科创中国
天然砂提纯与合成石英粉低成本制备关键技术开发
发布时间:
2025-12-18
截止日期:2026-12-18
价格 双方协商
地区： 宁夏回族自治区 银川市 西夏区
需求方： 宁夏***公司
行业领域
新材料技术
需求背景
在光伏及半导体单晶硅制备中，高纯度石英坩埚是核心消耗件，其纯度与均质性直接决定了单晶硅的品质与生产成本。当前，原料端面临严峻挑战：天然石英砂依赖传统“酸洗-浮选”工艺，对某些微量杂质（如特定碱金属、包裹体）去除已达瓶颈；而生产环境中的设备磨损与粉尘污染也难以避免地引入二次污染，制约了石英砂纯度的进一步提升。同时，作为高端替代品的合成石英粉，因传统气相沉积法成本高昂，难以在光伏领域大规模应用。因此，开发颠覆性的高效、低成本提纯及合成技术，是突破原料瓶颈、保障产业链自主可控的关键。
需解决的主要技术难题
本需求旨在攻克高纯度石英原料制备的核心技术，主要研发内容包括：1）开发新型高效、低腐蚀的物理或化学提纯工艺，突破对传统工艺难以去除的特定微量杂质的深度净化技术，使天然石英砂纯度达到更高水平；2）设计并建立从原料处理、加工到包装的全流程封闭式洁净生产体系与管控标准，从根本上解决因设备磨损、环境暴露导致的杂质引入问题；3）探索基于非气相沉积路线的低成本合成石英粉制备技术（如高纯硅源溶液法、改良化学合成法等），大幅降低高纯石英原料的制备成本。
期望实现的主要技术目标
开发出新型石英砂提纯工艺，将关键杂质元素（如Li、K、Na等）总含量稳定控制在15 ppm以下；建成全流程洁净管控示范线，产品中因工艺污染引入的Al、Fe等特征杂质增量降低90%以上；探索的低成本合成石英粉制备路线，其综合成本相比传统气相沉积法降低50%以上，产品羟基含量可控，金属杂质总量低于20 ppm。
需求解析
解析单位：“科创中国”宁夏(新材料)区域科技服务团（宁夏回族自治区科学技术协会） 解析时间：2026-01-05
武金龙
北方民族大学
讲师
综合评价
该需求直指高纯石英材料自主供应与成本控制的行业痛点，具有重要的战略与经济意义。其技术核心在于杂质分离的彻底性与工艺过程的成本控制之间的平衡，挑战在于开发出兼具高选择性的物理化学提纯方法及颠覆性的低成本合成路线。技术成功将有效降低下游产业链对进口高纯石英砂的依赖，但研发涉及矿物加工、湿法冶金、硅材料化学等多学科交叉，且面临矿产资源禀赋差异大、合成工艺路线长等不确定因素，是一项需长期投入且需与具体矿源紧密结合的应用研发。
查看更多>
下载app