【会议】全国石英大会
1、高纯石英概述
1.1高纯石英的定义石英是一种在地壳上大量分布,有着广泛工业用途和广阔应用前景的矿物。高纯石英是天然形成的(如水晶)或由较纯净的石英原料提纯加工而成的高品质石英,是某些高新技术产业(如半导体、高温灯管、通讯、精密光学、微电子、太阳能等)生产高附加值石英制品必不可少的原料[1]。应当明确的是，“高纯石英”是利用相应技术手段对天然形成的石英矿物进行加工提纯而成的一种矿产品而非资源，针对高纯石英的概念和界定，目前行业内还未有共识。Harben认为高纯石英是指SiO2含量>99.995%（4N5）的石英产品；Müller等依据石英中有害元素来限定高纯石英，提出经过加工后，石英中有害元素总含量不应高于50μg/g，且关键元素Al、Ti、Na、K、Ca、Fe和P等均有限定；Flook根据市场现状，定义高纯石英指SiO2>99.95%、总杂质元素含量小于500μg/g的石英；张海啟等认为，高纯石英是指SiO2含量大于99.9%的石英产品，并且按SiO2纯度可分为：低端高纯石英（99.99%>SiO2含量≥99.9%）、中端高纯石英（99.995%>SiO2含量≥99.99%）和高端高纯石英（≥99.995%），高端高纯石英除SiO2含量≥99.995%外，石英中有害元素含量Al<30μg/g、Ti<10μg/g、Na<8μg/g、K<8μg/g、Li<5μg/g、Ca<5μg/g、Fe<3μg/g、P<2μg/g、B<1μg/g，且流体包裹体含量达到相关应用要求的石英产品[2]。1.2资源概况[3，4，5]全球高纯石英原料矿床主要分布于巴西、美国、加拿大、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中国等。据美国地质调查局统计数据，截至2019年底，全球高纯石英原料矿产资源约7300万t，其中，巴西是全球第一大资源量国，资源量为2111万t，矿石类型主要为天然水晶；美国是第二大资源量国，资源量为1822万t，矿石类型主要为花岗伟晶岩型石英。加拿大位列全球第三，资源量为1000万t，矿石类型主要为脉石英。世界上4N8（SiO2含量为99.998%）及以上的高纯石英产品几乎被美国尤尼明公司垄断。我国高纯石英原料矿以脉石英和水晶为主，资源量共计为685万t，其中水晶资源量仅为0.69万t。我国石英矿存在资源分散、以中小型为主、品位低等特点，高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春（灵虬山脉石英矿SiO2含量为99.35%）、江苏东海（SiO2含量为99.19%）、安徽旌德（版书乡龙川脉石英矿SiO2含量为99.01%）和太湖等地区，其中以江苏东海的水晶品质最为优越，但保有资源量已接近枯竭。另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。图表1中国主要大中型脉石英矿床特征
（来源：詹建华，等.我国脉石英资源现状分析）
2、高纯石英产业现状
2.1国际高纯石英产业现状[3]目前，国际上高纯石英制品的产地有中国、美国、德国、日本、韩国等国家，各个国家生产的主要品种见图表2。图表2高纯石英制品主要品种及产地（图源：赵维佳.我国高纯石英产业现状及资源保障分析）
国际上石英制品的发展特点：一是石英制品市场保持每年3%～5%的低速增长；二是半导体硅工业市场将保持每年7%左右的增速，随着半导体芯片向大尺寸发展，配套的石英制品的尺寸也越来越大，氧化及扩散用的石英大管也由200mm直径发展到300mm、450mm；三是随着光伏产业的发展，石英坩埚将成为全球石英制品的重要增长点。图表3国际高纯石英制品主要生产企业及业务范围（图源：张艳红，等.高纯石英的发展现状、消费及市场预测）
2.2我国高纯石英发展现状[3，5]近十年来，由于国内各类石英市场需求旺盛，石英产业发展较快，特别是2015年以来，发展更为迅猛，我国从事石英生产和加工的企业一直在增加，从2011年的528家增加到2015年的713家，2020年底达到1576家，目前企业数量仍在增加。我国高纯石英应用领域占比见图表3。图表4我国高纯石英产业应用占比图
