Research on quartz purification law

石英是一种用途十分广泛的重要工业矿物，高纯石英矿是世界稀缺、我国高度依赖进口的战略性矿产资源。采用多种提纯加工技术方法，通过不同矿床工业类型的石英矿(含高纯石英矿，下同)提纯加工特点及高纯石英产品再提纯加工实验研究，发现了石英矿SiO₂提纯加工的一个十分重要的客观规律，并将其总结和归纳为“石英提纯定律”，即：对于加工制备具有一定粒度的石英原材料(含高纯石英，下同)来说，每一处石英矿和高纯石英矿都存在一定的提纯加工局限性，在现有技术经济条件下，其SiO₂含量存在一个相对的提纯加工极限值。简单来说，石英矿和高纯石英矿的资源禀赋决定其提纯加工效果，每一处石英矿能够提纯加工什么SiO₂纯度的石英砂产品主要是由其自然属性决定的。该定律的实验依据是：以石英矿为原料提纯加工石英原材料，对于SiO₂的提纯加工效果，不仅不同矿床工业类型的石英矿是不同的，并且即使矿床工业类型相同、产地不同的石英矿也不相同; 但在一定工艺条件下，同一处石英矿的SiO₂含量存在一个相对的提纯加工极限值。该定律的理论依据是：石英原材料是以石英矿为原料加工的具有一定粒度的石英砂产品; 每一处石英矿和高纯石英矿都或多或少的存在脉石矿物、气液包裹体和类质同象替代三类杂质，其中每一类杂质都分别有一部分具有一定的提纯加工可选性，而且同时也都分别有一部分具有一定的不可提纯加工可选性。该定律的重要意义是，揭示了资源禀赋在石英原材料提纯加工中的决定性作用，可为石英矿、尤其是高纯石英矿的评价与找矿、原料品级划分与高效利用提供科学依据。该定律的重要启示是：在制约高纯石英开发利用的4个技术要素中，以高纯石英原料的评价、遴选与找矿技术最为重要也最为关键，故而实现我国4N8高纯石英高端产品生产安全自主可控的关键是寻找能够稳定满足工业生产需要的高纯石英矿(A级矿)。