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摘要:
石英资源是重要的基础性非金属矿产资源，广泛用于玻璃、机械铸造、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷等领域，不同行业对石英砂的技术要求和用量各不相同，宏观了解石英资源的开发利用特点和市场应用对石英资源的高效合理利用意义重大。介绍了我国各类石英资源的资源现状、不同类型矿石的开发利用特点及主要应用方向，详细总结了玻璃、高纯石英、机械、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷、石油、板材等不同领域对石英原料的标准技术要求和产品特点；从石英资源开发利用全领域角度出发，系统梳理了不同领域石英资源的用量及产值，详细分析了高纯石英市场现状及供需发展趋势。结合石英资源开发利用现状，提出了在石英资源的开发利用过程中应分类评价、分级利用等对策建议，以期进一步提高我国石英资源开发利用水平和保障能力。
Abstract:Quartz resources are important fundamental non−metallic mineral resources, widely used in glass, mechanical casting, electronics and electrical engineering, metallurgy, refractory materials, chemical engineering, ceramic bodies, etc. The technical requirements and consumption of arenaceous quartz for different industries are different. The macro summary of the utilization characteristics and current application status of quartz resources is of great significance for the quartz resources’ rational utilization. The quartz resources’ current reserves situation, different types of quartz ores’ utilization characteristics and the main application directions in China are introduced. The technical requirements and main utilization characteristics of quartz raw materials in different fields such as glass, mechanical casting, electronics and electrical engineering, metallurgy, refractory materials, chemical engineering, ceramic bodies, etc are summarized. From the perspective of the entire industry of quartz resources’ utilization, the usage and output value of quartz resources in each field are systematically reviewed. The current market situation and development trend for high purity quartz are detailed analysised. In order to improve the utilization level and guarantee capacity of quartz resources in China, some suggestions of the classified evaluation and graded utilization in the process of quartz resources’s utilization are proposed.
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Key words:
- quartz resources /
- arenaceous quartz /
- technical characteristics /
- market situation /
- high purity quartz
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表 1 石英的矿石类型及主要应用
Table 1. Ore types and main applications of quartz
序号 矿石类型 成因 应用 1 脉石英 热液成因（变质热液、岩浆热液、伟晶岩） 中高端产品：主要用于高端玻璃、硅微粉、工业硅、高纯石英等 2 石英砂岩 沉积成因 低端−中端产品：整体加工提纯上限有限，主要用于玻璃、陶瓷、冶金、耐火材料、板材等大宗产品行业 3 石英岩 变质成因 低端−中端产品：主要用于玻璃、陶瓷、冶金、石油压裂砂、化工、机械铸造等 4 天然石英砂 沉积成因 低端−中端产品：冶金、陶瓷、铸造砂、石油压裂砂等 5 粉石英 风化残积 中端−中高端：耐磨材料、硅微粉、耐火材料、陶瓷、板材等 6 水晶 热液成因 高端产品：压电水晶、光学、天然装饰品等 7 花岗伟晶岩 岩浆热液成因 高端产品：高纯石英 
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表 2 不同领域对石英原料要求和产品主要技术特点[2-4,8-22]
Table 2. Requirements for quartz raw materials and main technical characteristics of products in different fields[2-4,8-22]
