哈密高纯石英资源评价与国产化技术攻坚纪实

在广袤无垠的新疆哈密戈壁深处，一种被誉为“半导体与光伏产业粮食”的战略性矿产——高纯石英，其战略价值正日益凸显。作为制造单晶硅光伏坩埚的核心基础材料，高纯石英的品质直接决定了硅料纯度与光伏转化效率，是支撑国家能源安全与高新技术产业发展的“压舱石”。

长期以来，我国高端高纯石英砂高度依赖进口，供应链安全面临严峻挑战。为打破这一“资源瓶颈”，河南省地质局矿产资源勘查中心（以下简称“中心”）勇担使命，承担了“哈密市光伏坩埚用高纯石英资源评价与国产关键技术研究”项目。中心充分发挥在地质勘查、资源评价和技术研发方面的综合优势，组织精干团队扎根戈壁，以科技为引领，以实地勘查与实验分析为支撑，在茫茫大漠中书写了一份关于资源保障与技术突围的创新答卷。

从“大海捞针”到“靶向定位”

项目伊始，中心项目团队面临的首要难题是如何在浩瀚的哈密戈壁中精准锁定高纯石英的“藏宝图”。传统的勘查手段不仅效率低，更难以预判矿石的提纯潜力，如同“盲人摸象”。

转机出现在雅满苏矿区。中心技术人员在对花岗伟晶岩样本进行分析时，敏锐捕捉到了一个关键信号——低铝特征。铝元素是影响石英耐高温性能的“杀手”，低铝是否意味着更高的提纯上限？这一发现如同黑暗中的灯塔，照亮了找矿方向。

然而，低铝并不意味着一劳永逸，其伴生杂质的复杂性反而提出了更高要求。中心项目团队打破常规，创新性地将地质成因分析与工艺矿物学深度融合。团队成员不畏严寒酷暑，穿越雅满苏、双井子等关键成矿区带，在中心的统筹部署与支持下，开展了86次系统性的野外踏勘与样品优选。通过对海量数据的深度挖掘，团队依托中心的数据处理与分析平台，成功构建了一套基于杂质元素赋存状态的资源潜力评价体系，实现了从“经验找矿”向“科学预测”的跨越。

功夫不负有心人。在中心的全力推进下，项目最终优选出4处极具潜力的高纯石英成矿靶区。经严格的提纯试验验证，全部达到4N5级（纯度99.995%）标准，其中1处更是突破性地达到了4N8级（纯度99.998%）。

这一成果具有多重意义：一是哈密地区资源潜力明确。项目通过系统性地质调查与工艺矿物学研究，优选出4处高纯石英成矿靶区，说明并非偶然发现，而是建立在科学评价基础上的区域级资源潜力判断。二是提纯成果达到产业门槛。4N5级（99.995%）是光伏坩埚用高纯石英砂的基本工业门槛；4N8级（99.998%）已接近或达到高端半导体级应用水平。三是全部靶区均达标，且有一处显著超越，证明哈密石英原料不仅“有”，而且“优”。四是技术路径已打通，成果不仅停留在资源发现层面，还配套形成了可工程化的提纯关键技术，解决了“能不能用”的核心问题，为后续产业化扫清了主要障碍，有望为国家战略性矿产供应链安全提供有效支撑。

从“原矿入土”到“坩埚出炉”

找到了“好矿”只是万里长征第一步，如何将矿石提纯至光伏级“皇冠”品质，是横亘在中心团队面前的“娄山关”。铝、钠、钛、钾等关键杂质“鸠占鹊巢”，它们的赋存状态复杂，去除工艺技术壁垒极高。面对这一难题，中心团队没有照搬国外工艺，而是为哈密石英“量身定制”了一套高效提纯技术路线。

中心的实验室里，技术人员已经埋头攻坚了一个多月。“传统方法就像用粗网捕鱼，很多‘小鱼小虾’根本捞不着。”技术骨干这样比喻。中心团队开始用“放大镜”观察杂质在不同条件下的“一举一动”，从微观世界里寻找突破口。

针对哈密石英的“脾气”，中心团队设计出一套“组合拳”：先通过物理方法“过筛子”，再像“精准拆弹”一样清除各类杂质。比如，对付铝这个“钉子户”，团队发明了“泡—蒸—再泡”三步法：先用酸“泡”出表面杂质，再通过氯化让铝“松口”，最后二次酸浸把铝“请”出去；面对钛这个“躲猫猫高手”，团队优化磁选工艺，像用“磁铁吸针”一样提前把含钛矿物“吸”出来；对钠、钾这些“活跃分子”，则通过精确控温，让它们在焙烧中“挥发离场”。

每一组数据都是一次“对话”，每一次调整都在逼近“最佳答案”。中心团队建立了详细的实验日记，记录温度怎么调、时间怎么控、浓度怎么变，像勘探队员描摹地质图一样精准校准每个参数。经过上千次“配方”试验，中心团队终于掌握了“杂质精准清除术”，形成了自主创新的高纯石英提纯工艺。这项技术不仅把杂质清得干净，还让废料“变废为宝”，生产成本大幅降低。

技术的价值最终体现在终端产品上。当中心团队用自主提纯的石英砂成功研制出32英寸高纯石英坩埚，且制品表面光滑、呈现出明显透明层时，标志着从“矿石”到“坩埚”的产业链关键技术环节取得阶段性成果，也展现了中心从资源评价到材料制备的一体化攻关能力。

筑牢产业根基，彰显资源担当

从哈密戈壁滩上地质锤的铿锵声，到实验室里仪器的低鸣，再到坩埚成型的那一刻，河南省地质局矿产资源勘查中心项目团队用实际行动诠释了“三光荣”传统和“四特别”精神。

目前，该项目已顺利通过专家评审，不仅为哈密优势资源的转化提供了强有力的科技范本，更重要的是，在新一轮找矿突破战略行动和能源革命的浪潮中，河南省地质局矿产资源勘查中心提交的这份来自戈壁的“石英答卷”，成功攻克了高纯石英提纯的核心技术难关，为国家战略性关键矿产供应链的自主可控提供了切实的技术路径与资源保障，以实际行动诠释了河南地质工作者筑牢国家能源资源安全根基的使命担当。

未来，随着科技成果的加速转化与产业化应用，哈密的“石头”必将为中国制造的高质量发展贡献更加强劲的“芯”力量。

来源：河南省地质局