什么样的石英矿床能够产出高纯石英是地质工作者最关注的核心问题之一。要回答此问题，需厘清石英化学纯净度究竟由天然属性决定还是后期加工主导。这形成两种观点：第一种以Ｍüller等为代表，认为高纯石英需寻找天然晶格杂质化学纯净度达标的石英原料，再经加工提纯而成；另一派则主张高纯石英主要取决于提纯工艺，通过优化技术可将化学纯净度较低的石英转化为高纯石英。

高纯石英砂加工提纯的基本流程包括了预处理、物理选矿、化学加工和热处理：预处理主要包括破碎、光学分选和磨碎；物理选矿主要包括擦洗、磁选、浮选；化学加工主要包括酸洗、高温浸出和氯化焙烧；热处理一般指高温煅烧。其中，酸洗和高温浸出的差别在于，酸洗用的是盐酸和硫酸混合物，而高温浸出用的是氢氟酸；氯化焙烧是指把石英砂加热到1000～1300℃的条件下通入氯气或氯化氢气体。石英杂质元素主要以晶格替代、矿物包体和熔／流体包裹体三种形式存在。其中矿物包体和熔／流体包裹体相对易去除，而晶格杂质去除难度极大，因为大多数元素在石英晶格中的扩散极慢。因此加工提纯的主要效果是去除石英共生矿物、石英的矿物包体及熔／流体包裹体。氯化焙烧也是常见的提纯工艺，有研究提出氯化焙烧可去除晶格杂质，虽然处理后的石英杂质总量显著下降，但目前未有直接证据证实被去除的是晶格赋存杂质。Ｍülleretal（2012）提出，根据其经验，通过氯化焙烧等工艺确实能除去少量间隙杂质。当前亟需通过原位成分分析阐明高温氯化机理，明确其对晶格杂质的影响程度和去除效果。

不过，大量证据表明晶格杂质总体难以被去除。龙头企业TQC的工业实践显示，高温氯化工艺能显著降低石英砂的Ｋ和Ｎa含量，但未能显著降低Li含量；该公司还更倾向使用“高质石英（high-quality quartz）”概念，因某些低晶格杂质石英受限于包裹体剔除技术而无法工业利用。

从Sibelco生产的一系列IOTA产品的杂质含量数据中可以看出，尽管采用了不同的加工工艺，这些产品的Ti含量均在1.1x10-6~1.4x10-6之间，这暗示了Ti等晶格杂质含量在后期加工中是无法去除的。Horber Anzaplan公司有限的实验数据也表明，经浮选和淋滤后，高纯石英砂的Li、Na、K含量分别为0.25x10-6、1.21x10-60.45x10-6，高温氯化后仅Na和K显著下降（分别为0.06x10-6和0.12x10-6），而可能是晶格杂质的Li含量变化很小（0.20x10-6；Haus et al. ，2012），如果考虑分析误差，该变化实际可能更小。实际上，对伟晶岩石英的分析发现，石英结晶后扩散系数最高的Li未发生扩散，推测其迁移受Al电价平衡制约（Phelps et al.，2020）。

总而言之，在现阶段技术局限的背景之下，石英中部分微细矿物包体／流体包裹体因粒度限制（高纯石英需特定粒度）及破碎成本过高而无法去除；石英晶格杂质含量基本无法通过后期加工降低。因此，石英晶格杂质含量决定了其化学纯净度的上限。高纯石英资源评价的核心在于寻找石英晶格杂质、熔融行为（即流体包裹体少且易于去除）满足特定要求的天然矿床，才可能通过加工提纯成为高纯石英矿床。

来源：中国粉体网