石英（Quartz）是一种硅酸盐矿物，在自然界中广泛存在于岩浆岩、变质岩、沉积岩和热液脉体中，是重要造岩矿物和岩石圈的重要组成部分。石英的化学成分主要是SiO2，并含微量的杂质元素铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）、钾（K）、钠（Na）和锗（Ge）等。石英砂（Quartz sand）则是石英石经破碎加工形成的石英颗粒，为透明与半透明的晶体，形态各异。其晶体坚硬而无解理，贝壳状断口，莫氏硬度为7，密度为2.65 g/cm3，光性特征为一轴晶正光性，且具有猫眼效应和星光效应。

按照产地分类，石英砂分为天然石英砂和人工石英砂，前者采自自然矿床中，经过加工处理后可用于不同的应用领域。后者是将石英岩加以焙烧，经过人工或机械破碎、筛分而成。人工石英砂比天然石英砂质量好、纯净，而且二氧化硅含量也较高，一般价格较贵。

按照纯度分类，石英砂可分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。普通石英砂是一种以石英矿物为主要组成的天然砂石，其主要成分二氧化硅（SiO2）含量在90-99%之间，具有良好的硬度和耐磨性，广泛应用于玻璃制造、铸造、陶瓷、耐火材料、滤料、建筑和多种工业领域作为基础原料或加工材料。精制石英砂的SiO2含量达到99%以上，杂质元素含量严格控制在较低水平，具有更强的耐磨性、更低的热膨胀系数和更好的化学稳定性，适用于制造高端玻璃、精密铸造、陶瓷制品、电子封装材料以及作为高科技领域如光纤通信和半导体集成电路的原料。

高纯石英砂属于高端品类，二氧化硅（SiO2）含量通常在99.9%以上，杂质元素含量极低，具有耐高温、低热膨胀系数、高绝缘性和耐腐蚀等优异的物理化学特性，广泛应用于半导体、光伏、光纤通信、太阳能电池、精密光学仪器、航天航空和国防等高科技产业。诸如，其被用于制造半导体芯片和其他电子器件，作为基板、光刻掩模和化学气相沉积反应器的材料；制造光学玻璃、光学仪器、半导体器件、电子元器件；制造激光器的谐振腔和输出窗口，以及半导体器件的晶体管和集成电路等。可以说，他是支撑现代科技发展的重要基础材料。

从全球来看，巴西的巴伊亚州、米纳斯吉拉斯州和圣保罗州是主要的石英砂产区，其中巴伊亚州的Quartzite矿床是该国最大的石英砂产地之一。美国的明尼苏达州、威斯康星州、得克萨斯州和伊利诺伊州，加拿大的安大略省、魁北克省和艾伯塔省，以及澳大利亚的昆士兰州、新南威尔士州和西澳大利亚州等地区也拥有丰富的石英砂资源储量。此外，石英砂还存在于许多其他国家，如法国、德国、俄罗斯、墨西哥、阿根廷和沙特阿拉伯等。

对于高纯石英砂而言，全球资源量在5000-6600万吨之间，在产资源量为2000-2500万吨。全球高纯石英原料矿产资源集中度较高，部分国家和地区拥有较大的资源量，矿床主要集中在巴西、美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国和加拿大等国家。巴西石英砂主要以天然水晶的形式存在，2022年储量为21百万吨，但由于其对原矿出口实施严格的限制政策，对全球供应有一定影响。

我国拥有约150处石英砂矿产地，主要产地包括贵州省、湖南省、山东省和河南省等地。其中，品位较高的石英原料矿以脉石英和水晶为主，资源总量达到685万吨，水晶资源相对稀缺，约0.69万吨。其中，高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春灵虬山脉石英矿（SiO2含量为99.35％）、江苏东海（SiO2含量为99.19％）、安徽旌德（版书乡龙川脉石英矿SiO2含量为99.01％）和太湖等地区，并在安徽凤阳、江苏新沂和新疆阿勒泰等地区也有分布。

令人欣喜的是，自然资源部于2025年4月10日发布《新发现矿种公告》，正式将高纯石英矿列为我国第174号新矿种。这是国务院批准后首次确立该矿种，标志着我国在战略性资源领域取得重大突破。近年来，自然资源部积极推进实施新一轮找矿突破战略行动，中国地质调查局以及河南省相关单位在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现了与美国高纯石英矿床类型相似的高纯石英矿产资源，发现多处可以制备高纯石英砂的矿区，在高纯石英矿调查评价与勘查、深度提纯、定向除杂技术等方面也取得了重要突破，并在高纯石英选矿技术攻关中成功获得了4N5级以上中试产品，一些样品达到4N8级，在利用本土资源开展高纯石英提纯的技术积累和产业化道路上，迈出国产替代的关键一步。

2018年-2023年期间，我国的石英砂行业市场规模由222.37亿人民币元增长至396.77亿人民币元，期间年复合增长率12.28%。预计2024年-2028年，石英砂行业市场规模由429.11亿人民币元增长至610.07亿人民币元，期间年复合增长率9.19%。在市场占比份额上，我国石英砂市场以普通石英砂为主，高品质产品较少。普通石英砂产量占比49.7%，精制石英砂产量占比42.6%，高纯及超高纯石英砂产量占比7.7%。

未来，随着我国半导体行业（消费占比近七成）和光伏行业等下游领域的快速发展，高纯石英砂的需求有望迎来显著增长。为了支持相关战略产业持续发展，我国新材料业界各方都在积极探索解决方案。一方面，我们在寻求新的内部储量和多元化的原材料来源，降低对外依赖度。另一方面，我们通过采用新型的物理提纯技术替代传统的化学方法等技术创新提高石英砂提纯效率，减少环境污染。诸如安徽某企业采用以工业硅为原料的溶胶凝胶法，从工业硅制备有机硅烷，再以溶胶凝胶法制备纳米级石英粉和高纯石英砂，能够生产出低放射高纯球形纳米级二氧化硅粉体材料和微米级石英颗粒，产品纯度可达6N-7N。2024年2月，国内某企业成功探索出新型制备工艺，可通过“人工模拟自然过程”的合成技术实现高端高纯石英砂的量产，这标志着中国在高纯石英砂的生产技术上取得了重要突破。此外，业内还采用了破碎、磁选、浮选、化学、物理等多道复杂步骤进行提纯，以达到高纯度的要求。