高纯石英是由水晶、脉石英、花(huā)岗伟晶岩等矿石作為(wèi)原料经提纯后的一种矿产品，是硅产业高端产品的物(wù)质基础，广泛应用(yòng)于战略性新(xīn)兴产业。
全球高纯石英原料矿床主要分(fēn)布于巴西、美國(guó)、加拿(ná)大、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中國(guó)等。据美國(guó)地质调查局统计数据，截至2019年底，全球高纯石英原料矿产资源约7300万t，其中，巴西是全球第一大资源量國(guó)，资源量為(wèi)2111万t，矿石类型主要為(wèi)天然水晶；美國(guó)是第二大资源量國(guó)，资源量為(wèi)1822万t，矿石类型主要為(wèi)花(huā)岗伟晶岩型石英。加拿(ná)大位列全球第三，资源量為(wèi)1000万t，矿石类型主要為(wèi)脉石英。
國(guó)际上公认的是美國(guó)的花(huā)岗伟晶岩型石英矿床，以储量大、品质好最為(wèi)著名。我國(guó)高纯石英原料矿以脉石英和水晶為(wèi)主，资源量共计為(wèi)685万t，其中水晶资源量仅為(wèi)0.69万t。我國(guó)的高纯石英原料矿床主要分(fēn)布在湖(hú)北蕲春（灵虬山(shān)脉石英矿SiO2含量為(wèi)99.35%）、江苏东海（SiO2含量為(wèi)99.19%）、安徽旌德（版书乡龙川脉石英矿SiO2含量為(wèi)99.01%）和太湖(hú)等地區(qū)，其中以江苏东海的水晶品质最為(wèi)优越，但保有(yǒu)资源量已接近枯竭。另外在安徽凤阳、江苏新(xīn)沂、新(xīn)疆阿勒泰地區(qū)也有(yǒu)分(fēn)布。 1. 美國(guó)1.1斯普鲁斯派恩矿床
今天，一起看看全球七大國(guó)高纯石英原料矿分(fēn)布，纯度超乎你想象！
斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）高纯石英原料矿坐(zuò)落于美國(guó)北卡罗来纳州西部米切尔县（Mitchell County）的斯普鲁斯派恩镇。采矿區(qū)有(yǒu)超过100年的悠久采矿历史。石英的杂质元素含量极低，经机械和化學(xué)提纯后，制得的高纯和超纯石英主要用(yòng)于半导體(tǐ)晶體(tǐ)、精密光學(xué)玻璃以及光伏、照明等产业。该矿供给了全球90%以上的高纯石英砂需求量，在相当長(cháng)时间内甚至是唯一的来源地。2009年BBC称此地為(wèi)“地球上最具战略价值的平方英亩”（Nelson，2009）。
1.2博维尔矿床
博维尔矿位于爱达荷州北部拉塔县博维尔镇(Bovill，Latah County)。经電(diàn)子探针分(fēn)析，该矿石中石英晶體(tǐ)的纯度大于99.9%。2010年，艾矿产股份公司(I-Minerals，Inc.)完成预可(kě)行性研究，研发出SiO2纯度為(wèi)99.9%~99.997%的高纯石英砂产品。矿床钾長(cháng)石和石英的探明资源量437.8万吨，控制资源量885.7万吨，共计1323.5万吨( I-Minerals，2020a)。博维尔矿高纯石英资源量巨大，矿石的提纯加工难度较低。采用(yòng)传统浮选提纯工艺，即可(kě)生产高纯石英砂。
2.澳大利亚
澳大利亚的石英资源非常丰富，主要分(fēn)布于昆士兰州北部、维多(duō)利亚州和西澳大利亚州。其中，昆士兰州北部為(wèi)主要的高纯石英原料矿来源地，目前已发现灯塔（Lighthouse）、糖袋山(shān)（Sugarbag Hill）、白泉（White Springs）、石英山(shān)（Quartz Hill）等多(duō)处矿床。
2.1灯塔矿床
矿床位于昆士兰州北部的乔治敦區(qū)(Georgetown)。艾恩斯利(Einasleigh) 镇在矿區(qū)西南16km，是最近的城镇。灯塔矿床由东、西两座状似灯塔、高出地表约440m的石英山(shān)峰组成，因此得名。该矿區(qū)矿石纯净、呈半透明或乳白色、块状，近直立状充填于断层中。经测试东、西矿體(tǐ)的矿石纯度＞99.9%，主要杂质元素Al、Ti、Fe、P、Ca 等含量均较低，经过简单机械提纯后，纯度即可(kě)达99.95%以上，证明灯塔矿床為(wèi)优质的高纯石英原料矿。
