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创新引擎丨解码大地矿藏 破局资源困境——安徽总队高纯石英寻宝记

编辑日期:2025-06-04   点击次数:
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“黄沙砾石飞扬的戈壁滩上,两辆车一前一后驶过,轮胎的温度随着手表的指针转动不断攀升,颠簸的后车厢里,地质锤时而叮当作响,敲破了闷热车厢中发酵的沉默。郝文俊擦了擦额头的汗珠,向远处眺望,窗外的景象还如同八小时之前一样——目之所及荒芜人烟,但是他知道,再过一会,他们的目的地就要到了!”


这是全国高纯石英矿种调研采样的第12站,在新疆烈日灼烧的戈壁滩上,安徽总队“高纯石英资源优选与提纯关键核心技术”揭榜挂帅项目组,向着无人区挺膺前行,十几天的时间,他们走遍新疆阿勒泰及哈密地区,对区域内的脉石英、花岗伟晶岩矿床(点)展开全面深入的调研工作。这支项目团队,在过去的一年里,驻足过江南秀丽的山川,也曾向雄伟壮阔的秦岭山脉发起冲锋,在全国各地共调查研究脉石英和花岗伟晶岩矿床(点)608处,选择国内具有高纯石英原料潜力的脉石英和花岗伟晶岩的100余处脉石英、岗伟晶岩型石英矿床(点)展开调研及样品采集,采集手标本400余件。在富饶瑰丽的新疆大地上,项目负责人郝文俊拾起最后一块矿石标本,转身与同伴又踏上了近十个小时的返程,这趟横跨整个中国的寻宝觅矿攻坚之旅,他们为了什么?


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“打个比方,在半导体领域,高纯石英砂做的石英舟、石英法兰、石英管等石英制品,就像‘保护罩’,让芯片制造过程在一个稳定和洁净环境里进行,保证芯片质量;同时,它又是制造光纤的关键原料,能让光信号在光纤里传输得又远又稳定,就像给光信号铺了一条损耗很小的‘高速公路’”项目组技术员拿起一块冰糖形状的矿石标本说道,“如果将高纯石英比作石英原材料行业中的皇冠,那么,二氧化硅纯度≥99.998%(4N8)的高纯石英高端产品则是皇冠上那颗最耀眼的明珠。”


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当前我国战略性新兴产业发展正如蓬勃燃烧的烈焰,带动了4N8高纯石英产品的旺盛需求。然而,国际巨头垄断性定价的枷锁却无情掐断了半导体、光通信产业的命脉,频频引发断供危机。美日企业凭借气相沉积、等离子熔融等核心技术专利层层设防,死死封锁超高纯石英砂制备技术的关键通道。我国光伏单晶炉、光纤预制棒等核心装备所需的高端石英材料,仍不得不依赖天价进口的海外货源。高纯石英原料被卡脖子的困境,恰似一双无形大手掐住了高端制造的氧气阀,让整个产业链时刻面临窒息风险。


大国命脉,岂能握于他人之手?如何突破矿石原料资源和提纯工艺的掣肘?中国建筑材料工业地质勘查中心提前谋划,精准布局;安徽总队领命出征,在江淮大地上经历数十年高纯石英找矿实战积累后,开始尝试作答。


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2021年-2023年,安徽总队通过“休宁县小阜脉石英矿普查”项目,发现国内首个SiO2含量可达99.997%的高纯石英用脉石英矿床,该项目实现了安徽省高纯石英矿找矿重大突破,也为安徽总队在高纯石英领域进一步探索奠定了坚实的基础。

2023年6月14日,由安徽总队作为项目牵头单位,联合咸阳非金属矿研究设计院有限公司、四川总队、陕西总队及合肥工业大学共同承担了“地勘中心(中国非矿)揭榜挂帅高纯石英资源优选与提纯关键技术项目”。这场长达一年多时间,横跨整个中国疆域的高纯石英寻宝之旅正式拉开帷幕。