（来源：赵维佳.我国高纯石英产业现状及资源保障分析）
我国受矿石品质的限制，生产出来的主要为低端高纯石英产品。市场上SiO2含量为99.998%(4N8)及以上的高纯石英产品几乎被美国尤尼明公司垄断。目前，我国水晶加工企业主要有石英股份、江苏凯达、东海金孚、福东石英等。国内最为知名的高纯石英生产企业为石英股份，也是我国唯一通过TEL认证的高纯石英生产企业。石英股份利用东海脉石英矿，综合采用浮选、磁选、化学浸出、高温氯化等选矿提纯工艺，可生产SiO2含量达99.995%(4N5)的高纯石英产品，主要用于电光源和光伏行业，其中石英坩埚、电光源、光纤的产量居世界前位。脉石英加工企业主要有江苏凯达石英公司与武汉理工大学，可生产SiO2含量99.998%(4N8)的高纯石英产品。
3、供需形势
3.1我国高纯石英消费结构[8]我国石英砂产量逐年增长，2021年我国石英砂产量为9123万t。从细分产品看,我国石英砂生产仍以普通石英砂为主,高品质产品较少。2021年，我国普通石英砂产量为4534.1万t(占比约49.7%)、精制石英砂产量3886.4万t(占比约42.6%)、高纯及超高纯石英砂产量702.5万t(占比约7.7%)。我国是高纯石英消费大国。随着我国电子、信息、通讯等高科技产业快速发展,高纯石英的需求量逐年增长。我国高纯石英消费整体呈不断上涨趋势。其中,新兴产业消费占据主要消费领域。在近年的高纯石英消费中,半导体领域消费量约占据总消费量的一半,其次是光纤领域和光伏领域消费量。半导体、光伏、光纤等战略性新兴产业领域的消费量约占消费总量的90%。我国高纯石英的消费结构如下图所示[8]。图表5我国高纯石英的消费结构（来源：张艳红，等.高纯石英的发展现状、消费及市场预测）
我国在高纯石英加工技术研究方面开展工作较多,但受矿石品质和高纯石英精深加工技术的限制,与国际先进水平仍有一定差距。整体而言,中低端产品能够自给,部分出口;高端产品仍主要依赖进口。我国高纯石英供应量在全球仅占7%左右,进口量始终是出口量的多倍,差距非常大。近几年来,我国高纯石英的进口量一直保持在每年14万多t左右,是全球第一大高纯石英进口国。全球主要地区(企业)高纯石英供应比例见图4[8]。图表6全球主要地区（企业）高纯石英供应比例
3.2高纯石英主要生产企业全球高纯石英产能集中，主要生产企业有美国尤尼明、挪威TQC、中国石英股份、俄罗斯Russian Quartz LLC等。3.2.1美国尤尼明[8]2018年美国尤尼明的高纯石英砂业务被整合至比利时Sibelco集团，由Sibelco位于美国的公司负责石英矿开发及高纯石英砂生产，公司高纯石英业务延续了尤尼明公司高纯石英业务。长期以来，美国尤尼明公司的产品一直垄断着国际高端高纯石英砂市场，其生产的IOTASTD、IOTA4、IOTA6、IOTA8系列产品是优质高纯石英砂。尤尼明高纯石英砂原料产自北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗伟晶岩。尤尼明公司通过改进技术，利用花岗质伟晶岩中的石英生产出了高纯石英，成为全球最重要的高纯石英供应商。目前，尤尼明公司高纯石英砂产量约3.5万t。3.2.2挪威TQC[6，8]挪威The Quartz Corp（TQC），是法国Imerys SAS公司和挪威Norsk Mineral AS公司于2011年合资成立的公司，两家公司各占50%股权。公司生产高纯石英砂主要应用于半导体、光伏、光学等领域。挪威TQC公司高纯石英砂原料主要产自美国的SprucePine地区的花岗伟晶岩（与美国Unimin公司所用石英原料属同一矿带）和挪威的德拉格花岗伟晶岩，石英资源开采出来后都在挪威加工。挪威德拉格花岗伟晶岩带由数十条伟晶岩矿体组成，目前探明资源量约26.7万t。在生产过程中，来自美国的石英资源加工成的高纯石英产品可以达到半导体用砂和光伏用砂要求，而挪威的产品则更适合光学和电光源领域。2021年挪威TQC公司高纯石英砂产量约为1.5万t。3.2.3石英股份[8，11]江苏太平洋石英股份有限公司是一家集科研、生产、销售为一体的高端石英材料深加工企业，是国内第一家、全球第三家具备规模化生产高纯石英砂的企业。