目前全球高純石英原料礦床主要分布于巴西、美國、加拿大、挪威、澳大利亞、俄羅斯、中國等。共14處礦床，在產礦山僅7座。全球高純石英砂資源量在5000-6600萬噸，在產資源量在2000-2500萬噸。

截至2019年底，全球高純石英原料礦產資源約7300萬t，其中，巴西是全球第一大資源量國，資源量為2111萬t，礦石類型主要為天然水晶；美國是第二大資源量國，資源量為1822萬t，礦石類型主要為花崗偉晶巖型石英。加拿大位列全球第三，資源量為1000萬t，礦石類型主要為脈石英。

國際上公認的是美國的花崗偉晶巖型石英礦床，以儲量大、品質好最為著名。我國高純石英原料礦以脈石英和水晶為主，資源量共計為685萬t，其中水晶資源量僅為0.69萬t。主要分布在湖北蘄春（靈虬山脈石英礦SiO2含量為99.35%）、江蘇東海（SiO2含量為99.19%）、安徽旌德（版書鄉(xiāng)龍川脈石英礦SiO2含量為99.01%）和太湖等地區(qū)，其中以江蘇東海的水晶品質最為優(yōu)越，但保有資源量已接近枯竭。另外在安徽鳳陽、江蘇新沂、新疆阿勒泰地區(qū)也有分布。

石英礦從SiO2純度以及雜質元素含量（FeK、Na、Li、Ca、Mg等），可以將石英分為普通石英和高純石英。一般而言，SiO2含量高于99.9%，Al、Fe等雜質含量小于20ppm，K的雜質含量小于1ppm的石英砂定義為高純石英。

根據純度的不同，我們可以進一步劃分高純石英為低端（3N）、中端(4N)、中高端(4N5)、高端(4N8及以上)。

不同純度的石英具體應用領域有所不同，3N以下的普通石英用來制造玻璃、耐火材料等。3N級用來制造硅酸系化工材料，4N級用作電子封裝等領域、4N8應用于光伏、通信，5N級應用于半導體、芯片。

從應用領域來看，半導體和光伏為全球高純石英砂需求最大的兩個行業(yè)，產品附加價值較高。

而半導體與新能源產業(yè)是各國核心戰(zhàn)略產業(yè)，高純石英作為關鍵基礎性材料，制備技術和出口受到嚴格的保護和限制。

高純石英原礦一般是由水晶、脈石英、花崗偉晶巖等礦石作為原料經提純后的一種礦產品。其提純工藝流程較為復雜，通常包括以下幾個主要環(huán)節(jié)：預處理、物理處理和化學處理三個過程。

1. 預處理階段：

破碎與磨礦：將石英原礦經過粗碎和細碎，然后研磨至所需粒徑，以便后續(xù)的雜質去除和精選操作。

擦洗：通過機械擦洗或超聲擦洗，去除石英砂表面的薄膜鐵、黏土和其他易于脫落的雜質。

手選或揀選：人工挑選出明顯可見的異色顆粒或雜質。

磁選：利用磁選機去除石英砂中的磁性雜質，如赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等。

2. 物理分選：

色選：利用光電技術識別不同顏色的礦物，剔除有色雜質。

浮選：在溶液中添加藥劑，使雜質礦物與石英砂因表面性質的不同而實現分離。

3. 化學處理：

酸浸：將經過物理提純后的石英砂浸泡在酸性溶液（如氫氟酸、鹽酸或其他酸類）中，以溶解包裹在石英顆粒內部或表面的堿金屬、堿土金屬以及其他難溶于水但能溶于酸的雜質。

堿處理：對于某些特定類型的雜質，可能還需要進行堿處理。

氯化焙燒：有時會采用高溫氯化焙燒法來去除部分難以用酸處理掉的雜質。

4. 后續(xù)處理：

洗滌：酸浸后，對石英砂進行多次清洗以去除殘留的酸液和溶解下來的雜質。

脫水：使用過濾機或離心機將洗凈的石英砂進行脫水處理。

干燥：經過脫水后的石英砂進行烘干，確保產品不含水分，同時防止水分導致的二次污染或雜質沉淀。

精細分級：根據最終產品的純度要求，可能還會進行精細分級篩選，確保石英砂粒度均勻且符合質量標準。

通過以上一系列工序，可以將石英砂提純至二氧化硅含量達99.9%以上的高純度等級，滿足高端應用領域的要求。值得注意的是，實際生產過程中具體的提純工藝流程可能會根據石英礦的特性、雜質類型以及最終產品質量要求等因素進行適當調整和優(yōu)化。

通過這些復雜而精細的提純工藝，可以有效降低石英砂中的氣液包裹體、類質同象雜質等含量，從而得到滿足高端石英坩堝制造所需的高純石英砂原料。

石英坩堝通常呈現內外雙層結構設計，以適應不同的功能需求。

石英坩堝內層對高純石英砂的粒度分布要求更均勻，一般要求粒徑在0.1~0.3mm之間，且在該粒徑范圍的累積質量分數應大于或等于90%，純度要求達到5N以上（SiO2=99.998%）。同時石英坩堝內層對高純石英砂的氣液包裹體含量要求更嚴格，需要控制在較低水平，這些元素含量應盡可能低，以保證坩堝的質量和穩(wěn)定性。

內圍工藝主要是指坩堝內壁的精制處理，要求極高純度和光潔度，因為它是直接與熔融硅接觸的部分，任何雜質都可能影響到單晶硅的質量。通過先進的熔制技術和精密的成型工藝，如離心成型法，使內層達到高度均質和純凈，確保在晶體生長過程中提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境和防止污染。

石英坩堝外涂層、石英管、石英棒、石英舟和石英錠等產品達到4N5即可。更多地關注坩堝整體的機械強度和隔熱性能。例如，外部結構需要有足夠的耐熱沖擊能力和良好的保溫效果，避免熱量損失過快或者受熱不均導致坩堝破裂。為了保證這些性能，外層石英可能不需要像內層那樣高的純度，但同樣要求嚴格的制造工藝控制。

石英坩堝主要用于：

1. 單晶硅片生產：在光伏和半導體行業(yè)中，用于拉制大直徑單晶硅棒，這是制造高效太陽能電池和集成電路芯片的重要步驟。

2. 實驗室高溫實驗：在材料科學、地質礦物分析等領域中，用于熔融樣品和高溫反應容器。

3. 其他高溫環(huán)境下的物料處理和分析。

目前，國內用于高純石英砂的原料，主要是以偉晶巖為主，主要特征是巖石基質中嵌有的大尺寸天然晶體，這些晶體主要以石英、長石和云母為主。而名德光電人工智能分選機是一款專用于光電選礦的設備，根據待選物料光學特征差異，利用前沿的人工智能+光電分選技術將顆粒礦的雜石或廢料自動分選出來。設備能夠快速識別出礦物的顏色、形狀、紋理、質感、光澤、反光度等各類表面特征，能精準識別偉晶巖中的白長石與云母并分選出。