中國粉體網訊 由中國粉體網主辦的“2025國際硅材料產業展覽會”于4月23-25日在南京國際博覽中心成功舉辦。展會期間,我們邀請到武漢理工大學張凌燕教授做客“對話”欄目,暢談高純石英研究的心得體會與技術發展趨勢。
中國粉體網:張教授,30年前您已開始研究高純石英,對您而言,這么多年研究石英的最大心得或收獲是什么?
張凌燕教授:石英資源中高純石英產業的發展歷程,它經歷了從無到有的發展,特別是近五年出現了井噴式的爆發性增長,至2024年又進入新一輪行業洗牌調整期。作為一名技術開發研究者見證了行業的發展,在過程中也伴隨了研究手段的不斷進步,體會到技術進步給研究帶來的便捷、高效、準確,特別是微量雜質元素的精確檢測、氣液包裹體的判定檢測技術手段等得到飛躍式的提高,如ICP-MS、高精度光學顯微識別技術與神經網絡統計算法手段結合等都為高純石英的檢測提供了有利的武器,研究手段的進步同時也促進了行業的進步。
作為研究者也是一名宣傳者,我的另一個重要的體會是,石英礦石種類多達7種甚至每種類型還細分更多小類,并不是都可以精選提純達到高純的目標,因此需要研究者嚴格秉持科學態度對待每一個研究項目,對待每一處石英資源,不放過每一處優質資源,不錯用低質資源,做好行業和企業的宣傳者和技術解釋者,也是對行業、企業、投資者的責任所在。
中國粉體網:近一二十年,石英這種非金屬礦產的應用市場隨著我國光伏、半導體等產業的發展,也經歷了起起伏伏,這種動蕩的變化對您有什么影響嗎?
張凌燕教授:石英產業與其他很多行業相似,同樣也受大環境影響,但行業的細分市場也是差異很大,如光伏產業產能嚴重過剩、市場萎靡不振,半導體行業技術門檻更高、對石英原料技術指標要求更高,因此市場一直處于較旺盛狀態,其中優質的石英原礦資源國內有限且大量依賴國外供應,在這樣的背景下,我認為作為技術開發研究者需要做好兩件事,一是自身緊密跟蹤行業發展的方向,正確把握前沿技術,為行業或企業提供市場預警建議或投資方向,提出正確可靠的進入依據,如2023-2024年在研究工作基礎上曾建議2家企業慎重介入高純石英產業;二是深入開展以國內石英資源為基礎的石英礦石的研發工作,針對原礦自身特點深刻認識資源,進行針對性開發,幫助企業技術進步,目前正協助湖北潘達爾硅基新材開展高品質硅微粉的技術研發升級工作。
中國粉體網:石英巖這類礦石既可以做玻璃的原料,也可以做硅微粉的原料,甚至可以做高純石英砂的原料,如果是面對一家想做石英巖礦石深加工的企業,您會重點從哪些方面去指導企業的產品開發?
張凌燕教授:石英巖只是7大類石英資源中的一種,其中的伴生礦物組成、硅含量、鐵鋁鈣鎂鉀鈉等雜質組分含量差異大,包裹體多少、存在形式也不同,選礦提純加工工藝變化大,如單一重選-磁選工藝、重選-磁選-酸洗工藝、還有浮選介入等,甚至高純石英提純中的焙燒-爆裂-浮選-酸洗、氯化焙燒等工藝的應用,導致其技術指標和應用場景完全不同,作為產品開發最重要的一點是,深刻認識和理解礦石,開展針對性研究,開發適合該礦石資源的產品。例如,湖北谷城的石英礦石是一種深海沉積(又稱化學沉積)的礦石,除行業公認是冶煉工業硅最優質的原料外,事實上也是制備優質中高端硅微粉的優質礦石,湖北潘達爾硅基新材已穩步推出干法硅微粉,濕法窄級別高端微粉技術也在積極研發中。
中國粉體網:除了石英,您近些年對石墨礦也做了大量的研究工作。這些非金屬礦的選礦提純,在工藝和裝備方面是相通的嗎?非金屬礦的加工與應用技術有哪些發展趨勢?
張凌燕教授:除石英外,另一個戰略礦產礦種石墨也是武漢理工大學戰略關鍵非金屬礦研發團隊的重要研究領域,它采用的加工工藝依然是浮選-化學提純(或高溫提純),以及其他加工工藝,包括球形化、酸化、氧化插層、膨脹等,與石英的加工工藝比較,共同的是都需要選礦富集,需要進一步提純,如作鋰電池的負極材料石墨達到碳含量99.95%以上,石英用于坩堝或拉管等原料硅含量要達到99.995%以上,它們在傳統的選礦階段裝備有很多相似之處,又各自有不同要求,但選礦的基本原理是相通的。
總之,非金屬礦選礦及深加工與應用技術未來的發展方向應該是,選礦工藝及其技術精細化,產品適應市場的細分化;工藝裝備大型化、節能高效化、工藝控制智能化;與工藝配置的指標監測檢測技術的在線化、智能化;加工過程的清潔化、產生的固廢利用高值化等。
(中國粉體網編輯整理/平安)
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