氣液包裹體如何剔除？工業微波完全可靠——訪湖南工業大學侯清麟教授

2024年5月24日，由中國粉體網主辦的“第四屆全國板材用石英砂供需洽談會”在山東臨沂華盛江泉城大酒店隆重召開，會議期間，我們邀請到了業內專家
、學者
，優秀企業家代表做客對話欄目


，進行訪談交流。

本期為您分享的是中國粉體網對湖南工業大學侯清麟教授的專訪。

高純石英砂一般是指二氧化矽含量高於99.9%的石英砂
，是由天然水晶
、石英砂岩
、脈石英
、花崗岩石英等經過精選和加工提純而成。高純石英砂具有極好的化學物理穩定性、高絕緣耐壓能力和極低的熱膨脹係數
，被廣泛應用於新一代信息技術、半導體集成電路、新材料產業、節能環保產業等戰略性新興產業。

石(shi)英(ying)礦(kuang)在(zai)生(sheng)長(chang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，部(bu)分(fen)液(ye)體(ti)和(he)氣(qi)體(ti)在(zai)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)內(nei)部(bu)被(bei)包(bao)裹(guo)起(qi)來(lai)，稱(cheng)其(qi)為(wei)氣(qi)液(ye)包(bao)裹(guo)體(ti)，一(yi)般(ban)氣(qi)液(ye)包(bao)裹(guo)體(ti)都(dou)是(shi)由(you)氣(qi)相(xiang)和(he)液(ye)相(xiang)及(ji)少(shao)量(liang)固(gu)相(xiang)雜(za)質(zhi)所(suo)組(zu)成(cheng)的(de)三(san)相(xiang)體(ti)，主(zhu)要(yao)包(bao)含(han)H2O、CO2
、H2
、O2、N2
、CH4
、CO及NaCl
、雲母、長石等。在包裹體中的液相占整體的比例稱為填充度。通常填充度大於60%被稱為液體包裹體，填充度小於60%為氣液包裹體。

氣液包裹體和晶格內部類質同象雜質是主要的雜質來源，而這些雜質是製約高純石英產品製備與應用的關鍵性因素。

來自湖南工業大學的侯清麟教授，對高純石英砂氣液包裹體去除方麵，研究頗深、成果頗豐。

采(cai)訪(fang)開(kai)始(shi)
，侯(hou)教(jiao)授(shou)介(jie)紹(shao)了(le)他(ta)在(zai)高(gao)純(chun)石(shi)英(ying)砂(sha)中(zhong)氣(qi)液(ye)包(bao)裹(guo)體(ti)去(qu)除(chu)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)的(de)成(cheng)果(guo)。他(ta)告(gao)知(zhi)粉(fen)體(ti)網(wang)記(ji)者(zhe)，他(ta)是(shi)全(quan)國(guo)乃(nai)至(zhi)全(quan)世(shi)界(jie)用(yong)微(wei)波(bo)技(ji)術(shu)去(qu)除(chu)氣(qi)液(ye)包(bao)裹(guo)體(ti)的(de)第(di)一(yi)人(ren)。這(zhe)個(ge)研(yan)究(jiu)已(yi)在(zai)2018年(nian)前(qian)取(qu)得(de)絕(jue)對(dui)性(xing)成(cheng)功(gong)。得(de)到(dao)了(le)邱(qiu)冠(guan)周(zhou)院(yuan)士(shi)為(wei)組(zu)長(chang)的(de)科(ke)研(yan)評(ping)價(jia)肯(ken)定(ding)，被(bei)鑒(jian)定(ding)為(wei)國(guo)際(ji)領(ling)先(xian)水(shui)平(ping)。但(dan)由(you)於(yu)這(zhe)幾(ji)年(nian)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)的(de)原(yuan)因(yin)在(zai)產(chan)業(ye)化(hua)應(ying)用(yong)上(shang)還(hai)存(cun)在(zai)距(ju)離(li)
，目(mu)前(qian)侯(hou)教(jiao)授(shou)團(tuan)隊(dui)致(zhi)力(li)工(gong)程(cheng)化(hua)推(tui)廣(guang)，同(tong)時(shi)希(xi)望(wang)有(you)誌(zhi)者(zhe)立(li)即(ji)攜(xie)手(shou)
，共(gong)創(chuang)未(wei)來(lai)。

