高純石英砂一般是指SiO₂含量高于99.99%的石英粉體，是石英玻璃和石英坩堝的主要原料。高純石英砂具有獨特的物理、化學特性，特別是其內(nèi)在晶體結(jié)構、晶體形狀和晶格變化規(guī)律，使其具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及獨特的光學特性。其高檔產(chǎn)品被廣泛應用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、太陽能電池、激光、航天、軍事等行業(yè)中。

由于這些行業(yè)關系到國家的長遠發(fā)展，是一個國家高新技術可持續(xù)發(fā)展的必要條件，因此高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要，其高端產(chǎn)品的制備技術被美國、德國等國壟斷，并限制技術和出口。

但許多人可能沒有了解過，高純石英砂產(chǎn)品有一類分支，即低本底（低放射性）石英砂。絕大多數(shù)天然石英砂的放射性極低，但有些石英砂中含有煙黑色至暗褐色的煙水晶，這些巖類中含有大量的具有放射性的鈾、釷等元素，通常的應用領域很少有檢測放射性指標的要求，因此很少涉及。

這種低本底石英砂主要是通過去除材料的放射性元素，達到具有低鈾、低鉀、低釷的標準，可以用在一些特殊的領域，如醫(yī)院的X光檢測設備、核磁檢測設備、殺菌燈原料等。

天然礦石中通常含有的放射性元素鈾238

國內(nèi)目前涉足這個領域的企業(yè)極少，其中連云港弘濤石英制品有限公司是當前唯一一家做出規(guī)模的低本底石英砂產(chǎn)商，成立于2002年，是一家集石英砂研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的綜合型企業(yè)，生產(chǎn)的高純石英砂可用于光學玻璃、藍光玻璃、生命科學、5G運用、半導體、殺菌燈領域。

那么這種低本底石英砂比起一般的高純石英砂在工藝上有什么差別呢？

小編了解到，高純石英砂的生產(chǎn)主要工藝流程通常為：原礦硅石經(jīng)洗礦機洗去泥沙，破碎機粗破后，將合格石英料投入焙燒爐中，在850℃~980℃溫度下焙燒6個小時，焙燒后將石英料拖入清水中進行水淬，再經(jīng)人工揀選出去除雜質(zhì)后送入破碎機進行破碎并過篩，再將通過篩網(wǎng)的石英砂送入磁選機，磁選后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再經(jīng)浮選、脫水、烘焙、冷卻、包裝，制得高純石英砂。

高純石英砂的常規(guī)工藝流程

而弘濤石英生產(chǎn)的低本底石英砂，其粉碎、提純、干燥過程，對生產(chǎn)環(huán)境要求較高，有專門的一套機器采用氣流粉碎，提純后的干燥用玻璃管加熱，整個過程中的關鍵是做到全程無污染。

而提純的重點在于放射性元素，尤其是鈾的分離去除。微量放射性元素的分離方法通常有共沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法、色層法等，而其中溶劑萃取法是工業(yè)中核燃料生產(chǎn)和放射性核素分離最常用的提取分離的方法之一。高純石英砂存在內(nèi)部缺陷，影響材料的表面化學活性，弘濤石英采用的提純工藝是充分利用石英砂的內(nèi)部缺陷，在高溫環(huán)境下注入萃取劑，達到微量放射性元素提取分離的效果。

溶劑萃取法流程

其中把鈾元素去除的難度最高，目前弘濤石英的低本底石英砂可測得的鈾含量為1~3ppb，檢測結(jié)果波動小，已達到行業(yè)先進水平。弘濤石英生產(chǎn)的低本底石英砂產(chǎn)品（U238＜0.04BQ/kg、K40＜0.85BQ/kg、TH232＜0.08BQ/kg）具有低鈾、低鉀、低釷的特點，是做為納米級球形硅微粉最好的材料，可廣泛用于EMC環(huán)氧塑材、殺菌燈、5G通訊領域、半導體技術等。

低本底石英砂產(chǎn)品

弘濤石英的總經(jīng)理顧漢敏提到，在這二十年的發(fā)展中，弘濤石英經(jīng)歷了從低端到高端的轉(zhuǎn)化，對整個石英砂產(chǎn)業(yè)鏈的理解和積累相當深厚。而之所以走上了低放射性石英砂的發(fā)展方向，是源于一次與中科院的偶然交流，當時中科院提出的石英砂需求全國都無達標產(chǎn)品，顧總便決定投入精力與資源和中科院研究人員共同研發(fā)，才有了今天在國內(nèi)堪稱為“獨門低放射性石英砂”制造商的弘濤石英。其核心技術也從中科院轉(zhuǎn)讓獲得，經(jīng)由多年的研發(fā)已十分成熟。

而這種低放射性石英砂別說在國內(nèi)是只此一家，就算在國際上，也是少有企業(yè)能做，當前有成熟產(chǎn)品的仍只有德國一家企業(yè)，日本也在投入研發(fā)中，作為一些高端領域的填充料，有消息傳出在近期會推出此類產(chǎn)品。弘濤石英在多年前就敢于扎根于這個十分小眾的領域，走在行業(yè)的前列，可謂是眼光獨到。

據(jù)顧總介紹，目前弘濤石英的石英砂產(chǎn)品除了用于醫(yī)療、探測器設備等領域，還獨家供應給軍用，其產(chǎn)品與國內(nèi)的常規(guī)高純石英砂基本不形成競爭，主要致力于一些特殊領域的應用開拓。而其中作為殺菌燈配套原料目前非常火爆，主要進入國際市場，與常規(guī)的石英管殺菌燈會產(chǎn)生臭氧不同，這種原料制成的玻璃燈管殺菌燈不會產(chǎn)生臭氧，會更安全環(huán)保，非常有應用前景。

石英玻璃殺菌燈

“只有進入高端領域，才能拓展自己的眼界，跟發(fā)展接軌，往上提升”，這是在與顧總的訪談中最令小編印象深刻的一句話。小編也更深刻的認識到，在國內(nèi)其實有很多像這樣低調(diào)做事，但“身懷絕技”，實力不容小覷的小眾領域生產(chǎn)企業(yè)，或許在整個產(chǎn)業(yè)鏈中只占據(jù)很少的市場，但在科技發(fā)展日新月異的今天，它們卻是不可或缺的推動者。向著最高端的領域邁進，然后再一步步推廣開來，弘濤石英的低放射性高純石英砂目前也在積極開拓市場，給更多領域帶來產(chǎn)品性能的革新提升。

粉體圈 小吉