制约高纯石英质量关键性因素

制约高纯石英质量关键性因素

石英晶体在形成过程中，一些元素会替代硅元素进入石英晶体中，形成了石英的结构性杂质。杂质含量虽然很低，但分离难度大，是制约高纯石英质量关键性因素。在石英结构性杂质中，Al杂质元素含量一般最高。由于Al是以Al3+替代Si4+的形式存在，引起了石英晶格内部电荷不平衡，当石英中存在大量Al杂质时，Li、K、Na等杂质元素的含量会增加。因此可以使用天然石英中Al的含量来判断石英原料的质量。

在现有加工技术下，石英原料中晶格杂质几乎不能被除去。在提纯的整个工艺流程中，经过焙烧水淬、磁选、酸浸工序，石英中杂质元素Fe、Cr、Ni、Na、K、Ca、Mg、Cu等可以大幅度降低。但Al在经历一系列提纯工序之后，去除效果有限，这主要是因为Al3+进入晶格替代Si4+、而且离子半径也比较接近，不易提纯。 类似的还有Ti4+、B3+、P3+等杂质元素。

天然石英内部的杂质，特别是以类质同像状态存在的杂质，直接制约着高纯石英产品生产，当原矿Al、Ti、Li、B、P等杂质元素含量较高，就不易获得高纯石英。