制约高纯石英砂产业的因素分析

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2024-01-20

高纯石英是光纤通讯、光伏、半导体等必不可少的关键材料,在电子信息、新材料和新能源等战略性新兴产业以及国防军工中具有十分重要的地位和作用,是世界公认的战略性关键矿产资源。

近年,光伏、半导体、光纤等需求的增加拉动高纯石英砂需求快速增长。据中粉资讯研究,截止到12月28日,全国高纯石英砂市场主流价格分别为:山东地区和江苏地区4N5级别光伏用石英坩埚高纯石英砂的价格在7万元/吨及以上。

中国高纯石英原料以水晶和脉石英为主,根据推断能提纯高纯石英(3N)的脉石英资源量共计685万t,其中水晶资源量不足7000t。中国高纯石英产业链上游缺少优质原料矿是制约高纯石英产业健康发展的关键因素。

(1)缺乏适合现阶段高纯石英统一质量评价标准

因半导体、光伏等不同行业对石英产品需求标准不同,中国目前没有高纯石英的明确定义及符合现阶段的高纯石英质量评价标准。

行业标准《玻璃工业用石英砂的分级》(QB/T2196–1996)规定:SiO2≥99.98%,Fe2O3等杂质含量符合一定要求,定为高纯石英砂–超高纯石英砂级。国家标准《光伏用高纯石英砂》(GB/T32649–2016)规定:高纯石英砂中二氧化硅含量≥99.99%。湖南省地方标准《高纯(SiO2≥99.997%)的石英砂》(DB43/T1167–2016)规定:SiO2≥99.997%。国家海关将其他含硅量≥99.99%的硅单独商品编码HS28046190,以区别石英砂及硅砂(商品编码25051000)。《矿产资源工业要求参考手册》(2021年修订版)将高纯石英划分为3个等级:低端为SiO2≥99.9%(3N);中端为SiO2≥99.99%(4N);高端为SiO2≥99.998%(4N8)。

(2)缺乏高纯石英原料的选择标准

行业标准《平板玻璃用硅质原料》(JC/T529–2000)和《光伏玻璃用硅质原料》(JC/T2314–2015),明确了等级划分的标准,但未指出硅质原料的主要来源。《矿产地质勘查规范——硅质原料类》(DZ/T0207–2020)中指出“本规范所指硅质原料为主要适用于玻璃、冶金、铸型及部分适用于陶瓷和高纯石英的硅质原料,包括石英岩、石英砂岩、石英砂、脉石英和粉石英”。该规范明确了硅质原料的勘查评价要求,但对高纯石英用硅质原料来源未完全覆盖,如全球高纯石英最重要的原料矿来源为花岗伟晶岩。

《矿产资源工业要求参考手册》(2021年修订版)指出:原料评价从SiO2含量、嵌布粒度、脉石矿物种类、包裹体特征和晶格杂质等5种指标,当石英原料在5个指标中有3个及以上达到A级时,可以推荐为高纯石英原料;但未明确指出高纯石英的主要原料来源。以往研究认为SiO2>99.9%石英原料就能加工制备高纯石英砂,国内学者针对花岗伟晶岩、脉石英、天然水晶、石英砂岩、石英岩等开展过高纯石英提纯加工,但截至目前未见有石英砂岩等提纯到高纯石英砂的报道。因此,造成人力、经济和时间等诸多浪费。

结合国内外已有研究成果,认为花岗伟晶岩、脉石英和天然水晶为高纯石英的主要原料来源,特别是花岗伟晶岩。同时,从嵌布粒度、脉石矿物、包裹体种类和晶格杂质含量等矿物学研究,筛选是否具有高纯石英原料的前景。

(3)重视石英矿的重视石英矿的事先审批和事后监管,避免造成稀缺资源的浪费

2019年以来,多数省份将玻璃用石英矿采矿权下放给市级自然资源主管部门审批。高纯石英市场需求量大,近年来石英加工企业剧增;多数石英砂生产厂家为小型企业,设备相对落后且加工工艺存在较大欠缺。因此,存在有望加工为高纯石英的原料仅加工成3N石英产品。此外,还存在部分石英原矿未经提纯加工直接低端产品销售,优质矿物资源价值被低估贱卖等问题。因此,省市自然资源主管部门加强管控玻璃用石英矿勘查开发审批登记,推动矿产资源节约集约利用,避免造成稀缺资源的浪费。

参考来源:

【1】李金超,等.中国高纯石英产业链现状及发展建议.西北地质.2023.

【2】国家新材料产业资源共享《数说材料:全球7大国高纯石英原料矿汇总及我国高纯石英产业供需分析》

来源:中国粉体网

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