人造水晶的主要原料是什么？

人造水晶和天然水晶的化学成分都为二氧化硅，高纯度的二氧化硅即称为“水晶”。天然水晶是一种透明的石英结晶，呈六角柱状结晶，它的硬度很高，反光烽极强。纯净的水晶为无色的透明晶体，没有杂质的天然水晶几乎找不到的，大都天然的水晶含有气泡，杂质，晶体混浊。人造水晶是原料石英砂经过一系列工序提炼，再经过精细的切割技术和绝无瑕疵的打磨工夫制造而成，晶体纯净透明，弥补了天然水晶的不足。人造水晶添加进金属元素如铅能增强光的折射，更显示出水晶的高贵。由于人造水晶工序繁杂，工艺高超，有的售价甚至比天然水晶还有昂贵。

一、概述

水晶是指成分较纯、无色透明的石英晶体。根据其性质和用途不同，水晶又分为压电水晶、光学水晶、熔炼水晶和工艺水晶四种。水晶虽然与石英砂、石英砂岩、石英岩的主要成分同为SiO2，但由于水晶具有特殊的电学、光学、热力学、工艺学特性及较高的SiO2纯度，所以被单独列为一类工业原料。通常石英有两种变体，一是低温变体，称为α石英，属三方晶系；另一种是高温变体，称为β石英，属六方晶系。两者常压下的转变温度为573℃。自然界见到的都是α石英。在20世纪50年代前水晶是一种战略物资。由于天然水晶常含各种包裹体、其他矿物或有颜色变化而很难达到压电水晶和光学水晶的要求，因而资源量极少。20世纪60年代以后，人造水晶可替代天然水晶。随着电子、通信、国防工业快速发展，对于超高纯石英的需求迅速增大，寻找熔炼水晶的替代品已成为当务之急。

二、矿物性质

水晶一般无色透明，但天然水晶中常含有微量色素离子，而显紫、黄、烟、茶、浅玫瑰、浅绿等颜色。紫色的叫紫水晶，烟黄至暗褐色的叫烟水晶；浅玫瑰色的叫芙蓉石，又叫蔷薇石英等。水晶晶体呈六方柱，晶面有横纹，通常呈晶簇或粒状、块状集合体，玻璃光泽，断口呈贝壳状并具油脂光泽，硬度为7，密度为265～266g/cm3，具旋光性和压电性。

三、用途

1）压电水晶可作滤波器、谐振器，用于电子计算机、各种自动化武器、飞机、导弹、核武器、卫星等的遥控、遥测、电子、电动零件和设备中。

2）光学水晶用于制造石英折射仪、红外线分析窗口、光谱仪、摄谱仪等。

3）熔炼水晶主要用来制造各种石英玻璃、光导纤维及其制品，如石英坩埚、光学玻璃、石英栅、化学医疗器皿等。

4）工艺水晶主要用作中低档宝石。

四、地质特征

根据水晶的成因、围岩等特征，将水晶矿床分为五种类型。

1）花岗伟晶岩型水晶矿床。伟晶岩脉成群产于裂隙内，呈膨胀状、不规则状、透镜状，脉长几十米至上千米，宽几米至上百米；水晶赋存于花岗伟晶岩的石英核部，常为巨大石英晶体，晶体缺陷一般较多，符合工业要求者较少。共生矿物有萤石、黄玉、绿松石、长石、云母和稀有金属等。共生矿物的工业价值往往比水晶还大。内蒙古角里格太水晶矿床就是一例。

2）黑钨矿-石英脉水晶矿床。黑钨矿一般产于石英脉中，含黑钨矿的石英脉呈带状展布。在石英脉的分叉复合部位，常常形成石英晶洞，晶洞中发育晶体巨大的水晶，其中一些符合工业要求。湖南、江西一些钨矿伴生在石英脉中。

3）花岗岩中热液水晶矿床。花岗岩体中张性断裂破坏岩体的完整性，被后期的富硅热液充填，在交叉复合或膨大处形成不规则晶洞。晶洞中形成水晶矿。花岗岩中常有石榴子石交代现象，有时形成富矿。海南岛水晶矿床就是一例。

4）硅质岩中热液水晶矿床。水晶产于硅质岩石中。有时在碳酸盐岩晶洞中也能形成水晶矿，成矿物质来源于附近围岩。矿体呈脉状、囊状、不规则状或似层状，水晶多呈梳状构造。此类型矿床工业意义较大。江西庐山罗家山水晶矿床就是这种类型。

5）砂矿床。上述各类水晶矿床在发生风化作用时，其他易风化的矿物被风化、碎解，而水晶不易风化而残留原地或在附近形成残积、坡积或冲积砂矿。矿床规模受风化作用的强度控制，有的可形成较大规模的矿床，如江苏东海、海南岛水晶矿床等。

五、矿床分布

中国水晶矿床虽然在全国大部分省、自治区都有发现，但资源并不丰富。根据国土资源部的资料，在广东、海南、江西、江苏、山东、山西、陕西、河南、内蒙古、新疆、青海等地都有原生水晶矿和滨海水晶砂矿产出。能用于高技术领域的熔炼水晶等高纯硅材料奇缺，主要靠进口解决。

六、可供资源

熔炼水晶等高纯硅材料是航空、航天、IT、军工等高新技术领域不可缺的原材料。制备高纯硅材料的原料主要是高质量的天然水晶或经过高度提纯的天然石英矿物。中国探明的天然水晶储量不足千吨，而能制备高纯硅材料的天然石英矿物在我国尚未发现。国内一些机构也在研究此种原料，由于取材不当，虽经多年探索，仍不能取得突破，因而制备高纯硅材料的原料主要依赖进口。随着高技术工业的发展，我国高纯硅材料的需求量越来越大，由20 世纪90年代的数百吨，增加到2004年的约1400 t，进口价格也由每吨1万～2万元人民币上涨到8万～16万元人民币。更重要的是，这些高纯硅材料主要控制在美国、法国等工业发达国家的手中，这对于我国发展高技术乃至经济安全是很不利的。据了解，美国高纯硅材料的原料主要采自天然石英矿物，经提纯后，纯度可达999965%，年产2×104t左右。美国利用其天然资源和先进的提纯技术控制着全球的高纯硅材料的原料市场。

中国有着与美国类似的成矿地质条件，寻找类似美国的天然石英矿物是完全有可能的。因此，开展高纯硅材料新资源的找矿勘查和提纯研究，开发相应的提纯技术和装备，保证高纯硅材料的安全供应是迫在眉睫的。

水晶粉就是日本皮冻粉，水晶粉主要由卡拉胶、海藻酸钠、琼脂胶、果胶等植物凝胶复合而成，能缓慢溶于冷水，可溶于热水。凉皮粉(水晶粉)用量为凉皮冻食品总量的08%~1、0%。指透明度好的粉条(粉丝)，各地区所用的原料不同，如土豆，红苕等。也指粉条(粉丝)为原料的一系列食品。