高纯石英砂广泛应用在半导体、太阳能、航空航天、光伏产业等高端领域,是国家急需的战略资源。光伏产业是基于半导体技术和新能源需求而兴起的朝阳产业,是未来全球先进产业竞争的至高点。目前,我国正在积极推动智能光伏的发展与应用。石英矿中杂质Al、Fe是有害元素,气液包裹体的存在会使石英制品产生气泡,影响产品质量,在提纯过程中需高效去除。为实现杂质Al、Fe和气液包裹体的高效去除,本文提出高纯石英砂制备的新思路,分别开展以下研究内容:（1）利用TG-DSC分析脉石英升温过程中发生相变的温度,并利用X射线衍射技术对焙烧-淬火后的石英砂晶体结构分析。采用Rietveld精修方式对不同温度下石英的晶体结构含量进行计算,并研究不同石英晶型含量对Fe、Al去除的影响。结果表明:石英的晶体结构影响杂质的去除效果,经900°C焙烧后,β-石英的含量为94.67%,经加压浸出后,杂质Fe的含量由220×10-6降低至2.8×10-6,去除率为98.73%,杂质Al的含量由180×10-6降低至14.7×10-6,去除率为91.27%。（2）利用超声强化浸出联合氯化剂强化浸出进一步降低Al和Fe含量。碳酸钠对石英砂中的杂质Al有很好的结合作用,KCl可与石英晶格中的杂质充分反应得到去除。结果表明:在超声波功率为200W,浸出时间为30min,碳酸钠浓度为4g/L时,Al和Fe的去除率达到平衡,杂质Al和Fe的去除率达到92.11%和98.80%。此时Al和Fe的含量分别为14.20×10-6和2.64×10-6。在浓度为2wt.%的KCl溶液,浸出时间为2h,液固比为5:1的条件下,杂质Al和Fe的去除率分别为92.22%、98.82%。Al和Fe的含量分别为14×10-6和2.58×10-6。（3）利用微波强化焙烧与高温硫酸化焙烧处理石英砂。由于石英中含有气液包裹体,微波具有选择性加热的特点,可以使气液包裹体快速升温,使其爆裂,在气液包裹体的界面产生裂纹,使酸液进入更好的发生化学反应。通过傅立叶变换红外光谱仪以及721分光光度计对石英砂气液包裹体中水分子的含量以及光透过率进行测定分析。实验结果表明:微波焙烧温度900°C、时间为1h,硫酸浓度为6mol·L-1、液固比为8:1、硫酸化焙烧温度为150°C、时间为2h,此时石英砂中的水分子的红外吸收峰强度和面积最小,光透过率为74%,石英中的气液包裹体得到有效去除。