中國粉體網(wǎng)訊  近期，汪靈教授完成了《石英提純定律研究》一文。

據(jù)了解，“石英提純定律”，即：對于加工制備具有一定粒度的石英原材料（含高純石英）來說，每一處石英礦和高純石英礦都存在一定的提純加工局限性，在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟條件下，其SiO₂含量存在一個相對的提純加工極限值。簡單來說，石英礦和高純石英礦的資源稟賦決定其提純加工效果，每一處石英礦能夠提純加工什么SiO₂純度的石英砂產(chǎn)品主要是由其自然屬性決定的。 該定律的實驗依據(jù)是：以石英礦為原料提純加工石英原材料，對于SiO₂的提純加工效果，不僅不同礦床工業(yè)類型的石英礦是不同的，并且即使礦床工業(yè)類型相同、產(chǎn)地不同的石英礦也不相同；但在一定工藝條件下，同一處石英礦的SiO₂含量存在一個相對的提純加工極限值。

據(jù)稱，該定律的重要意義是：揭示了資源稟賦在石英原材料提純加工中的決定性作用，可為石英礦、尤其是高純石英礦的評價與找礦、原料品級劃分與高效利用提供科學依據(jù)。

這些是不是一家之言呢？中國粉體網(wǎng)編輯發(fā)現(xiàn)，往年很多高純石英礦的研究可以證實《石英提純定律研究》的準確性和先進性。

工業(yè)應用的石英礦產(chǎn)資源有7種礦床工業(yè)類型：天然水晶、石英砂巖、石英巖、脈石英、粉石英、天然石英砂和花崗偉晶巖石英。目前，除儲量嚴重減少的天然水晶外，可以加工成高純石英的礦石：脈石英、偉晶巖石英、白崗巖型石英、石英巖等。

脈石英

脈石英中SiO₂的含量約為99%。根據(jù)成因，脈石英分為巖漿熱液型、變質(zhì)熱液型和巖漿偉晶巖型。巖漿熱液脈石英是在巖漿熱液活動晚期分異的SiO₂流體，沿構(gòu)造裂隙運移沉淀形成的。變質(zhì)熱液脈石英則是區(qū)域變質(zhì)或混合巖化作用釋放的熱液，在構(gòu)造應力驅(qū)動下沿剪切帶運移，因溫壓降低導致SiO₂過飽和沉淀形成的。

孔建軍等采取“色選-棒磨-分級-磁選-浮選酸浸”工藝對陜西脈石英進行純化，在最佳工藝下得到的石英砂精礦經(jīng)檢測，SiO₂含量已達99.995%，表明該脈石英礦脈具有制備4N5級石英砂產(chǎn)品的潛力。

胡祥琳等針對江西脈石英采取“破碎磨礦-篩分-4段磁選-2段擦洗-2段水洗-2段浮選-2段脫藥-焙燒水淬-酸浸”的工藝對其進行純化提取，最終產(chǎn)品雜質(zhì)總含量僅為54.84μg/g，SiO₂含量≥99.995%，達到4N5級高純石英砂產(chǎn)品要求。

偉晶巖石英

偉晶巖型石英通常在花崗巖環(huán)境中形成，其形成概率較低。然而，其晶體顆粒較大，破碎后容易分離雜質(zhì)，是非常好的高純度石英原料。偉晶巖石英一般從石英脈中發(fā)現(xiàn)，是制備高純度石英的最佳原料。例如，美國尤尼明公司使用的原料是來自斯普魯斯派恩的偉晶巖。據(jù)研究，斯普魯斯派恩偉晶巖中石英的比例為20%～30%，長石的比例為50%～60%，其余為白云石。雖然偉晶巖中石英的比例僅為約30%，遠低于石英砂和脈石英，但它具有顯著的特點：顆粒大且純度高。因此，采用破碎和化學提純工藝，其純度可以進一步提高。

張海啟等以新疆阿勒泰地區(qū)的花崗偉晶巖為原料，經(jīng)過一系列深度提純試驗后成功制備出了SiO₂含量達到99.9983%的石英精砂，產(chǎn)品純度達到4N8級。

陳虎等的研究表明，湖南仁里花崗偉晶巖原料經(jīng)國家石材質(zhì)量監(jiān)督檢測中心提純后，得到了SiO₂含量為99.9980%的高純石英砂產(chǎn)品。

中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所對鉛山縣為嶺礦區(qū)屬武夷山成礦帶花崗偉晶巖中的石英采樣，經(jīng)選礦、提純，可獲得高純石英砂二氧化硅（SiO₂）純度可達99.996%（4N6）。

白崗巖型石英

白崗巖型石英礦以斜長石、石英、白云母為主要礦物，幾乎不含鎂鐵質(zhì)礦物，其晶格雜質(zhì)Al、Ti含量呈現(xiàn)特定比例，形成獨特的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，是提純高純石英砂的理想原料。

王建平等通過構(gòu)建“高效精細分離-超常深度純化-精準定向除雜”等工序，成功以河南東秦嶺白崗巖型石英原礦制備出SiO₂含量為99.9987%、總雜質(zhì)含量僅為13.12μg/g的4N8級高純石英砂產(chǎn)品。

石英巖

石英巖是通過區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖，主要由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖石形成。中國石英巖資源豐富，但由于雜質(zhì)較多，只能提煉出普通石英。提純石英巖獲取高純石英的技術(shù)仍在研究中。

汪靈教授在提純、檢測和評價石英巖礦時發(fā)現(xiàn)，石英巖除了它傳統(tǒng)的工業(yè)應用外，有的可提純加工w（TFe）≤0.01%、w（SiO₂） 99% ±的低鐵石英砂產(chǎn)品，有的可提純加工w（SiO₂） > 99.9%的高純石英，還有個別甚至具有提純加工4N8高純石英高端產(chǎn)品的潛力。

結(jié)語

汪靈教授指出，每一處石英礦和高純石英礦都或多或少地存在脈石礦物、氣液包裹體和類質(zhì)同象替代三類雜質(zhì)，其中每一類雜質(zhì)都分別有一部分具有一定的提純加工可選性，而且同時也都分別有一部分具有一定的不可提純加工可選性。這與上述研究結(jié)果存在一個關(guān)鍵的聯(lián)系，即：每一處石英礦和高純石英礦都存在一定的提純加工局限性，而且不同的石英礦存在差異，這種差異也是價值的差異，更是需要技術(shù)去探索的那一部分。

參考來源：

汪靈《石英提純定律研究》

中國粉體網(wǎng)：《石英提純定律研究》正式發(fā)表，揭示資源稟賦的決定性作用

趙武廣等.中國高純石英資源供需現(xiàn)狀與資源保障程度研究

張晨曦等.高純石英砂的研究進展：從原料提純到功能化應用

王建平,等.東秦嶺白崗巖型高純石英原料礦發(fā)現(xiàn)、研究與意義

張海啟等.新疆阿爾泰偉晶巖型高純石英礦床地質(zhì)特征及4N8級產(chǎn)品制備技術(shù)

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)

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