侯教授就使用微波剔除高純石英砂中氣液包裹體目前存在的問題進行了分析，由於2015年nian以yi後hou

，他ta在zai各ge個ge有you關guan會hui議yi被bei邀yao請qing作zuo報bao告gao，簡jian單dan介jie紹shao微wei波bo原yuan理li

，尤you其qi是shi剔ti除chu氣qi液ye包bao裹guo體ti效xiao果guo
，然ran下xia遊you某mou些xie企qi業ye依yi賴lai支zhi離li破po碎sui的de初chu淺qian認ren知zhi進jin行xing微wei波bo剔ti除chu高gao純chun石shi英ying砂sha中zhong氣qi液ye包bao裹guo體ti無wu序xu應ying用yong
，其qi結jie果guo不bu言yan而er喻yu，加jia上shang少shao數shu一yi知zhi半ban解jie的de所suo謂wei專zhuan家jia誤wu導dao，導dao致zhi目mu前qian該gai項xiang技ji術shu應ying用yong扭niu曲qu，劣lie幣bi驅qu除chu良liang幣bi現xian象xiang嚴yan重zhong。期qi待dai有you關guan方fang麵mian正zheng確que引yin導dao。

侯教授認為，采用微波去除氣液包裹體這些年來存在的突出問題還有就是企業懷疑的同時不舍得投入。

侯(hou)教(jiao)授(shou)要(yao)求(qiu)粉(fen)體(ti)網(wang)記(ji)者(zhe)，對(dui)某(mou)些(xie)專(zhuan)家(jia)把(ba)他(ta)的(de)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)掛(gua)在(zai)俄(e)羅(luo)斯(si)專(zhuan)家(jia)名(ming)下(xia)，希(xi)望(wang)粉(fen)體(ti)網(wang)媒(mei)體(ti)們(men)好(hao)好(hao)宣(xuan)傳(chuan)，引(yin)入(ru)正(zheng)道(dao)。還(hai)有(you)少(shao)數(shu)專(zhuan)家(jia)對(dui)研(yan)究(jiu)無(wu)氟(fu)無(wu)硝(xiao)工(gong)藝(yi)才(cai)幾(ji)個(ge)小(xiao)時(shi)後(hou)就(jiu)能(neng)寫(xie)出(chu)論(lun)文(wen)且(qie)在(zai)半(ban)個(ge)月(yue)左(zuo)右(you)發(fa)表(biao)，對(dui)這(zhe)種(zhong)行(xing)為(wei)深(shen)感(gan)無(wu)奈(nai)。

此(ci)外(wai)，侯(hou)教(jiao)授(shou)表(biao)示(shi)深(shen)感(gan)愧(kui)對(dui)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)，因(yin)為(wei)很(hen)多(duo)所(suo)謂(wei)的(de)專(zhuan)家(jia)，利(li)用(yong)他(ta)精(jing)心(xin)研(yan)究(jiu)的(de)這(zhe)項(xiang)微(wei)波(bo)技(ji)術(shu)憑(ping)心(xin)情(qing)任(ren)意(yi)發(fa)揮(hui)想(xiang)象(xiang)，在(zai)一(yi)知(zhi)半(ban)解(jie)下(xia)，把(ba)一(yi)些(xie)企(qi)業(ye)帶(dai)進(jin)溝(gou)裏(li)。

侯教授信心滿滿地表示：“在石英砂去除氣液包裹體方麵
，我是第一家，我將一如既往的要把這個項目做落地。同時在國產礦純化方麵應用努力。”

侯教授在談到這個問題時最後對記者表示，關於微波技術應用存在的誤區，擬在下次粉體網平台上演講，將原原本本進行闡述。

在研究完微波技術剔除氣液包裹體項目後，侯教授他們在科研方麵並沒有在一個地方停滯不前。從2017年開始又對高純石英砂的生產工藝改進、除雜介質、微波替代馬弗爐
、微波實現馬弗爐與微波雙重功能
、用製備高純石英砂的篩餘料製備矽微粉等進行研究
，均取得成效。同時自己將已取得的新技術用於國產礦純化製備3N以上的高純石英砂方麵也有好的研究成果。

國guo產chan石shi英ying礦kuang，我wo國guo國guo產chan礦kuang資zi源yuan總zong量liang大da，分fen布bu廣guang泛fan