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理想的征途往往风雨与机遇并存。地质蓝图上,资源矿点如星辰般璀璨,野外现场里,勘探队员的每一步却都踩在未知的深渊边缘。“项目开启时,我们在全国各地到处跑,经常为了一个查询文献资料上的一个矿点,翻山越岭,走十几里山路;清晨背着干粮上山,天黑背着石头下山,鞋子磨破了多少双,但是最难受的却是常常跑空:成矿点错误、矿石样本品质不过关、数据不达标……接二连三的问题确实给我们造成了很大的冲击”,谈及项目开始时的重重挑战,郝文俊的脸上浮现了一丝略带无奈的笑意。崇山峻岭逼不退队员们的进取决心,但是没找到的矿点失落感却久久萦绕他们的心头,一次次的挫败似乎是上天的考验,不断淬炼着项目成员的意志。但是地质人早已把“三光荣、四特别”精神刻入骨髓,融于血脉。不怕苦、不怕难的总队人秉承着逢山开路,遇水架桥的信念,用无数个难眠夜晚的挑灯鏖战和无数次风雨兼程的实地踏勘,齐心协力向着高纯石英进军突围。


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“科研攻关的成果最终要落实到生产一线上,当野外工作频频受挫时,我们全面复盘工作各项细节,开始转换思路,以企业生产需求为导向,重新调整工作方向”,安徽总队党委书记、总队长詹建华亲自带队,项目组先后来到凯盛石英材料(太湖)有限公司、江苏同和光能科技有限公司等高纯石英生产企业进行调研。调研之行再次激活了项目成员的创新动能,大家一头扎进了海量的资料中,对国内外高纯石英的勘探与开发案例,再次进行了全面而细致的梳理分析。实验室里,成员们加班加点,对采集到的矿石样本进行反复的测试与分析,不断优化实验方法和流程。实地勘探中,项目团队系统分析,重新规划了调研路线和采样点,依托地勘中心体制优势,在四川总队、陕西总队、河南总队、陕西总队及咸阳院等兄弟单位的协助下,一步一个脚印,踏遍全国100余处脉石英、花岗伟晶岩型矿床(点)。


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“99.998%!”实验室里传来一阵喝彩,第一件纯度达4N8级的高纯石英标本的诞生,为项目团队全体成员注入了一针强心剂。万里行路终获硕果,在数十年经验积累和近两年集中攻关的基础上,项目团队成功申请发明专利4项,发表论文8篇,新制定标准2项,在国家战略性矿产资源勘查领域实现重要突破。

项目团队基于覆盖全国31省区的海量数据采集与多维度解析,创新性划分出27个脉石英成矿区带,并优选出6处重要的高纯石英原料成矿区带,圈定4处脉石英型和2处花岗伟晶岩型高纯石英原料找矿远景区,确定了3处脉石英型高纯石英原料矿产地。项目团队用脚步做丈量,为全国高纯石英绘就了一张清晰生动的“藏宝图”。

寻宝可以按图索骥,辨宝也需要专业知识图解,团队在大量实地调研的基础上,创新总结了脉石英型高纯石英野外快速识别技术,构建了矿物组成、矿物物性、选矿提纯等多维度高纯石英用脉石英质量评价体系,为后续不同成因类型的高纯石英矿配备了专业的提纯“说明书”。“藏宝图+说明书”的双重组合,构建了从勘查导航到工艺优化的全链条解决方案,为提升我国高纯石英战略性矿产资源储备进一步聚力供能,从找矿源头寻求突破,直击战略性矿种卡脖子的困境,对全国高纯石英用脉石英找矿具有重要示范意义。

习近平总书记在给山东地矿局第六地质大队全体地质工作者的重要回信中,号召全体地质人“为保障国家能源资源安全、为全面建设社会主义现代化国家作出新贡献。”殷殷嘱托犹如使命感召,一批批建材地质人前赴后继,齐心协力书写战略性资源破局的使命担当。2025年4月10日,自然资源部正式将高纯石英列为我国第174号新矿种。从精准定位矿源到突破提纯技术,安徽总队交上了“高纯石英资源优选与提纯关键核心技术”的第一份属于建材地勘人的答卷,然而,这仅是序章。2024年底,中国建筑材料工业地质勘查中心联合中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所、中国地质科学院地质研究所等数十家顶尖科研机构,联合申报并成功获批国家重点研发计划项目《高纯石英原料矿床成矿机制与提纯关键技术》,安徽总队将再度续写与高纯石英矿的不解之缘。


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星月邀相送,四季又轮回。新的项目周期再度开启,实验室里的矿石标本整齐排列,像一只训练有素的队伍等待着打磨与淬炼,安徽总队高纯石英矿项目团队全体成员也整装待发,向着服务国家战略的科技高地再度进军,旌旗所指,使命必达。


供稿:刘明敏

摄影:安徽非矿摄影组

编辑:党群工作部

审核:徐学军、李勇

审定:詹建华