用于评估高纯度石英中夹杂物的快速识别方法

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Rapid identification method for inclusions in evaluating high-purity quartz

中国半导体、光伏等产业对高纯石英（4N5级）需求激增，进口依赖导致安全风险。本研究通过分析石英中包裹体含量，建立基于透光率的分级评估体系，采用ICP-MS对5个矿区样品进行纯度检测，发现包裹体少的石英经提纯后SiO?纯度达99.995%且制品透光性更优，为国产高纯石英资源开发提供新方法。

　　

摘要

半导体、光伏及其他新兴产业的快速增长导致中国对高纯度石英的需求急剧增加，尤其是4N5级（纯度为99.995%的SiO₂）的石英。然而，过度依赖进口高纯度石英对国家关键战略产业的安全构成了重大风险。为应对这一挑战，中国正致力于寻找国内的高纯度石英来源并开发高效的评估方法。本研究分析了三种类型石英中的包裹体含量：伟晶岩石英、脉状石英和白色花岗岩石英。通过分析石英颗粒中的包裹体数量，建立了一种基于石英透射率的分级系统。从不同地区采集了五份石英矿石样本进行提纯，然后使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对提纯后的精矿进行了分析。研究探讨了原始石英中的包裹体含量、提纯后石英的杂质组成以及烧结熔融石英产品质量之间的关系。研究结果表明，包裹体较少的石英在提纯后杂质含量更低、SiO₂纯度更高，且制成的玻璃更具透明度，这一点通过烧制测试得到了验证。本研究明确了石英中的包裹体与其整体质量之间的紧密联系。所提出的方法通过识别包裹体能够快速评估石英矿床的质量，为寻找高质量石英资源提供了一种实用且高效的方法。