2.2糖袋山(shān)矿床
矿床位于乔治敦區(qū)（Georgetown），西北距离乔治敦镇约25km，东距灯塔矿60km。矿石质量极為(wèi)优质，原位SiO2纯度可(kě)达99.99%以上。2016年普查结果表明，矿體(tǐ)長(cháng)约600m，平均厚度20m，钻孔揭示矿體(tǐ)深度60~80m(Alper，2019)。经取样测试和选矿提纯实验，可(kě)制得高纯石英砂纯度达99.995%~99.999%，满足太阳能(néng)和半导體(tǐ)产业的质量要求。目前，糖袋山(shān)矿床尚未开采和生产高纯石英砂，但其探明和控制的资源量规模可(kě)观，可(kě)露天开采。
2.3白泉和石英山(shān)矿床
从乔治敦镇到惊喜山(shān)镇(Mt.Surprise)的1号公路沿線(xiàn)分(fēn)布着白泉和石英山(shān)矿。矿床均為(wèi)热液石英脉型。白泉矿的矿石质量优异，原料SiO2纯度达99.99%以上，被推断高纯石英的资源量150万吨。石英山(shān)矿石原料纯度大于99.5%，预测高纯石英资源量达1400万吨，资源规模巨大。白泉矿可(kě)生产的高纯石英砂纯度涵盖99.99%~99.999%，年产高纯石英砂3万吨，应用(yòng)于光伏和半导體(tǐ)产业领域。目前，石英山(shān)矿床尚未进入开采期。
2.4克雷西克矿床
矿床位于澳大利亚维多(duō)利亚州（Victoria）中南部的克雷西克區(qū)（Creswick）。矿床為(wèi)金矿尾矿型，由19世纪淘金热开采金矿废弃后的尾矿组成(Hughes，2013) 。矿石是尾矿中6～200mm的石英砾石，质量优异，杂质元素含量低，尤其是B和P含量很(hěn)低，可(kě)用(yòng)于液晶显示器、光伏、半导體(tǐ)、光學(xué)玻璃等产业。经澳大利亚联邦科(kē)學(xué)与工业研究组织(CSIRO) 采用(yòng)传统机械和化學(xué)提纯工艺处理(lǐ)后，制得的高纯石英砂SiO2纯度可(kě)达99.995%。
3. 俄罗斯
在俄罗斯乌拉尔山(shān)脉的东侧，有(yǒu)2处高纯石英矿床，分(fēn)别是亚极地乌拉尔的萨兰保尔(Saranpaul)矿床和南乌拉尔的克什特姆(Kyshtym) 矿床。其中，克什特姆矿的规模较大，开发程度高，其高纯石英产品质量优，在國(guó)际市场占有(yǒu)一定比例。
3.1克什特姆矿床
克什特姆矿床位于俄罗斯車(chē)里雅宾斯克州（Chelyabinsk）的克什特姆市( Kyshtym)，东南距离車(chē)里雅宾斯克市100km。矿床為(wèi)热液脉石英型。矿區(qū)总長(cháng)15km，宽1~3km，面积20km2，石英储量136万吨。矿床开发始于20世纪60~70年代，至今已超过50年。早期采矿主要用(yòng)于建筑材料、玻璃等传统行业。2011年之后开始开采生产高纯石英砂。2022年产能(néng)预计达6000吨/年，矿山(shān)可(kě)满足满负荷生产30年服務(wù)年限。
3.2萨兰保尔矿床
萨兰保尔矿床地处俄罗斯汉特－曼西自治區(qū)(Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Ugra) 别列佐夫斯基區(qū)(Berezovsky District) 的西北缘，东南距萨兰保尔村( Saranpaul＇)85km。矿床為(wèi)热液脉石英型。矿石呈半透明－透明状，玻璃光泽。根据2014年矿區(qū)的勘探报告，可(kě)用(yòng)作高纯石英的资源量為(wèi)33万吨 (Development Corporation JSC，2017)。此外，在矿區(qū)范围外发现有(yǒu)多(duō)条尚未勘探的石英脉，遠(yuǎn)景资源量可(kě)能(néng)更為(wèi)可(kě)观。
4.毛里塔尼亚
4.1乌姆阿奎尼纳矿床