，但dan總zong體ti品pin質zhi相xiang對dui較jiao低di，礦kuang物wu雜za質zhi成cheng分fen複fu雜za，氣qi液ye包bao裹guo體ti含han量liang大da，導dao致zhi國guo產chan礦kuang加jia工gong難nan度du與yu成cheng本ben趨qu高gao。目mu前qian國guo內nei大da多duo企qi業ye隻zhi用yong國guo產chan礦kuang簡jian單dan加jia工gong便bian以yi低di價jia出chu售shou，造zao成cheng嚴yan重zhong的de資zi源yuan浪lang費fei。

zaibancaishafangmian
，houjiaoshouyeyouzijidedutejianjie。tabiaoshi，youyuzaiweiboquchuqiyebaoguotifangmianqudeyixiefaxian，zhishihenduoqiyeyezhaotazuobancaishadezhibeiyanjiu。bancaishazaitigaodao3N-4N後
，應用更廣泛，價值成倍增長。比如用新的純化技術將國產礦製備成稍低檔拉管、液(ye)晶(jing)基(ji)板(ban)砂(sha)等(deng)，前(qian)景(jing)廣(guang)泛(fan)。在(zai)逐(zhu)漸(jian)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，他(ta)有(you)兩(liang)個(ge)想(xiang)法(fa)，一(yi)是(shi)能(neng)用(yong)新(xin)技(ji)術(shu)提(ti)高(gao)板(ban)材(cai)砂(sha)質(zhi)量(liang)品(pin)質(zhi)
，二(er)是(shi)能(neng)否(fou)通(tong)過(guo)其(qi)團(tuan)隊(dui)技(ji)術(shu)把(ba)原(yuan)隻(zhi)能(neng)製(zhi)備(bei)的(de)板(ban)材(cai)砂(sha)礦(kuang)提(ti)高(gao)到(dao)3N以上高純石英
，使資源得到更加合理應用，為該行業做出更大貢獻。

比(bi)如(ru)在(zai)板(ban)材(cai)砂(sha)酸(suan)洗(xi)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，侯(hou)教(jiao)授(shou)團(tuan)隊(dui)在(zai)酸(suan)介(jie)質(zhi)應(ying)用(yong)無(wu)氟(fu)無(wu)硝(xiao)法(fa)。用(yong)一(yi)些(xie)汙(wu)染(ran)較(jiao)少(shao)的(de)酸(suan)
，替(ti)代(dai)氫(qing)氟(fu)酸(suan)，在(zai)環(huan)保(bao)方(fang)麵(mian)做(zuo)出(chu)貢(gong)獻(xian)。目(mu)前(qian)，侯(hou)教(jiao)授(shou)團(tuan)隊(dui)微(wei)波(bo)無(wu)氟(fu)無(wu)硝(xiao)法(fa)研(yan)究(jiu)成(cheng)效(xiao)顯(xian)著(zhu)，除(chu)雜(za)效(xiao)果(guo)較(jiao)之(zhi)無(wu)機(ji)強(qiang)酸(suan)有(you)微(wei)小(xiao)差(cha)距(ju)

，需(xu)要(yao)進(jin)一(yi)步(bu)進(jin)行(xing)實(shi)驗(yan)獲(huo)取(qu)更(geng)優(you)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)。

此外，該團隊盡可能在經濟成本方麵去減少企業壓力，用微波爐替代的煆燒爐等，使流程縮短，降低固定成本和生產成本。

侯教授表示
，用微波來製備板材砂，會減少破碎過程的粉塵汙染。目前，有的企業用馬弗爐煆燒礦，馬弗爐溫度達到1000duodu
，huizengdadianfeichengben，huanchengweibohou，quanfengbizaiweibolunei，diannengtongguoweibozhuanhuaweishinengjinerzhuanweihuaxuenengshifenzimocashengwenpochuqiyebaoguotiertichu
，jiangdichengben
，jianshaomafulugaowenhuanjingduigongrenzaochengdeshanghai。

侯hou教jiao授shou表biao示shi
，剔ti除chu石shi英ying矽gui礦kuang中zhong金jin屬shu和he氣qi液ye包bao裹guo體ti雜za質zhi製zhi備bei超chao純chun石shi英ying砂sha一yi攬lan子zi新xin研yan究jiu技ji術shu，已yi有you企qi業ye準zhun備bei落luo地di，他ta們men相xiang信xin，必bi將jiang取qu得de令ling人ren滿man意yi的de結jie果guo。