水晶曾经是高纯度石英制备的主要原料。随着天然晶体资源的枯竭和高纯度石英砂需求的增加，生产高纯度石英砂而不是石英矿石的技术变得越来越重要。
根据不同的矿山特性和物理化学特性，石英矿物可分为岩浆岩型、变质型、热液型和沉积型。其中，花岗威晶岩和脉石中的石英颗粒结晶颗粒粗糙，易于单体分离。作为加工高纯度石英中高端产品的理想原料，取代天然晶体是理想的原料；特别是，虽然花岗威晶岩的石英含量只有30%左右，但石英颗粒非常粗糙（D>5mm），完全分离磨矿后的脉石，单个石英杂质含量很少。
中国探明的石英矿物包括23.1亿t石英岩、15.5亿t石英砂岩和0.5亿t脉石英，目前还没有找到具有工业价值的大型花岗威晶岩矿床。由于中国石英资源的特点，高纯度石英是未来研究的主要方向。
分析石英杂质。
根据伴随杂质的大小、分布、存在形态等特点，天然石英矿物可分为三类：脉石矿物杂质、包裹体杂质、晶体结构杂质。常见的伴随矿物杂质主要包括长石、云母、金红石、方解石、萤石、赤铁矿、黄铁矿、粘土矿等。主要杂质是Al、Fe、CA、Mg、Li、NA、K、Ti、B、H。
在其中，Al和Fe是石英中有害的杂质，不仅可以伴随杂质矿物的形式存在，Al3+和Fe3+也很容易取代Si4+中的石英晶格，形成新的铝氧四面体和铁氧四面体，同时引入K+、Na+、Li+、H+等补偿电荷的杂质，造成晶格内部电荷缺陷。Al和Fe杂质相对容易检测，一般Al、Fe含量高，其他杂质含量高，是石英质量的重要指标。
通过常规的物理选择，化学选择可以有效地去除伴生脉石矿物，高温煅烧可以破坏包装结构，经过反复加强酸浸、碱浸，可以显著降低杂质含量。然而，在高纯度的石英砂加工过程中，石英晶格中的杂质很难去除，杂质往往成为难以突破的终瓶颈。
加工工序
高纯石英的加工过程是指去除石英原矿中的伴生石、包裹体杂质和晶体结构杂质，通常包括煅烧、水淬火、磨矿、分级、水洗脱泥、擦洗、电选、磁选、浮选、酸浸、碱浸、高温（大气）焙烧等过程。根据不同的加工目的，分为四个阶段：选前准备操作、选前操作、矿物分离操作和深度净化操作，如表3所示。
高纯石英砂是一种杂质含量为0.0008%~0.005%的石英砂，SiO2含量为99.995%~99.9999%的石英砂，仍然只有少数发达可以生产，中国只有太平洋石英公司、凯达石英公司等少数企业，并以水晶为原料生产。由于技术封锁，高纯石英制造商，特别是国外相关企业的技术和工艺细节，非常罕见。原则上，高纯石英是通过煅烧-水淬火-磨矿分级-擦洗-重选-磁选-浮选-氯化焙烧-化酸浸泡加工而成的脉石英，伟晶花岗岩是一种高纯石英。目前，国内企业可以生产的高纯石英砂主要是杂质含量为0.03%~0.005%，SiO2含量为99.97%~99.995%的中低纯高纯石英砂。
对于一般工业用途的精制石英砂，尽量选用比较简单的工艺流程能够减少选矿提纯成本费。建议选用擦洗-脱泥-磁选工艺流程，就可以考虑精制砂的品质规定。对做为高新科技用砂的高纯和超高纯石英砂，则必须进一步选用浮选、酸浸、高溫(气体)烘焙等工艺流程对石英砂再次提纯。高纯和超高纯石英砂的品质规定一般为SiO2含量超过99.99%，Fe2O3含量小于0.001%，其提纯全过程不但要严苛操纵选择其他条件，并且对相对提纯设备也较为严苛规定，以防二次污染。
未来研究方向面临的问题。
中国的高纯度石英砂研究工作起步较晚。20世纪90年代，学者们开始进行研究，并取得了一定的成绩。他们可以加工和生产一些中低档高纯石英砂；早在20世纪70年代，美国、日本和欧洲等西方发达就开始研究，研发体系完善，技术成熟。早期垄断高端市场，严格封锁技术，限制出口。随着高纯石英砂高端市场需求的增加，突破高纯石英砂加工技术困境越来越重要。
现在迫切需要解决以下几个问题：高纯石英砂生产。
（1）加强地质勘查，确立高纯度石英砂的勘查标准。到目前为止，我国还没有发现大规模的优质石英矿床、优质脉石英矿床和石英岩大多是伴生矿床，储量较少，原矿性质不稳定。采矿后，通过手工选择很难实现原材料的标准化供应。虽然威晶岩矿石含量较低，但结晶粒度较大，一般为超大矿床，值得关注。中国新疆阿尔泰地区有10多个威晶岩密集区，长度为413公里，宽度为60公里。虽然英国石英含量只有20%左右，但结晶是完好的。现有学者正在研究花岗威晶岩的特点，花岗威晶岩用于生产阿尔泰地区的高纯石英，然后评估阿尔泰地区的高纯石英砂生产的资源前景。
（2）缺乏高纯度石英的原材料选择和评价标准。在过去，SiO2含量约为99%的石英原料可以加工和制备高纯度石英砂，并投入大量人力、物力和时间。因此，高纯度石英砂的成果仍然不能满足高纯度石英砂的要求。高纯度石英砂原料不仅应以SiO2含量为标准，还应结合石英的嵌入特性、结晶特性、包装含量和大小、杂质离子分布等性质综合考虑。
（3）基础研究工作有待改进。一般来说，高纯石英杂质的总含量不超过0.05%，杂质含量很低。工艺矿物学的基础研究不仅需要研究石英的存储状态，还需要研究石英与脉石的嵌布特性，以及石英微量杂质的附着形式尤为重要，而且技术难度也很大，包括杂质的成分、矿物成分、包裹体的形状和大小，以及类似的大象等。此外，还有微观基础研究，如包裹体的破裂，其中杂质的浸出，去除机制，加工过程中的晶格杂质点（Al3+、Fe3+、P5+等）的晶格转换，Li+、K+、Na+杂质的过程和行为几乎没有报道。
（4）生产工艺不成熟，设备落后。目前，国内高纯度石英制造商规模不大，类似于车间生产，没有典型的成熟生产过程。高纯度石英砂的产品要求决定了其生产过程对生产过程和设备的要求。它是一个精细的加工行业，包括陶瓷球搅拌和研磨、高压电脉冲破碎、新型高效磁选机和电感耦合等离子体发射光谱（ICPOES）等设备。生产过程不能简单地应用或复制传统的采矿过程，酸浸没通常被认为是高纯度石英砂重要的过程，事实上，长石、云母和其他硅酸盐杂质的酸溶性也很差，浮选是有效的方法去除这种杂质矿物，因此浮选的要求必须不同于传统的采矿，需要开发选择性强的硅酸盐捕获剂，并探索合适的药物制度，去除杂质矿物，包括连续生物。