矿床位于毛里塔尼亚西部的努瓦迪布湾省(Dakhlet Nouadhibou)，西距努瓦迪布（Nouadhibou）港口130km。矿床為(wèi)热液脉石英型。矿石呈浅灰色的半透明状、光滑透明状，部分(fēn)采样矿石的SiO2含量大于99.8%。地表出露的矿體(tǐ)表现為(wèi)破碎的大块脉石英砾石，其上覆盖少量红土。石英的推断资源量為(wèi)500~1000万吨(Feytis，2010)，但因缺少钻孔验证和测试分(fēn)析以及必备的选矿实验，可(kě)用(yòng)作高纯石英原料的资源量不明。截至目前未进行有(yǒu)效的采矿活动。
4.2查米矿床
查米矿床位于努瓦迪布湾省(Dakhlet Nouadhibou)东部，距乌姆阿奎尼纳矿20km。矿床成因、矿石类型、围岩、赋存特征与乌姆阿奎尼纳矿类似，矿石呈半透明状、光滑透明状，矿石SiO2含量為(wèi)98% ~99.9%。表层2.7m以上矿體(tǐ)的高纯石英原料探明储量72.5万吨; 2.7m以下矿體(tǐ)可(kě)延伸至8m，探明储量有(yǒu)进一步扩大的空间。
5. 加拿(ná)大
在加拿(ná)大魁北克省东南部约翰比兹湾(Johan Beetz Bay) 的海岸带，10条北东－南西向的热液脉石英矿體(tǐ)出露地表，即约翰比兹高纯石英原料矿。结果显示矿石的SiO2含量為(wèi)98.7%~99.6%，杂质元素B和P的平均含量分(fēn)别低于0.25×10-6和0.2×10-6，可(kě)用(yòng)来生产光伏石英坩埚。在计入采矿损失后，2号脉和9号脉地表矿體(tǐ)的高纯石英控制资源量分(fēn)别為(wèi)174.3万吨和50.7万吨，合计225万吨(Bathalon，2014)。
6. 挪威
作為(wèi)南北狭長(cháng)的山(shān)地之國(guó)，挪威的石英资源非常丰富，并且拥有(yǒu)TQC、埃肯股份( Elkem ASA) 等全球石英产业巨头。挪威地质调查局根据境内石英矿石的测试数据，还提出一套基于晶格杂质元素含量的高纯石英质量评价指标(Müller et al., 2007; Müller et al., 2012)。当前，北部的德拉格矿床和南部的内索登(Nesodden) 矿床是挪威主要的高纯石英原料产地。
6.1德拉格矿床
德拉格矿區(qū)地处挪威北部诺尔兰郡廷斯菲尤尔峡湾(Tysfjord) 西侧的德拉格村(Drag)附近，由分(fēn)布在方圆5km2的数十个伟晶岩型的石英矿體(tǐ)组成。石英晶體(tǐ)纯净，粒径平均6mm，Al、Ti、Li、B等晶格杂质元素均达到高纯石英原料的质量要求( Müller et al，2012)。德拉格矿區(qū)的开采始于1907年。早期的矿山(shān)以露天方式开采伟晶岩中的钾長(cháng)石，到了1996年开始采矿生产用(yòng)于光學(xué)、照明设备、光伏的高纯石英砂。
6.2内索登矿床
内索登矿(Nesodden)位于挪威西南部的霍达兰郡的克文(wén)赫拉德市(Kvinnherad)。矿體(tǐ)長(cháng)约580m，宽15m，延伸150m，矿石中的石英晶體(tǐ)较大。截至目前，尚未开采内索登高纯石英矿。但是，该矿对高纯石英砂及制品行业具有(yǒu)相当大的影响。矿床的资源量大且矿區(qū)高纯石英的后备资源相当丰富。在断裂带北段也发现了克瓦维克( Kvalvik) 热液脉石英矿，推断资源量70万吨，其矿石质量与内索登矿类似，可(kě)用(yòng)作高纯石英原料。
7.中國(guó)
近年来，我國(guó)一些石英砂矿山(shān)企业正努力研发高纯石英的提纯工艺，取得了突破性进展。湖(hú)北蕲春、江苏东海、安徽旌德和太湖(hú)等地的优质热液脉石英可(kě)能(néng)具有(yǒu)高纯石英原料的潜力(焦丽香，2019)。灵虬山(shān)脉石英矿位于湖(hú)北省蕲春县西北约20km的横車(chē)镇。钻孔取样分(fēn)析结果表明，矿石几乎全由石英组成，晶體(tǐ)粒径1~2mm。矿石SiO2纯度＞99.35%，Al2O3＜0.22%，Fe2O3＜0.02%。目前，灵虬山(shān)石英矿采用(yòng)露天开采，其设计矿山(shān)规模為(wèi)年采1.5万吨矿石。