)很大程度上影響著石英的性質(zhì)，石英晶界面既是低能量界面也是雜質(zhì)賦存面，會(huì)造成析晶和降低石英熔點(diǎn)，包含的晶面越多影響越大。當(dāng)石英呈微晶、細(xì)晶結(jié)構(gòu)時(shí)，這些賦存在晶界面的雜質(zhì)很難被剔除，石英砂包含的晶界面越多越不利于石英提純。

　　2.3脈石礦物雜質(zhì)

　　脈石礦物類雜質(zhì)指與石英礦物伴生的其他礦物，根據(jù)所處地層地質(zhì)條件的差異，所生成的伴生礦物也不相同。石英中主要的脈石礦物雜質(zhì)有長(zhǎng)石、云母、金紅石、方解石、螢石、赤鐵礦、黃鐵礦和黏土礦物等。脈石礦物主要影響高純石英原料礦石的初始品位和選礦產(chǎn)率，石英與脈石礦物嵌布特征直接影響石英單體解離度，進(jìn)而影響選礦提純效果。

　　相較于包裹體、晶格雜質(zhì)等難去除雜質(zhì)，在高純石英提純加工過(guò)程中，脈石礦物和晶界雜質(zhì)相對(duì)容易去除，采用適當(dāng)方法去除后一般不會(huì)對(duì)高純石英最終純度產(chǎn)生影響。

　　2.4包裹體雜質(zhì)

　　高純石英原料的質(zhì)量及加工難度受礦物包裹體及流體包裹體的影響，一方面包裹體中的雜質(zhì)元素（如Ti、Li、K、Na等）會(huì)導(dǎo)致高純石英純度降低，影響產(chǎn)品品質(zhì)；另一方面，制成產(chǎn)品后產(chǎn)品中細(xì)小的氣液兩相包裹體在高溫下會(huì)逐漸膨脹匯聚，進(jìn)而影響高純石英產(chǎn)品性能。因此需進(jìn)一步對(duì)原料中包裹體的數(shù)量、大小、分布狀態(tài)、成分組成、形態(tài)形貌等特征進(jìn)行研究。

　　天然石英中礦物包裹體最普遍的有白云母、綠簾石、透閃石、長(zhǎng)石、金紅石、陽(yáng)起石，其次是赤鐵礦、方解石等；熔體包裹體多存在于巖漿巖石英中，呈玻璃狀或結(jié)晶狀微泡，主要含有Si、Al、Fe、Ca、Na和K等雜質(zhì)元素。流體包裹體雜質(zhì)是最豐富、最主要的雜質(zhì)，流體包裹體在形成過(guò)程中所捕獲的流體屬過(guò)飽和溶液，當(dāng)溫度降低時(shí)會(huì)從溶液中結(jié)晶形成包括石鹽、鉀鹽以及一些硅酸鹽礦物的子礦物，因此流體包裹體中含有Na、K、Ca等雜質(zhì)。相比于雜質(zhì)元素，流體包裹體去除難度大，因此，選擇流體包裹體含量極少或無(wú)流體包裹體的石英作為高純石英原料是加工高純石英的關(guān)鍵。