摘要:石英砂是一种非金属矿物质材料,是一种颗粒状石英物质。具有坚硬、耐磨等化学性质。石英砂是一种乳白色或透明状物质,其主要成分是二氧化硅。石英砂是一种重要工业矿物质原料,在工业生产当中发挥着重要作用。海南是我国石英砂资源较丰富的地区,文章主要结合我国海南地区的石英砂资源和情况对高纯石英砂的发展现状、应用领域、市场前景等方面进行了详细阐述。
引言
高纯石英砂是现代石英玻璃和石英坩埚的主要原材料。同时,高纯石英砂的产品在大规模的集成电路和超大规模的集成电路、太阳能电池、航天事业和军事行业中均得到了广泛应用。海南省是我国石英砂资源较为丰富的地区,海南省的石英砂资源的应用和发展对我国航天事业、军事领域、集成电路等方面的未来发展具有十分重要的意义。文章针对海南省的石英砂资源和高纯石英砂的应用与发展进行分析和探究。
1、石英砂资源概况
石英砂资源是一种重要的工业矿物原材料,随着石英砂加工技术的不断发展,到目前为止,石英砂已经广泛应用与石英玻璃、陶瓷、冶金、建筑、化工等工业中。
高纯石英砂是指石英砂中的SiO2超过了99.5%,二氧化三铁的含量低于0.001%的一种优良石英砂。这种高纯石英砂是由优良的天然石英石经过精心的挑选和精细化的打磨之后形成的,高纯石英砂具有独特的化学性质和物理性质,晶体高纯石英砂的结构、形状以及其晶体格的变化规律等使得高纯石英砂具有耐高温、高绝缘、耐腐蚀等优点。
2、我国的高纯石英砂及其技术指标
2.1 我国的石英砂资源状况
海南省是我国石英矿产资源较为丰富的省份,其中以龙马地区的石英砂资源较为丰富。海南省的石英砂资源多应用于光伏工业当中,是光伏工业中重要的石英砂矿产原料。海南省文昌市的龙马石英砂矿是我国重要的高纯石英砂矿区,该区的石英砂分布范围广达20平方千米,总储量有3亿多吨,占了我国石英砂资源总储量的30%多。该区的石英砂矿产容易开采、石英砂的选择也比较好选。同时,该地区的石英砂资源质地优良,储量十分丰富。
2.2 高纯石英砂的技术指标
从石英砂的制作品的质地要求来看,石英砂的质地要求于该石英制品的具体工业用途具有直接的关系。把高纯石英砂应用到电子材料、石英坩埚等这种精细化和高性能的制品当中,对于高纯石英砂的选择就比较严格,普遍采用的石英砂都是高纯石英砂和超纯石英砂,而石英砂中的其他杂质成分要尽可能的低。应用与电子材料和石英坩埚中的高纯石英砂其SiO2的含量要达到99.99%。
3、高纯石英砂的应用领域
石英玻璃的主要原料之一就是高纯石英砂,在石英玻璃当中加入高纯石英砂,使得石英玻璃的耐高温性能可达到1200℃,与普通的石英玻璃相比,高出了800℃。这种石英玻璃的热膨胀系数也比普通的石英玻璃小。从理论上来讲,这种石英玻璃的热膨胀系数可以达到零膨胀的程度。
现阶段,高纯石英砂的应用领域越来越广泛,以高纯石英砂为原料的石英玻璃的主要应用领域包括大规模的集成电路、电弧法石英坩埚、光通讯和电光源的石英玻璃等,石英玻璃的品种和石英玻璃的用途是密不可分的,不同的石英玻璃的品种决定了石英玻璃的用途。高纯石英砂和石英玻璃的独特性能决定了它的应用范围。现阶段,以高纯石英砂为主要原料的石英玻璃已经被广泛应用与半导体的技术、集成电路的制造、光纤通讯、激光技术、航天事业和军事领域当中。在民用方面,石英玻璃也广泛应用于家电照明、紫外线杀菌、红外线加热、化工合成等方面。
光伏产业是一种新兴产业,是利用太阳能的方式进行光伏转换。现阶段,随着高纯石英砂的广泛应用,高纯石英砂也逐渐应用到光伏产业当中,现已逐渐形成一条光伏产业链。在这个产业链当中,包括了高纯多晶硅原材料的生产、太阳能电池的生产、高纯石英砂的提纯等。
4、高纯石英砂的市场需求
尽管我国的石英砂资源十分丰富,在石英玻璃的生产方面需要大量的高纯石英砂原料,然后由于我国高纯石英原料的开采和提取技术十分有限。我国石英玻璃制造中所需要的大量的高纯石英原料都依赖国外进口,使得我国的石英行业的生命线控制在国外人手里。我国的石英玻璃工业的起步相对比较晚。石英玻璃的发展是在高新技术和信息产业的不断发展的基础上发展起来的。不管是石英玻璃工业的需要还是我国电子信息产业、电光源产业等的不断发展,都需要大量的高纯石英砂。
5、高纯石英砂的应用前景
高纯石英砂是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料,在未来50年里,还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子及光伏产业的主要原料。太阳能具有可再生和环保等方面特点,这种优势让包括我国在内的许多国家将太阳能作为发展的新能源产业。目前,欧美各国光伏产品需求较大,是我国光伏产品的主要目标市场。
近年来,我国光伏产业发展迅速,年均增长速度超过40%。在全球新能源利用和我国进一步加大扶持力度的背景下,未来光伏产业增长空间将更加广阔,高纯石英砂作为光伏产业较为基础且不可替代的原料,除对石英砂的提纯技术要求越来越高外,其市场需求也必将越来越大。在未来的发展当中,随着我国高新技术水平的不断提升,以及石英砂资源在电子信息行业、光电源行业、石英玻璃行业当中的应用范围越来越广。尤其是近几年来,我国的太阳能电池产业得到迅猛发展,这就使得石英玻璃的需求量也越来越高。我国的高纯石英砂还具有广阔的市场前景有待人们的进一步挖掘。
6、结语
总而言之,高纯石英砂的应用领域十分广泛,不仅仅局限于高科技的航天事业和军事领域当中,在民用方面,是许多工业当中必不可少的原料之一。从航天事业、电子工业和军事领域方面来讲。我国高纯石英砂就具有十分广泛的应用前景。把高纯石英砂应用到光伏产业当中,需要借鉴国外先进的经验改变光伏产业的发展模式,提高我国高纯石英砂在光伏产业当中的应用,从而加快促进我国光伏产业的进一步发展。