【海川化工科技前沿】天津大学化工学院成功研发出氯硅烷精馏提纯工艺破解高纯石英矿提纯密码

4月10日，自然资源部发布了一条振奋人心的消息：高纯石英矿正式成为我国第174号法定矿种。这种看似普通的“石头”，却是光伏发电板、5G光纤等现代科技产品的“隐形基石”。而在这背后，天津大学化工学院的科研团队用数十年如一日的创新，将矿石中的“硅”元素炼成了支撑国家高科技产业的“黄金”。

　　高纯石英矿的“神奇”之处，在于它含有纯净到极致的二氧化硅，纯度高达99.995%，相当于每10万个原子中只有5个杂质。这种材料耐高温、绝缘性强，还能让光线“畅通无阻”，是制造光伏板高温炉管、光纤预制棒的核心原料。然而，全球90%的高端高纯石英砂曾长期依赖美国等国的矿山，我国科技产业一度面临“卡脖子”风险。

　　转机出现在河南东秦岭和新疆阿勒泰，我国科学家在这里发现了与美国矿床品质相近的高纯石英矿。然而，矿石的发现只是第一步，真正的挑战在于如何将这些“石头”变成能用于高科技产品制造的“超纯材料”。

　　为破解这一难题，天津大学化工学院的科研团队躬耕数十年，成功研发出氯硅烷精馏提纯工艺。它像一套精密的“分子筛”，将矿石中的杂质层层过滤，最终得到纯度极高的多晶硅，不仅让产品质量达到国际顶尖水平，还通过多塔差压耦合技术大幅降低能耗，实现了绿色制造。

　　在此基础上，天津大学化工学院团队又发明了一体化反应精馏技术，将传统需要多道工序的硅烷制备过程浓缩到一个反应塔中完成。这种“一步到位”的工艺，让我国硅烷产量占到全球90%以上，成为颗粒硅生产的“技术心脏”。颗粒硅作为新一代光伏材料，生产成本比传统工艺降低30%，为全球新能源发展注入了“中国动力”。

　　这些技术突破让我国半导体级高纯石英砂的年产能有望突破5万吨，中低端产品逐步实现自给自足。“过去需要进口的制造材料，如今通过我们的技术可以用本土矿石、自主技术提炼；曾经被外国企业垄断的定价权，正在因中国自有创新技术的崛起而松动。”天津大学化工学院研发团队负责人表示，“一块‘石头’的价值，不仅在于地下的储量，更在于实验室里的汗水和智慧。”