硅產業是硅時代最重要的產業之一，石英是硅時代最重要的礦物資源之一。因此，加快石英礦物的研究進展，強化石英行業信息交流具有極其重要的意義。應此需求，2018第二屆石英精細加工及應用技術交流會于11月21-22日在東海嘉臣國際大酒店盛大開幕，成都理工大學汪靈教授作了題為《石英的礦床工業類型與應用特點》的精彩報告，中國粉體網記者對汪靈教授進行了專訪。
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成都理工大學汪靈教授
石英應用廣泛，熱度有增無減
石英的分布和應用十分廣泛，既是重要的造巖礦物，也是一種十分重要的工業礦物。石英具有應用領域廣、產品種類多、用量很大、工業產值大、價格懸殊巨大等特點。隨著戰略新興產業的興起和發展，石英的工業應用大大超越傳統應用范圍，尤其是在新材料新能源領域中得到廣泛應用。
汪靈教授一直致力于礦物功能材料的研究與應用，對石英礦物的研究工作已堅持了十多年，被問及此次來石英大會最深的感受，他表示：“石英是現今的一個熱點，通過此次舉辦的石英大會把這個熱點推向了一個高潮。”
不同礦床類型，不同應用特點
石英在自然界中的分布十分廣泛，成因多種多樣，但目前能夠作為工業應用的石英礦物資源主要有7種礦床工業類型：天然水晶、石英砂巖、石英巖、脈石英、粉石英、天然石英砂和花崗巖石英。汪靈教授說：“不同的礦床類型受其成因影響導致它的組成和結構不一樣，這個組成結構關系到石英后續的開發。”
汪靈教授根據SiO2純度及工業應用特點，將石英相關產品分為三大類：w(SiO2) 99%±，w(SiO2) 99%～99.9%，w(SiO2)>99.9%。他強調指出：“石英工業應用與礦床工業類型存在密切關系，如何根據不同礦床工業類型石英的特點有針對性的開發與利用，關系到石英材料技術與項目的成敗”。他還對7種石英礦床類型作了詳細的解讀，天然水晶適合雕刻各種工藝品；石英砂巖適用于制備幾乎所有w(SiO2)99%±產品，但受粒度大小和角型因數影響，一些不適用于制備型砂、3D打印砂和石油支撐劑；石英巖適于制備金屬硅，同時適用于不受粒度大小和角形因數影響其它w(SiO2) 99%±產品；脈石英適于制備硅微粉等w(SiO2) 99%～99.9%產品，高純石英等w(SiO2) > 99.9%產品以及石英板材等；粉石英適于制備陶瓷原料和硅微粉等；天然石英砂可以制備型砂、3D打印砂和石油支撐劑型砂，如果w(SiO2)達標，適用于w(SiO2) 99%其他產品；花崗巖石英可以用來制備高純石英，但中國還沒有找到這樣的礦物資源。
國內高純石英技術與
國外仍有較大差距
汪靈教授表示：“高純石英技術有四個方面,即原料選擇技術、加工工藝技術、加工裝備技術以及質量檢測技術，它們是既相互獨立，又相互聯系和相互制約的技術整體，發展我國高純石英技術是一項系統工程”。
目前高端高純石英砂的國際市場幾乎被美國尤尼明公司所壟斷。為了打破美國企業對我國的技術封鎖，汪靈教授團隊從2008年開始，經過十年的努力，先后對產自全國近百個脈石英礦進行了深入研究，突破了高純石英技術各項難點，授權國家發明專利7項，全面掌握了高純石英產業化四大技術：原料遴選技術、加工工藝技術、生產裝備技術、質量檢測技術；技術指標穩定達到4N8純度，并掌握了5N加工工藝的關鍵技術。但汪靈教授表示：“我國目前還沒有4N8及以上高端產品生產能力，表明與國際先進水平的差距依然很大。”
發展高純石英技術任重而道遠
被問及接下來的研究方向,汪靈教授說:“想把最寶貴的時間都投入到石英的研究上，尤其是如何使國內4N8上的高純石英高端產品四個技術上實現突破并推動產業化是工作的重點”。
高純石英是SiO2純度大于99.9%的石英系列產品的總稱。在美國不同品級高純石英砂產品的價格相差很大，低端產品（w(SiO2 )≥99.9％）300美元/噸，中端產品（w(SiO2 )≥99.99％）500美元/噸，而標準級（w(SiO2 )≥99.998％）以上的高端產品起價是5000美元/噸，前幾年的中國進口價達50000人民幣/噸。
高端高純石英砂（SiO2≥99.998%，4N8）不僅是新材料，而且是關鍵基礎材料。它是半導體、光伏、電子信息和高端電光源等生產必不可少的關鍵基礎材料，也是制約我國芯片（晶圓）發展的關鍵技術瓶頸之一，在新材料、新能源和電子信息等戰略性新興產業以及國防軍工、國家安全中具有十分重要地位和作用。因此，發展高端高純石英砂產品具有極其重要的意義，這項工作任重而道遠。
