高纯石英是指SiO?质量分数超过99.99%的石英,具有高硬度、耐磨、化学性质稳定等特点,广泛应用于半导体、光伏、精密光学及光纤通信等战略性高新产业。然而,我国高端高纯石英产品仍需大量进口,相关资源及加工技术被美国等国垄断。
关于高纯石英的概念及质量标准,不同产业有不同的要求,但通常SiO?含量大于99.99%的石英被归为高纯石英。国家标准《光伏用高纯石英砂》和《单晶硅生长用石英坩埚》对高纯石英产品的外观、粒径、SiO?含量及杂质元素含量做出了详细规定。学术界对高纯石英的定义也有所不同,国内学者将其划分为四个级别:高端(≥99.998%)、中高端(≥99.995%)、中端(≥99.99%)和低端(≥99.9%)。
全球高纯石英原料矿床主要分布在美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等国。其中,美国北卡罗来纳州的Spruce Pine矿脉储量最多、质量最高,占全球供应量的90%以上。我国高纯石英原料以脉石英和天然水晶为主,总资源量约685万t,但高品质水晶资源已接近枯竭。
随着我国高新技术产业的快速发展,对高纯石英的需求日益扩大,尤其在半导体、光伏和光纤行业,其消费量占总量的90%左右。当前,我国高纯石英生产特征为低端有保障、中端有缺口、高端依赖进口。尽管我国高纯石英年产量仅占全球的7%,但进口量却居全球首位,每年平均进口量超过14万t。