生产高纯石英砂需要同时具备较高的矿石质量和先进的生产设备及工艺，目前全球能够供应高纯度石英砂企业包括美国西比科公司（SIBELCO NORTH AMERICA,INC.）、挪威天阔石（The Quartz Corp）、日本的石英砂公司（Covalent Materials Corporation）等。
　　
　　高纯石英过去一般选用天然水晶为原料，再经过精选提纯加工后，才能达到质量指标要求。但在世界范围内，高品级石英原料紧缺，天然水晶储量逐年减少，价格昂贵，并逐渐趋向枯竭，采用其他硅质矿物资源替代天然水晶石具有非常重要意义。上个世纪至本世纪，全球包括我国开始加大了用石英矿制备高纯石英砂的技术攻关并取得了较大突破。
　　

　　
　　制备高纯石英主要通过化学合成、天然水晶加工及石英矿物深度提纯三种途径，但由于化学合成、天然水晶加工的制备受原料、成本、产量等方面制约，难以大规模工业应用，因此，通过矿物加工来制备高纯石英途径及提纯技术是过去及当下重点研究就运用方向。　　
　　
　　高纯石英的提纯工艺首先将脉石英或石英岩破磨到所需要的粒度并脱除部分杂质，再通过物理和化学方式分离或者溶解杂质。整个提纯过程可以简单概括为预处理、物理处理和化学处理三个过程，具体为采用破碎、磨矿、筛分、磁选、酸洗、氯化焙烧等多种选矿方法。根据原矿成分与品位设计相应石英提纯工艺：钠含量较高石英矿需要进行高温煅烧，钙镁较高的碳酸盐矿物需要进行盐酸预处理。
　　
　　具体来看，高纯石英砂的提纯三大步骤分别如下：
　　
　　（1）预处理环节。预处理阶段目的是初步筛选杂质或将石英原料破碎到有利于杂质释放与后续处理的所需粒度,一般采用机械破碎、电动粉碎、光学分选、超声破碎、热冲击破碎等处理方式。石英粉碎处理需要考虑到有效单体的解离效果和粉碎过程中二次污染两个方面因素。石英解离过程中为了避免铁杂质二次污染影响和提高解离效果，可采取热力粉碎、高压脉冲粉碎、超声破碎手段，这些方法缺点是能耗大、成本高，而传统机械法相较于上述方法具有低成本和较高二次污染特点。传统机械法是使用颚式破碎机或锥形破碎机将矿物粉碎到所需的粒度，颗粒形态为不规则棱角状。
　　
　　（2）物理处理阶段。物理选矿方法主要包含磨矿、色选、磁选、浮选等方法，一般用于处理石英中共伴生矿物杂质。传统摩擦是借助机械力和砂粒间磨剥力来除去表面薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体矿物集合体，再经分级作业达到进一步提纯效果。目前主要有棒摩擦洗和机械擦洗两种方法。机械擦洗受机械结构、擦洗时间、擦洗浓度等影响，回收率较低约40%；棒磨擦洗加入适当试剂，回收率可达到80%。相比摩擦选矿，色选、磁选、浮选在提纯和去除云母、长石等杂质方面更进一步。
　　
　　（3）化学处理阶段。与物理选矿相比，化学处理去除杂质的效率更高,可在微裂缝和晶界内深度渗透的优势可更好地处理包裹体和晶格类型杂质。酸洗、浸出和热氯化是三种主要化学处理工艺。酸洗和浸出对包裹体杂质处理效果较好，而热氯化可以清除较难处理的晶格杂质。
 

　　
　　然后探讨，关于杂质，哪种最难提纯？
　　
　　石英中的杂质元素有多种，每种杂质元素在石英中的含量和对提纯加工的影响不尽相同，因此有必要考虑主要杂质元素含量的上限，而不单纯的设置总量上限。天然石英晶体常与多种矿物共（伴）生，如绿泥石、金红石、电气石、方解石、萤石、白云母、黑云母、闪锌矿、赤铁矿、黄铁矿、绿帘石、堇青石、长石、角闪石、石榴石、辉石、黄玉、钛铁矿和粘土矿物等，这些矿物是石英固体包裹体杂质的主要来源。
　　
　　Fe：针对不同形式的铁杂质，选用筛分、分级、擦洗、化学酸浸、浮选、重选、磁选以及微生物浸除法等不同选矿提纯方法可以有效提纯铁杂质。
　　
　　Al：石英矿中的铝杂质主要以长石，云母和粘土矿物的形式存在，对于粘土矿物，采用擦洗和分级脱泥方法即可除去。而对于以长石形式存在的含铝矿物，与石英的有效分离一直以来是选矿界难点，尤其是长石和石英的分离。因为二者同属架状硅酸盐矿物，物理性质高度相似，用重选和磁选无法将其分离。最有效的方法是浮选法，在深度提纯时也使用混合酸浸出法。
　　
　　因此，有学者通过根据石英中Al和Ti含量来判断自然产出石英能否作为高纯石英。通常Al和Ti在石英中的元素含量较高，通过简单的提纯工艺很难将其除去，而精细提纯会增加生产成本，因此石英中的Al和Ti的含量是制约石英纯度主要因素。据此，当石英中Al和Ti含量分别小于25ug/g和10μg/g天然石英，可归结为高纯石英范畴。
　　
　　综上，我们认为，高纯石英砂提纯技术流程并不复杂，但是能否甄别矿石并通过组合工艺实现部分杂质的极致化提纯则是难点所在，尤其是对于一些特定元素的去除。