公司主导产品有高纯石英砂、石英管（棒）、大口径石英扩散管、石英筒、石英锭和石英板等多种石英器件。石英股份生产高纯石英所用石英资源主要来自印度脉石英。到2022年年底，石英股份实现20000吨/年高纯石英砂量产。此外，60,000吨/年高纯石英材料项目也如期启动（预计在2023年可全面达产），市场占有率快速提升。石英股份高纯石英砂2022年销售量36,162吨，其中外销部分30,836吨，自用部分5,326吨。3.2.4俄罗斯RussianQuartzLLC[8,12]俄罗斯RussianQuartzLLC成立于1966年，公司生产的RQ系列产品化学纯度高、透明度高，可以用于生产各种直径的石英管、石英坯和石英坩埚，应用于太阳能和半导体工业。俄罗斯RussianQuartzLLC公司高纯石英砂原料主要产自俄罗斯斯克什特姆脉石英矿床（Kyshtym），矿床石英资源储量超过100万t，可加工为高纯石英的资源储量超过50万t。2021年RussianQuartzLLC公司高纯石英产量约为3500t。3.2.5澳大利亚CreswickQuartz自1996年以来，CreswickQuartz就一直在开展石英业务，公司可以生产杂质含量<20μg/g的高纯石英砂，公司产品可以用于光伏、半导体、光学玻璃等行业。澳大利亚CreswickQuartz公司生产高纯石英的原料主要来自澳大利亚Creswick/SmeatonVictoria金矿废石，该矿地表尾矿中预测的高纯石英资源量可达100万t，矿石质量优异，杂质元素尤其是B和P含量低。矿石经选矿加工后，形成CQL系列产品，档次最高的产品可以达到粒度约6mm，杂质元素含量Al<128μg/g、Ti<0.7μg/g、K<2μg/g、B<0.5μg/g、Ca<0.5μg/g的规格，目前公司正在向全球一流高纯石英企业迈进。
4、市场预测[2，8,10]
高纯石英具有极好的化学稳定性、高绝缘耐压能力和极低的体膨胀系数,应用领域十分广泛。随着新兴产业快速发展,高纯石英需求量持续增长,特别是半导体、光纤通讯、光伏领域的应用增长更是迅速。（1）半导体领域半导体石英产品种类繁多，主要用于硅片制造单晶的石英坩埚、硅片承载器具、光掩膜版的基板材料等。据测算,每生产1亿美元的电子信息产品,平均需要消耗价值50万美元的石英玻璃材料。据美国电子材料研究机构Techcet统计,近年来全球每年90%的超高纯石英原料均用在电子信息产业。国内半导体需求旺盛,半导体市场规模不断增长,现已成为全球经济的重要支柱行业之一。自2020年开始,半导体市场迎来新一轮的发展高潮,对高纯石英需求旺盛。（2）光纤通讯领域在光纤通讯领域中,光纤预制棒中95%以上的组分为高纯度的石英制品。石英制品还用于光纤预制棒和光纤拉丝等生产过程,包括MCVD、PCVD工艺中的头管、尾管,OVD、VAD工艺中使用的把持棒、石英玻璃烧结管,预制棒拉丝过程使用的把手棒、把手管、石英罩杯等。近年来,我国光纤光缆行业发展迅速,形成了世界最大的光纤光缆产业,并形成了完整的光棒、光纤、光缆产业链。根据英国商品研究所(CRU)统计数据,我国市场出货量占据全球的一半,已连续多年成为世界最大的光纤光缆消费市场。预计在未来几年,国内外光纤行业对石英棒和石英管产品的需求将会以每年8%~10%左右的速度增长。（3）光伏领域高纯石英是结晶硅的基本原料，具有热膨胀系数小、热稳定性好、电性能好和耐腐蚀等优点，可用于光伏工业中太阳能电池材料拉制大直径单晶硅和多晶硅[7]。光伏产业需要消耗大量的高纯石英,生产1kg适合制造太阳能电池的硅,需要约15kg高纯石英。在单晶硅的生产过程中高纯石英砂的消耗要高出单晶硅产量的5%左右。近年我国光伏产业规模迅速提高,市场占有率稳居世界前列。我国在提交给联合国气候变化秘书处的应对气候变化国家自主贡献文件中,正式确定了2030年行动目标:2030年非化石能源占一次能源消费比重达20%左右。要达到上述行动目标,到2030年时,我国光伏总装机量需达到400GW;依此计算,未来年均增长空间超过20GW。未来5年,光伏行业的复合增长率高达30%以上。（4）电光源行业电光源石英制品可用于生产紫外管、高纯石英管、透明管灯，广泛运用于照明及特种光源行业，如卤素灯、HID灯、杀菌设备及半导体行业所用的LED灯等。