大家若對(duì)高純石英砂感興趣，請(qǐng)關(guān)注《光伏見聞》微信公眾號(hào)，2024年我們將舉辦第三屆中國高純石英研討會(huì)，今年我們邀請(qǐng)了來自美國Rainbow Ceramics首席地質(zhì)師Alex為大會(huì)做《美國北卡斯普魯斯派恩礦區(qū)的過去、現(xiàn)在與將來》的報(bào)告，24年我們將邀請(qǐng)挪威TQC全球研發(fā)副總裁Benny博士、美國“北卡羅來納州North Carolina礦物研究實(shí)驗(yàn)室（MRL）” 的主任以及日本專家、國內(nèi)專家學(xué)者來參會(huì)并做技術(shù)交流報(bào)告，敬請(qǐng)關(guān)注。

眾所周知，美國斯普魯斯派恩礦擁有獨(dú)特的白崗巖型高純石英原料礦，提供全球90%的高純石英砂，矽比科公司也壟斷了IOTA超純石英的生產(chǎn)和銷售。

斯普魯斯派恩高純石英原料礦坐落于美國北卡羅來納州西部米切爾縣（Mitchell County）的斯普魯斯派恩鎮(zhèn)，其西南距阿什維爾市85km，東南距夏洛特市180km。該礦供給了全球90%以上的高純石英砂需求量，在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)甚至是唯一的來源地。2009年BBC稱此地為“地球上最具戰(zhàn)略價(jià)值的平方英畝”。

礦床位于阿巴拉契亞山系的藍(lán)嶺構(gòu)造區(qū)，分布在斯普魯斯派恩深成巖系的花崗偉晶巖帶中，為白崗巖型高純石英礦，由泥盆紀(jì)3.8億年前花崗質(zhì)巖漿侵入前寒武紀(jì)Ashe組的云母和角閃石片麻巖、片巖中緩慢結(jié)晶而成礦。

礦石的主要造巖礦物為斜長石、鉀長石、石英、白云母，幾乎不含鎂鐵質(zhì)礦物。石英的雜質(zhì)元素含量極低，經(jīng)機(jī)械和化學(xué)提純后，制得的高純和超純石英主要用于半導(dǎo)體晶圓、精密光學(xué)玻璃以及光伏、照明等產(chǎn)業(yè)。

斯普魯斯派恩采礦區(qū)有超過100年的悠久采礦歷史。二戰(zhàn)前，當(dāng)?shù)刂饕_采云母片巖、偉晶巖中的云母和長石，剩下的石英被認(rèn)為是垃圾，好一點(diǎn)的用作建筑砂，大部分都與其他尾礦一起被丟棄。1949年，位于阿什維爾市的北卡羅來納州礦物研究實(shí)驗(yàn)室（MRL）與區(qū)內(nèi)2家采礦公司合作，發(fā)明了化學(xué)浮選工藝，能夠從花崗巖、偉晶巖、白崗巖中分選出石英、長石、云母、石榴石等礦物。1970年后，國際市場(chǎng)對(duì)高純石英砂的需求快速增長，MRL實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)浮選工藝，對(duì)礦區(qū)的云母長石礦尾礦開展選礦實(shí)驗(yàn)，最終建成一套成熟的高純石英提純流程，成為流行世界的標(biāo)準(zhǔn)提純工藝。

截至2020年8月，該礦床礦業(yè)權(quán)由挪威的石英股份公司（The Quartz Corp.,TQC）和比利時(shí)的矽比科全資子公司矽比科北美公司（Sibelco North America, Inc.）持有，開采白崗巖和偉晶巖中的石英、長石、云母。

其中，矽比科北美公司的保有資源量可滿足數(shù)十年的礦山服務(wù)年限，該公司前身為眾所周知的尤尼明公司。尤尼明公司自1970年起即在該礦區(qū)采礦，其后整合其他公司的石英部門，采用MRL改進(jìn)的提純工藝生產(chǎn)高純石英砂，并建立了超純石英的IOTA標(biāo)準(zhǔn)，一度壟斷了世界高純石英砂市場(chǎng)。

TQC公司由挪威微晶公司（Norwegian Crystallites AS）與斯普魯斯派恩的KT長石公司（K-T Feldspar Corp.）、長石公司（The Feldspar Corp.）于2011年合并而成，擁有的高純石英原料資源量大于1000萬噸，將開采的礦石在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行碎磨、分選和初次浮選，然后將半成品海運(yùn)至挪威的深加工廠，經(jīng)二次浮選、磁選、酸浸、高溫焙燒后，制得質(zhì)量類似于矽比科高純石英砂的產(chǎn)品。