2025年,我国矿业界有件大事,就是国务院批准高纯石英矿为我国第174个矿种。上一个新矿种,还是2017年设立的“天然气水合物”,即“可燃冰”。那么,为什么要将高纯石英矿设立为新矿种?它到底有何特别之处?下面我们就来聊一聊。

高纯石英矿。
认识高纯石英之前,先了解什么是石英。它是一种由二氧化硅(SiO₂)组成的矿物,大自然中常见的石头、沙子很多都是石英。但高纯石英不是普通的石英,它是“石英家族”里最厉害的“优等生”,二氧化硅纯度≥99.998%,而杂质元素总量通常要低于百万分之一。其纯度可想而知!如果有1吨重的高纯石英,里面的杂质加起来还没有一小勺盐那么多!
那么,高纯石英是用来做什么的呢?
在解答这个问题之前,我们先了解一下它的“神奇魔力”。
首先,高纯石英具有优异的透光性能。不管是“紫外”还是“红外”,它都能“拿捏”。因此,它既能成为深紫外光刻技术中光刻镜头的理想材料,又可用于制造红外光学仪器的窗口、透镜等部件。
其次,它不怕冷也不怕热,即使在温度剧烈变化的环境中也不易发生变形和破裂。它的熔点高达1713℃,可在高温环境下长期稳定工作。在半导体芯片制造过程中,承载硅片的石英舟就需要具备这种优异的热稳定性;航天发动机的热防护部件、高温炉的发热元件等也离不开高纯石英材料。
此外,高纯石英绝缘性能极佳。在5G通信基站的射频器件中,高纯石英可用于制造高性能的绝缘支撑部件,确保信号传输的稳定性和可靠性。
这就是高科技世界的“透明魔术师”——高纯石英。
然而,作为战略性新兴产业必不可缺的关键基础材料,在我国却是一种稀缺资源,绝大部分原料都需要外援——大部分是从美国进口,少部分来自印度、挪威等国家。
要想改变“卡脖子”的现状,就得加强国内矿产勘查和相关提纯技术的研究,提升高纯石英原料矿石的自主保障能力。
长期以来,我国的矿产资源名录里并没有高纯石英矿的位置。这也对推动高纯石英矿的勘查、科研、管理、开发等都造成了一定的影响。

产自河北的5N级脉石英型矿石样品。

高纯石英砂。
其实,我国不是没有高纯石英矿。近年来,自然资源部积极推进实施新一轮找矿突破战略行动,中国地质调查局以及河南省相关单位在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现了与美国高纯石英矿床类型相似的高纯石英矿产资源,发现多处可以制备高纯石英砂的矿区。
同时,高纯石英矿提纯等关键技术及装备也在不断突破,获得了4N5级(纯度99.995%)以上中试产品,一些样品达到4N8级(纯度99.998%),迈出实现国产化替代的关键一步。
可以说,国务院批准高纯石英矿为我国第174个矿种,是对保障国家资源安全和相关产业链供应链安全具有战略意义的重要举措,恰逢其时。
下一步,我国将健全相关行业标准,加大科技攻关力度,推进勘查开发统一管理,同时考虑尽快将高纯石英矿列入战略性矿产目录,多措并举加快高纯石英从勘查到开发再到产业化的步伐。

湖北东部脉石英型高纯石英矿。

中试生产线。
来源:i自然
作者:周飞飞 郭莹莹 赵九江
编辑:朱婷劼 实习生 杨嘉仪
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