随着LED对白炽灯的替代加快，LED市场规模和渗透率不断提升，石英管作为LED的制作原料，市场需求也会不断增加。近年来,我国电光源用石英管发展迅速,以东海县为主要生产基地,不仅满足了国内用户的需要,还大量出口,已在世界上占主导地位。目前,全国共有电光源石英玻璃生产企业40多家,年生产能力超过3万t,占世界总量的70%以上。随着电光源技术的进步及生产规模的不断扩大,将对电光源用石英玻璃的市场产生较大影响,未来电光源用石英玻璃的需求将基本保持平稳[10]。（5）航空航天领域[10]石英纤维具有强度高、介电常数和介电损耗小、耐高温、膨胀系数小、耐腐蚀、可设计性能好等一系列特点，是航天航空领域不可或缺的战略材料。航天航空已被列入国家战略性新兴产业和有限发展的高技术产业，石英制品需求前景广阔。根据我国高纯石英产业现状分析，预计到2025年我国4N级及以上高纯石英需求将快速增长到38.31万t，见图表6，年复合增长率为12.8%，其中4N5级及以上高纯石英需求将超过8万t。图表7 2020-2025不同领域高纯石英用量增长趋势
（图源：张海啟，全球高纯石英资源开发利用现状及供需分析）
5、结语[9，10]
（1）全球能够加工高纯石英资源分布较少，且不均匀广泛。随着高纯石英消耗量不断增加，保有储量不断减少。（2）我国可提纯高纯石英用脉石英资源非常紧缺。SiO2含量在98.8%及以上（可提纯高纯石英）的矿产地仅有25处，资源储量709.9万t，平均品位99.1%。矿产地数量仅占我国脉石英矿产地的12.7%，资源储量仅占我国总资源储量的7.8%。参考来源：[1]张海啟,张亮,刘磊等.全球高纯石英资源开发利用现状及供需分析[J].矿产保护与利用,2022,42(05)::10.13779/1001-0076.2022.05.008.[2]杨晓勇,孙超,曹荆亚等.高纯石英的研究进展及发展趋势[J].地学前缘,2022,29(01)::10.13745/.2021.8.1.[3]赵维佳.我国高纯石英产业现状及资源保障分析[J].中国非金属矿工业导刊,2023(01):11-13+27.[4]詹建华,王依,陈正国等.我国脉石英资源现状分析[J].中国非金属矿工业导刊,2020(05):1-4.[5]王自国.我国高纯石英产业战略布局思考[J].中国矿业,2021,30(S2):1-3.[6]TQC.高纯石英的应用[EB/OL].[2020-9-20].https:///.[7]朱纯.石英坩埚企业在光伏产业链中发展的策略研究[J].科教导刊(上旬刊),2013,(05):191-2.[8]张艳红,杨静,韩雅芳等.高纯石英的发展现状、消费及市场预测[J].建材世界,2023,44(02):1-5.[9]郝文俊,冯书文,詹建华,等.全球高纯石英资源现状、生产、消费及贸易格局[J].中国非金属矿工业导刊,2020(5):1519.[10]颜玲亚,刘艳飞,于海军等.中国高纯石英资源开发利用现状及供需形势[J].国土资源情报,2020(10):98-103.[11]石英股份2022年年报[12]s[EB/OL].[2022-9-20].
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以高效利用，高端突破为主题，聚集石英产业链最强嘉宾，百强企业，共同演绎石英材料创新发展。全国石英大会创始于2017年，已成功连续举办六届，应行业专家及广大新老客户要求，“2023（第七届）全国石英大会暨展览会”定于2023年11月15-17日在安徽蚌埠举办。本次大会从行业实际需求出发，希望与行业同仁从原矿分析，市场定位，尾矿处理等多个方面，探讨石英矿石资源如何实现价值最大化，从前沿技术出发，探讨光伏砂、高纯石英砂、板材砂、低铁石英砂、电子级硅微粉、球形硅微粉等产品在光伏、半导体、石英石板材、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、涂料、铸造、建筑、耐火材料、电子电器、光纤等多个应用方向的发展前景。大会热诚欢迎国内石英业界专家学者、企业代表、技术人员积极参会。会务组
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