随着半导体、光伏等战略性新兴产业的迅猛发展，对高纯石英砂的需求日益增长。高纯石英砂作为诸多高端领域的关键基础性原料，其纯度含量直接决定着这些高端领域的发展高度。

目前，全球70%以上高纯石英砂生产采用综合提纯工艺（结合物理、化学、高温处理分阶段去除杂质）。主要的提纯技术路线可分为物理法、化学法和生物法三大类，每种技术各有其特点和适用场景。

物理提纯法是高纯石英砂生产的基础预处理阶段，主要包括擦洗、脱泥、重选、磁选和浮选等工艺。

重选是根据石英矿物与伴生杂质矿物之间密度的不同来去除杂质矿物，其主要适用于与石英有显著密度差异的杂质矿物的分离，如云母、金红石等。高纯石英加工过程中常用的重选设备包括摇床、螺旋溜槽、离心选矿机、脱泥斗等，重选能够在高纯石英加工提纯过程中对关键杂质元素的去除起到重要作用。

磁选是根据不同矿物磁导率的不同，通过磁性介质的充磁与失磁将磁性矿物分离的方法，常见的磁选设备包括滚筒磁选机、板式磁选机、高梯度磁选机、电磁浆料机、干式磁选机、超导磁选机等。石英作为非磁性矿物，可通过磁选将磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿等磁性共生矿物去除。

浮选是石英矿石加工提纯的一种重要方法，主要用于分离石英与长石、云母，其机理是利用石英表面与云母、长石等杂质表面的零电点、疏水性、亲水性的差异，加上 pH 调节剂和捕收剂达到分离效果。

物理提纯法的优势在于能耗低、操作简单且无化学污染，但其局限性在于对以包裹体形式存在于石英砂颗粒表面或镶嵌于颗粒中的杂质去除效果有限。

化学提纯法是实现高纯石英砂生产的核心技术，特别是在处理4N（99.99%）及以上纯度的石英砂时不可或缺。化学深度提纯主要包括酸（碱、盐）处理法和热处理法。

酸处理法

在经历初步物理提纯后，大部分杂质矿物已被去除，但还有少量杂质矿物处在晶界、微裂隙及晶体内，酸( 碱、盐) 处理法主要是为了去除这部分杂质。其中酸浸法应用最为广泛，常采用氢氟酸、硫酸、盐酸和硝酸这几种酸的混合溶液对石英砂进行提纯。氢氟酸对石英、长石、云母等都具有明显的溶蚀作用，且结构缺陷越多，溶蚀速度越快，白云母、长石等铝硅酸盐的晶体结构必须结合氢氟酸才可有效破坏。浓硫酸具有强氧化性，热的浓硫酸可以与大多数金属反应，将大部分硫化矿物转变成相应高价金属硫酸盐，其具有较高的沸点，常压下可采用较高的浸出温度。盐酸具有良好的金属溶解能力，且对铁等离子具 有 良 好 的络合性。硝酸具有强氧化性，能够有效地将金属元素氧化生成可溶性盐，但是其单独浸出效果不好，一般与盐酸混合制备强腐蚀性王水进行浸出。草酸是酸浸常用的有机酸，可与溶出的金属离子形成较稳定的络合物，从而使其从石英表面脱离。

大量试验表明，高纯石英除杂采用单一酸浸效果不佳，而采用混合酸浸则可利用不同酸产生的协同效应，有效地去除杂质。现如今，以氢氟酸为主浸剂的混合酸浸的应用最为广泛。

现阶段，工业上还使用以 HF 为主的酸浸工艺，无氟无硝工艺还仅在实验室研究阶段，但已经取得了一定的成效，为今后环境友好型生产工艺的实施奠定了基础。

热处理法

直接高温爆裂法是利用高温焙烧、微波加热等使石英晶体表面创造晶体缺陷和高能区，并使气液包裹体气化膨胀，再利用水淬使膨胀的气液包裹体瞬时爆裂。

氯化焙烧是去除石英晶格杂质、碱金属等间隙原子类杂质最主要的方法，氯化焙烧是在一定温度和氛围条件下，将杂质组分离子转化为低沸点的氯化物，进而将杂质组分分离的过程。常用的氯化剂有氯气、氯化氢、氯化铵、氯化钠和氯化钙等，氯化焙烧按产