中国粉体网讯 高纯石英砂是光伏石英坩埚、半导体石英器件的核心原料，杂质含量直接决定石英制品耐高温性能与硅片拉晶品质。长期以来，行业主流酸浸提纯大量使用氢氟酸、硝酸体系，除杂效果突出，但氟化物属于高危污染物，硝酸浸出会产生氮氧化物，废液处置成本高、安全管控压力大，绿色提纯成为高纯石英产业迫切需要突破的方向。
石英砂中Fe、Al、K、Na、Mn是制约产品品质的五大典型有害杂质。其中铁元素多以独立氧化物形式赋存，相对容易脱除；铝、钾、钠常赋存于长石、云母等伴生矿物，或是以类质同象形式进入石英晶格内部，包裹型与晶格型杂质脱除难度大，也是高纯石英提纯的主要瓶颈。传统氢氟酸工艺依靠破坏石英硅氧晶格，释放包裹在内部的杂质，代价是石英基体损耗大、危废产出多。李茂辉团队的研究思路跳出这一路径，在全程不添加氢氟酸、硝酸的前提下，采用无机主酸搭配有机酸络合剂构建复合浸出体系，依靠络合溶出实现杂质分离，避免对石英晶格的强腐蚀破坏。
该研究对比探究盐酸+草酸+柠檬酸、盐酸+草酸+冰乙酸两套无氟无硝复合酸浸配方体系的除杂效能，解析不同药剂组合对Fe、Al、K、Na、Mn杂质的选择性浸出规律。针对晶格铝这类最难脱除的类质同象杂质，结合外场强化思路，探讨煅烧水淬、超声辅助、温压强化等物理预处理手段与无氟无硝浸出的协同潜力：借助晶型相变产生微裂纹、超声空化冲击破碎矿物包裹体，提升酸液向颗粒裂隙内部的渗透能力，弥补纯化学浸出对晶格包裹杂质去除能力不足的短板，在不腐蚀石英基体前提下提升杂质溶出效率，降低药剂消耗，减轻后续废液处理负担。
2026年11月19-20日，中国粉体网将在安徽·凤阳举办“2026第十届全国石英大会暨展览会”。届时，北方民族大学材料科学与工程学院副院长李茂辉将带来题为《无氟无硝酸浸工艺去除石英砂中主要杂质的研究》的报告。他将围绕无氟无硝复合酸浸路线，系统探究石英砂关键杂质的浸出规律与除杂机制，为高纯石英绿色生产提供新方案。
李茂辉，副教授，副院长，硕士生导师，博士。主持国家自然科学基金区域联合基金课题、宁夏自然科学基金、宁夏重点研发计划等项目5项、主持企业横向项目6项，参与各级各类科技项目5项。目前以第一作者或通讯作者在《Journal of Dispersion Science and Technology》《Journal of Alloys and Compounds》《Ceramics International》等期刊发表论文30余篇；参编专著2部，制定标准2项，获宁夏自然科学优秀学术论文2篇，获校级教学成果奖1项。
参考来源：
中国粉体网《石英兴链，芯光共赢——2026第四届集成电路及光伏用高纯石英材料产业发展大会成功召开》
熊欢，白子杨，李茂辉等.外场强化技术在高纯石英砂制备中的应用进展
(中国粉体网编辑整理/九思)
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