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石英砂问答

石英砂从哪里买比较好(高纯石英砂是稀缺资源吗)

发布时间:2023-03-27  人气: 123

生产高纯石英砂需要同时具备较高的矿石质量和先进的生产设备及工艺。目前,全球能够规模化量产供应高纯度石英砂企业包括美国尤尼明Unimin、挪威TQC、石英股份等。
  
  1、美国尤尼明和挪威TQC
  
  美国尤尼明和挪威TQC具备高纯石英砂供给能力主要源自其矿源,两家公司共同开采Spruce Pine石英矿,该矿床位于阿巴拉契亚山系的蓝岭构造区,分布在斯普鲁斯派恩深成岩系的花岗伟晶岩带中,为白岗岩型高纯石英矿,由泥盆纪3.8亿年前花岗质岩浆侵入前寒武纪Ashe组的云母和角闪石片麻岩、片岩中缓慢结晶而成矿。
  
  矿石的主要造岩矿物为斜长石、钾长石、石英、白云母,几乎不含镁铁质矿物,石英的杂质元素含量极低。
  
  尤尼明公司自1970年起即在该矿区采矿,所拥有的矿区原料中铝含量较高,能够增强坩埚的粘度,同时碱金属元素含量较低,微气泡含量比脉石英含量低,石英砂一致性也较好,因此公司能生产出更高纯度的石英IOTA-4/6/8,并建立了超纯石英的IOTA标准,一度垄断了世界高纯石英砂市场。
  
  挪威TQC跟尤尼明开采同一个矿区,公司通过高温氯化等提纯技术,气液包裹体更少,同时氯化后的碱金属更低,铝含量却不变,意味着石英砂的粘度更高,石英坩埚的强度更高,可以抑制微气泡的生长。
  
  但对于全球其他区域的脉石英矿而言,由于杂质含量存在差异,同时单体矿床规模小,对企业的提纯技术提出更高的要求,企业需要积累不同的提纯技术来应对品质不同的矿源。
  
  同时,不同矿源的颗粒度和一致性差异较大,对坩埚的质量提出一定的挑战,需要靠后期的提纯技术来改善不同矿源的颗粒度及一致性差异。
  
  另外,石英砂中的部分杂质含量或许可以通过酸洗、磁选等方式降低,但如果石英砂里面存在较多微小的晶体,则晶体之间交界处会存在不少杂质、包裹体,会增加提纯的难度、成本。
  
  另外,如果石英砂晶体里面天生存在一定的气液包裹体,后期的提纯技术较难去除这类型气泡。
  
  因此,石英矿资源的天生品质也较为关键。
  
  如果矿源品质和提纯技术无法同时满足要求,那么生产出来的石英砂就会导致石英坩埚寿命下降50~100h,如果发生漏硅现象则会导致整个热场系统受损,甚至导致生产事故。
  
  2、石英股份
  
  近年来,石英股份通过针对不同矿源的提纯技术的积累进步,叠加匹配印度、巴西、南非、中国等各地合适的矿源,生产出满足下游光伏企业要求的高纯石英砂,该类产品具有超低碱金属含量,可以实现不同铝含量的化学品质,纯度高,无色点,具有独特的抗析晶能力和优良的耐高温性能。公司也成为全球第三家规模化量产的企业。
  
  公司光伏高纯砂产品钾、钙、铁等杂质元素含量已明显低于《光伏单晶硅生长用石英坩埚》所要求的标准;石英砂的钙、铜、镍等元素含量已降低至与尤尼明差不多水平,甚至部分产品杂质含量更低、质量更优。
  
  综合而言,满足光伏坩埚使用的高纯石英砂资源具备一定的稀缺性。
  
  一方面,由于光伏拉单晶使用石英坩埚是因为它在高温下机械强度高,且不污染硅液,而石英坩埚对高纯石英砂的纯度、气液包裹体、粒度分布、一致性等方面要求较高,后期的提纯工艺对石英砂中的气液包裹体去除难度较大,杂质含量高会相应提高提纯成本及提纯难度,石英砂的不一致也会影响拉晶工艺的稳定性,因此光伏坩埚使用的高纯石英砂门槛较高,需要同时满足矿源品质及提纯工艺方面的要求,供给端存在一定的稀缺性。
  
  另一方面,中小企业受限于矿源的保障、提纯工艺技术的积累、资金等因素,较难出现大规模的扩产现象,即使小规模扩产也较难在质量上满足内层砂的要求,用在外层砂上的质量跟头部企业也存在一定的质量差距。
  
  另外,当前合成石英技术普遍成本较高,虽然纯度较高,但铝含量较低,导致合成石英做成的坩埚熔点较低,从而合成石英较难替代天然石英砂的成本低、熔点高等优势,即使技术快速进步,当前合成石英产能规模也较小。
  
  从作为中环股份旗下坩埚核心供应商的欧晶科技来说,近三年来高纯石英砂采购主要来自于北京雅博(进口砂)及石英股份,其他企业的采购量只有200吨左右,占自身采购额的5%左右,一方面说明行业中小企业产销规模普遍偏小,另一方面说明中小企业的产品质量跟头部企业存在一定差距,并未获得下游头部企业认可,也较难应用在内层砂领域。

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