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中国高纯石英产业链现状及发展建议

高纯石英与国家“十四五”战略性新兴产业中新材料产业、航空航天及新一代信息技术等8大领域密切相关。中国高纯石英研究和开发利用起步晚，在加工技术壁垒、设备相对落后和半导体厂商认证难等多种不利因素下，目前在高纯石英加工工艺、石英玻璃制品等多方面都取得较大进展，与国外领先企业差距逐渐缩小。但是，中国高端高纯石英砂目前存在产能严重不足、对外依赖度高、几乎全部需要进口等问题，解决高端高纯石英“卡脖子”问题首要是找到优质高纯石英原料矿。鉴于高纯石英重要的战略性矿产属性，亟待开展高纯石英产业链现状研究，旨在提出中国高纯石英产业健康发展的应对措施，支撑高纯石英优质原料矿战略安全。

1.全球高纯石英原料矿禀赋特征

1.1高纯石英是原料矿加工提纯后的矿产品

高纯石英是指以花岗伟晶岩、脉石英和天然水晶为原料经提纯后的一种石英砂产品，能够经加工提纯高纯石英的天然矿产资源称之为高纯石英原料矿。影响原料矿品质因素主要包括石英晶体伴生的脉石矿物、流体包裹体杂质和晶体结构杂质。现有的加工提纯技术，流体包裹体杂质和晶体结构杂质去除难度大。目前研究表明，花岗伟晶岩中石英由高温岩浆缓慢结晶而成，石英体系中杂质易析出，气液包裹体极少，石英纯度极高。因此，花岗伟晶岩是中国寻找优质高纯石英原料矿的新方向。

目前，高纯石英没有明确概念，国内外学者对高纯石英界定没有形成共识。国外学者认为高纯石英是指SiO2含量大于99.995%（4N5）的石英产品，同时对Al、Ti等关键有害元素含量提出限定。国内有学者认为：高纯石英是指SiO2含量＞99.9%（3N）的石英产品，同时将其细化为低端高纯石英（3N）、中端高纯石英（4N）、中高端高纯石英（4N5）、高端高纯石英（4N8）等4类。也有一些学者认为：高纯石英是指SiO2含量大于99.99%（4N）的石英产品。

1.2全球高纯石英原料矿禀赋特征

截止2019年底，全球高纯石英原料矿资源约为7300万t，主要分布在美国、挪威和澳大利亚等国家，主要为花岗伟晶岩型、热液脉石英型和风化残积型等。花岗伟晶岩型原料矿以美国斯普鲁斯派恩矿最为著名，资源量约为1000万t，该矿床曾供给了全球90%以上高纯石英砂的需求量。目前在产的热液脉石英型原料矿以澳大利亚白泉矿最为著名，矿石的SiO2纯度＞99.99%，年产4N及以上高纯石英3万t。中国高纯石英原料矿主要产自安徽灵虬山矿，属热液脉石英型，矿石的SiO2纯度＞99.35%。该矿床是20世纪70年代发现，储量为387.4万t。目前露天开采，设计矿山规模为年采1.5万t矿石。

2.高纯石英的重要地位

2.1高纯石英在新兴产业中的应用

高纯石英产品因耐高温、热膨胀系数低、透光性好、电绝缘性好、化学稳定性好、抗激光损伤能力强、光谱特性好和抗热震性能好等性能，是战略性新兴产业的重要支撑且不可替代的材料。高纯石英产品主要包括石英坩埚、石英管棒、石英舟、石英锭、石英纤维和石英钟罩等。广泛应用到半导体、光纤、光伏、航空航天和武器装备等。其中，半导体领域、光纤领域、光伏领域分别占高纯石英制品消费量的65%、14%、12%，且近年来半导体领域消费量逐年增大。航空航天领域和军工领域对高纯石英产品要求更高，如天宫二号、嫦娥五号、高超声速导弹头罩等，虽然这些领域需求量并不高，但关系到国家尖端领域安全。

2.2高纯石英的重要地位

高纯石英产业链关系到各个国家高新技术产业的发展，所以高纯石英的加工制备技术和出口一直受严格管控。日本、欧盟等将高纯石英列为关键性矿；2020年起，俄罗斯将由国家专门机构确认的高纯石英原料等战略性矿产的储量及生产数据均列为国家机密。2011年，国务院办公厅发布《找矿突破战略行动纲要（2011～2020年）》，明确高纯石英等作为关键性新兴产业所需的矿产。国家统计局发布的《战略性新兴产业分类（2018）》和国家工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》等文件多次提及高纯石英及其制品。因为半导体等新兴战略产业急剧扩增，国外垄断企业一直通过减产控制高纯石英砂价格，严重影响中国高纯石英终端半导体等应用领域的供给稳定。因此，高纯石英原料矿应作为国家战略层面而引起足够重视。

2.3高纯石英砂对外依赖度高、风险大

中国是高纯石英砂消费大国，也是全球第一大高纯石英砂进口国。近年来，中国高纯石英进口量约占全球进口总量的70%。目前，中国高纯石英4N8级别以上原料矿全部依靠进口。2015～2022年，中国从国外进口≥4N高纯石英8.80～15.89万t，贸易额为9.54～26.51亿美元；除2019、2020年外，外贸易额均在20亿美元以上；同期，中国出口≥4N高纯石英0.02～1.13万t，除2021年和2022年外均在1万t以下。

通过近10年高纯石英(≥4N）进出