中國粉體網訊 根據不同成礦特性和理化特性,石英礦物可分為巖漿巖型、變質型、熱液型、沉積型;對應的石英巖分別為花崗偉晶巖、脈石英巖、石英巖和石英砂。其中巖漿型花崗偉晶巖石英是高溫巖漿緩慢結晶而成,巖漿溫度高冷卻時間長,石英體系中雜質易析出,因而巖漿巖型花崗偉晶巖中的石英純度極高,氣液包裹體極少,是典型的高純石英原料。
國內有沒有巖漿型花崗偉晶巖石英?
眾所周知,目前國際上公認的是美國的花崗偉晶巖型石英礦床,以儲量大、品質好最為著名。美國尤尼明公司憑借北卡羅來納州Spruce Pine地區優質的花崗質偉晶巖,持續壟斷著純度達到4N8級(99.998%)以上的國際高端高純石英砂市場。
我國鮮有花崗偉晶巖型石英礦床的報道。2021年12月,從河南省有色金屬地質礦產局獲悉,該局通過3年多聯合科技攻關,在東秦嶺(河南段)發現了可用于提取超高純石英砂的礦產資源,實驗室提純實驗結果顯示SiO2純度最高達到了99.9981%,半工業化試驗結果顯示SiO2純度最高達99.9969%。這是在國內首次發現,也是全球第二個可用于提純超高純石英砂花崗偉晶巖資源。
據趙金洲等人分析,河南省東秦嶺-大別山帶花崗偉晶巖類型主要為中粗粒白云母型花崗偉晶巖,一般規模較大, 從幾百米到千余米,寬從幾米到幾十米;以脈狀為主,其次有板狀、透鏡狀及不規則狀,具分枝復合、尖滅再現特點,有的局部收縮或膨脹。如盧氏縣官坡一帶的偉晶巖脈展布多受構造裂隙制約,呈北西-南東向成群平行分布,中部巖脈密集,兩端稀少。偉晶巖脈侵位于秦嶺群黑云斜長片麻巖中。東秦嶺-大別山造山帶高純石英工業礦床方面具有重大的找礦潛力。
中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員陳健說:我們利用國內的花崗偉晶巖原料,第一次做出了如此高純度的石英砂,其純度接近國外最高端的高純度石英礦水平,在打破國內高純石英砂制備“卡脖子”技術難題方面取得了重要進展。
脈石英是加工高純石英的理想原料之一
由于我國鮮明的石英資源特點,決定了利用脈石英、石英巖等品質較差的石英原料制備高純石英是未來研究的主要方向。
脈石英是加工高純石英的理想原料之一,其工業價值和應用優勢是:第一,高純石英的附加值高,絕對用量少,過去按傳統應用標準,是小礦;而今按新用途標準,則是大礦。第二,與石英巖和石英砂巖相比,脈石英幾乎都由石英組成,SiO2純度一般都在3N及以上,其它雜質含量相對較少,有利于高純石英的提純加工。第三,與天然水晶相比,脈石英除開采條件優勢外,同一礦區的礦石質量相對比較穩定,為礦物原料均一化加工創造了條件。
國內外實際生產也證明,脈石英可以替代水晶作為加工提純高純石英的原料。例如韓憲景以SiO2含量為99.6%的脈石英為原料,提純加工3N 高純石英砂(40~70目,70~140目);張凌燕等介紹了以三種巖性特征各異的脈石英巖為原料,經浮選、酸處理制取3N高純石英微粉的可能性;劉理根等以SiO2含量為99.76%的脈石英為原料,提純加工粒度為80~140目的4N高純石英粉;2022年7月,成都理工大學汪靈教授成功以525萬轉讓高純石英專利技術!此次成交專利技術正是以脈石英為原料加工4N高純石英新方法。
小結
石英原料決定了高純石英質量,選擇合適的石英原料是成功加工出高純石英的關鍵。近幾年,隨著戰略性新興產業在國民經濟中地位逐步提高,中央和地方財政以需求為導向部署了一大批脈石英礦產資源調查評價工作,取得了較為豐富的成果。另一方面,實現自主生產高純石英,還需要加強對高純石英原料進行更全面更具體的基礎理論研究。
參考資料:
顏玲亞等.我國脈石英礦床類型及成礦規律
焦麗香等.我國脈石英資源開發利用現狀及供需分析
詹建華等.我國脈石英資源現狀分析
趙金洲等.東秦嶺花崗偉晶巖中高純石英礦物的可利用性研究
汪靈.石英的礦床工業類型與應用特點
中國礦業報.河南省有色地礦局突破超高純石英提純技術
成都理工大學.祝賀我院汪靈教授團隊實現科技成果高值轉化
(中國粉體網編輯整理/黑金)
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