高純石英砂采用高品位的石英石（SiO2含量大于99.80%）經過選礦、顎碎、煅燒、水淬、錘破對輥破、篩分、磁選色選、酸洗、浮選、濕篩分、水洗、固液分離、烤砂、強磁選等工藝生產而成。高純度石英砂產品從中低端到高端一般應用路徑為：光源行業（99.5%~99.99%）、高端光學器件、激光器件（99.99%以上）、到光纖通信、半導體、光伏、微電子等領域（99.995~99.9999%）。

近年來，隨著我國電子信息產業、電光源產業的迅速發展、光伏產業的爆發式增長，石英制品行業工業總產值保持較快增長。

在半導體領域中，石英是不可或缺的原料。幾乎所有工序從生產輔助部件到用于實際硅片加工的工具都或多或少的使用著石英制品。

石英坩堝用于制造單晶硅環節，石英玻璃鐘罩用于光刻工程，石英管制作的石英舟和石英支架可以用于IC外延、擴散和光刻工程等。半導體行業的快速發展將帶動上游高純石英材料的需求增長。

在光纖通信領域，高純石英玻璃產品是光纖生產過程中的重要材料。廣泛應用于光纖預制棒制成和光纖拉絲工藝中，其中芯棒的純度要求最高（大于5N）。

光纖半導體市場對石英材料的純凈度、規格精度、質量穩定性要求高，國內大部分石英制品生產企業不具備生產高純石英砂及電子級石英制品的能力，因此，目前國內光纖半導體廠商仍以向國外企業進口石英制品為主。國際知名石英企業——賀利氏、邁圖、信越石英等占據了中國大部分光纖半導體應用市場。光纖芯棒以及套管的制造原材料主要由尤尼明壟斷。目前光纖預制棒石英套管產品主要依賴進口，進口光纖石英套管成本較高，國產替代需求強烈。

目前，國家已經制定了多項石英行業現行國家標準、行業標準和地方標準。例如對于光伏高純石英砂要求：具有一定透明度的白色顆粒，無異色；石英砂的粒徑應在70~350μm范圍內，且在該粒徑范圍的累積質量分數應大于或等于90%。粒徑小于100μm或大于300μm的累積質量分數均應小于1%。二氧化硅含量應大于或等于99.99%，灼燒失量應小于或等于0.01%；雜質元素含量應小于或等于25μg/g，其中鉀、鋰、鈉含量總和小于2.5μg/g等具體指標。

Harben根據商業石英產品的純度，將加工后的石英按雜質總量的多少進行分類，在該分類方案中，將雜質元素總量低于50μg/g的石英定義為高檔石英材料，包括高純石英（雜質元素總量：8～50μg/g）、極高純石英（雜質元素總量：1～8μg/g）和超純石英（雜質元素總量＜1μg/g）。其中，后兩者在自然界中匱乏或無，需要用純度較高的天然石英原料進行加工合成。

Müller等在研究挪威不同地區的藍晶石石英巖時，嘗試根據石英中Al和Ti的含量來判斷自然產出的石英能否作為高純石英。通常Al和Ti在石英中的元素含量較高，通過簡單的提純工藝很難將其除去，而精細的提純會增加生產成本，因此石英中的Al和Ti的含量是制約石英純度的主要因素。據此，當石英中的Al和Ti的含量分別小于25ug/g和10μg/g的天然石英，可以歸結為為高純石英范疇。

值得注意的是，Harben對石英的劃分是基于商業石英產品的，難以適用于天然產出的石英。同時，石英中的雜質元素有多種，每種雜質元素在石英中的含量和對提純加工的影響不盡相同，因此有必要考慮主要雜質元素含量的上限，而不單純的設置總量上限。Müller等提出的標準雖然可以適用于天然石英，并且主要考慮了Al和Ti含量的影響，但沒能充分考慮其他雜質元素。

基于上述原因以及石英研究的進步，Müller等對評判標準進行了修正。修正方案主要考察了石英中主要的9種有害元素的含量，包括Na、K、Li、Al、Ca、Fe、Ti、B和P，每種雜質元素含量允許的上限分別為Al＜30μg/g、Ti＜10μg/g、Na＜8μg/g、K＜8μg/g、Li＜5μg/g、Ca＜5μg/g、Fe＜3μg/g、P＜2μg/g和B＜1μg/g，同時這些元素的總量不能超過50μg/g，這樣的石英才能夠作為高純石英。

Müller等的評價方案不僅適用于天然的石英，還適用于加工后的石英產品，具有更廣的適用性。另外，Müller等指出，石英的微量元素可通過原位分析測試得到，如EPMA、LAICP-MS或SIMS，這是為了避免受到外來礦物和包裹體的影響。理論上，原位分析測試得到的結果是晶格雜質元素含量和亞顯微包裹體元素含量的疊加，如果原位分析顯示出石英的雜質元素含量過高，那么天然石英提純成高純石英的潛力相對較小。

目前，可實現的規模化生產的至高的純度可以達到99.999%（5N）以上。其產品的價格與純度關聯緊密，低端產品二氧化硅含量為99.5～99.99%（2～4N），中端產品的純度在99.995~9.999%（4~5N）之間，而高端的5N以上的高純石英砂在市場供不應求。

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