行业领域 主要产品
类型产品应用 原料或产品部分技术要求 产品特点 玻璃行业 平板玻璃 常用平板玻璃及其衍生品，如夹丝玻璃、压花玻璃、玻璃砖、空心玻璃等 SiO2≥90.50%，Al2O3≤4.50%，Fe2O3≤0.30%，水分<5% / 玻璃纤维 复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料等 根据用途P2O5和Fe2O3等有不同要求，粒度通常<0.04 mm 绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高 器皿玻璃 制作瓶罐、玻璃仪器、药用玻璃器皿等，如啤酒瓶、玻璃杯及装饰品，
玻璃药瓶等一般器皿，SiO2≥90%，Al2O3≤4%，
Fe2O3≤0.3%药用硅硼玻璃要求耐热性和化学稳定性好 钢化玻璃 建筑玻璃外墙、汽车玻璃等 要求同平板玻璃，制作工艺和技术不同 强度高，不易碎 光伏玻璃 超白玻璃，用于太阳能光伏发电系统的盖板玻璃、高档建筑外墙玻璃等 SiO2≥99%，Al2O3≤0.50%，
Fe2O3≤80 μg/g，等，粒度0.1−1mm透光率高、自爆率低、透明度高 光伏薄膜电池基板玻璃（非晶硅电池玻璃基板） SiO2≥98.50%，Al2O3≤1.00%，等，
粒度0.1～0.6 mm绝缘性好，机械强度高 电子玻璃 信息显示基板玻璃 SiO2≥98.80%，Al2O3≤0.50%，等，
产品性能主要体现在后期加工技术上热稳定性好、机械强度高、分辨率高 高强盖板玻璃、超薄触摸屏玻璃等，如手机盖板、触摸屏、平板电脑等 目前市场上主流的触摸屏盖板玻璃
主要为高铝硅酸盐玻璃，通常SiO2
含量>99.6%，铁钠钾有相关要求高透光性、高耐划伤性、高抗冲击性、
良好加工性等高纯石英
行业电光源级 汽车疝气灯、医用紫外线杀菌灯、高压汞灯、金属卤化物灯、特种光源用石英管棒等 不同领域对杂质要求不同目，如美国尤尼明公司IOTA−6可做UHP光源玻璃；IOTA−CG，STD可做金属卤化物灯，粒度40～200目 耐高温、透光度高 光纤级 通信光纤等 纤芯多为人造高纯石英；包层通常为低碱，超高纯，如挪威TQC公司NC4XF系列产品 利用纤芯和包层折射率差实现光传导：纤芯加少量氧化锗，增强折射率；包层玻璃加入少量B，降低折射率 半导体级 半导体管、外层料等 通常低以低铁含量、低碱金属含量、低羟基含量，如江苏太平洋PQE系列；粒度100～400 μm 纯度高，有好的抗析晶性，耐高温、强度高 光学级 光学镀膜、高端镜头、光学仪器、航空玻璃等 人造高纯石英与天然高纯石英均有
利用，如挪威TQC公司NC4A系列产品透光率高、热膨胀系数低、高强度 光伏级 光伏管、棒，光伏坩埚外层料等 总杂质含量≤25 μg/g，其中K、Li、Na
含量和≤2.5 μg/g；粒度70～350 μm有好的抗析晶性，耐高温、强度高 半导体坩埚、光伏坩埚级 半导体坩埚、光伏坩埚内层料等 低碱，低包裹体，超高纯，粒度70～
350 μm，如美国尤尼明公司IOTA−8有好的抗析晶性，耐高温、强度高 机械行业 铸造用砂 造型用砂，铸造生产中用来配制型砂和芯砂的一种造型材料 不同型号要求不同，通常SiO2≥80%，Al2O3≤10%，等；含泥量<1%；主要对粒度>0.15 mm；适宜的颗粒形状粒度 耐火度高、热稳定性好、透气性好、化学性质稳定 3D打印砂 SiO2≥90%，Al2O3≤10%，CaO+MgO<0.6%，等，含泥量≤0.2%，粒度0.053～0.3 mm 强度高，粒度适中 电子、电工行业 工业硅 金属硅、有机硅、单晶硅、多晶硅等 通常SiO2>99.0%，Al2O3<0.25%，Fe2O3≤0.15%，等 低纯度可以用于硅铝合金、有机硅等（≥98.5%）；高纯度（≥99%）用于多晶硅、单晶硅 硅微粉 普通硅微粉，用于耐火材料、低端涂料、水泥等 SiO2≥90%，Fe<100 μg/g 耐高温，不易腐蚀，
强度高结晶硅微粉，低端覆铜板（如冰箱、洗衣机用）、环氧塑封料（如充电器、插排）、电工绝缘材料、胶黏剂、涂料等 硅微粉中SiO2≥99.6%，
Fe2O3<20 μg/g，等绝缘性好 熔融硅微粉，中端覆铜板（如汽车、手机、电脑等）、环氧塑封料
（如洗衣机、冰箱、光伏组件等集成电路封装）、胶黏剂、涂料等硅微粉中SiO2≥99.8%，Fe2O3<8 μg/g，石英原料中气液包裹体较少 绝缘性好 电子球形硅微粉，高端覆铜板（如航空航天、超级计算机等）、环氧塑封料
（如智能手机、超级计算机集成电路、芯片封装）、高端涂料、特种陶瓷等利用优质高纯度结晶或者熔融角形硅微粉通过火焰法等复杂工序加工制成的。对石英原料要求>99.99%，且Th、U等放射性元素含量低 绝缘性好，辐射性低 冶金行业 冶金辅料 作冶炼添加剂、熔剂以及各种硅铁合金 通常用SiO2>97%，Al2O3<1%，等 炼钢时加入硅铁合金，能够节能、去氧等 碳化硅 黑碳化硅、绿碳化硅，主要用于磨料、磨具、高级耐火材料，精细陶瓷等 通常SiO2>99.3%，粒度0.5～3 mm 硬度高、化学性能稳定、导热系数高、
热膨胀系数小耐火材料行业 耐火硅砖 炉窑用高硅砖、普通砖等 SiO2>96%，Al2O3<1.3%，Fe2O3<1.3% 耐高温 化工行业 硅酸钠 硅酸钠是橡胶、塑料的填料（提高耐磨性）、白炭黑、硅胶、干燥剂及无定形二氧化硅等原材料 通常硅酸钠对石英砂要求至少达到容器玻璃用砂标准，SiO2≥99.5%，Al2O3≤0.01%，等 化学性质稳定 石油钻井 压裂砂 石油压裂砂 粒度根据地层孔隙度确定，粒径相对均一，球度好，酸溶解度低 强度高，性质稳定，
球度好陶瓷行业 陶瓷 日用陶瓷，无线电陶瓷器件，是配制配料和釉料的良好原料 日用陶瓷SiO2≥98.5%，Fe2O3≤0.15%；电陶瓷SiO2≥98.5%，Al2O3≤1%，Fe2O3≤0.05%，等 石英在高温下可以转变成莫来石晶体，使得瓷器具有较高的机械强度和化学稳定性 板材 板材砂 人造石材 耐水度≤0.2%，耐酸度>99%，无杂色 硬度高、耐腐蚀、耐磨损 水处理 石英滤料 水处理用石英滤料 SiO2>98%，含泥量<1%，破碎料磨损率之和<2%，盐酸可溶率<3.5% 化学性质稳定，无毒无害
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图(6)
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