石英的品質並不是與原料中雜質元素的含量簡單對應，而是與原料製程的礦物學特徵所決定的雜質選擇性密切相關。
石英中所含的雜質元素主要有Al、Fe、K、Na、Ca、Mg、Ti、Li、Cr、Ni、Cu、B、Mn、P等。形態和其他特徵。 介質雜質元素分為獨立脈石礦物雜質、夾雜物雜質和晶格同質同象取代雜質三類。
1、脈石礦物
雲母、長石、赤鐵礦、電氣石、綠泥石和黏土礦物是石英中雜質元素的主要來源之一。 它們在地質成礦過程中很容易成為石英中的礦物包裹體。 透過選礦、化學純化等技術方法可以有效分離石英脈石礦物。
脈石礦物在石英中的嵌入特性對石英純化效果有顯著影響。 成岩作用與變質作用對石英的改造強度越大，石英與脈石礦物的埋藏差異越明顯，埋藏特徵逐漸從鄰接型變為縫狀甚至包裹狀等，顯著增加了難度石英和脈石礦物的分離。
2、夾雜雜質
流體包裹體廣泛存在於礦物或岩石中。 每立方公分流體包裹體數量約102～109個，直徑一般小於50μm。 石英中的流體包裹體依所含物質狀態可分為純氣體包裹體、純液體包裹體、氣液混合包裹體和三相包裹體。
流體包裹體形成過程中捕獲的流體是過飽和溶液。 當溫度降低時，它會從溶液中結晶出來，形成子礦物，包括岩鹽、鉀鹽和一些矽酸鹽礦物。 因此，流體包裹體中含有的Na、K、Ca等雜質是高純度石英中雜質元素的主要來源之一。
分離石英砂中流體包裹體的主要方法有：機械破碎法、差異腐蝕法、高溫爆破法、高溫熱氯化法等。
石英中流體包裹體的尺寸一般在1～50μm之間。 只要將石英粉碎到足夠細的尺寸，石英中的大部分流體包裹體就可以分離出來。 但考慮到石英砂的粒度要求，該方法並不普遍適用。 特性; 分佈在石英裂隙中的流體包裹體更容易透過機械破碎與石英分離。
差別腐蝕法利用流體包裹體存在於石英的缺陷處，使流體包裹體更容易被酸溶液破壞和溶解，對石英中的流體包裹體起到一定的分離作用。
高溫爆裂法利用石英與流體包裹體之間熱膨脹係數的差異來分離石英與流體包裹體。 石英在高溫焙燒過程中，當流體包裹體的內部壓力大於石英對包裹體的結合壓力時，流體包裹體會突然爆裂，釋放出內部的雜質，然後酸洗可以有效分離石英中的流體包裹體雜質。
研究表明，流體包裹體的成分、尺寸、位置和形狀均會影響流體包裹體的高溫爆裂行為。 富液體包裹體的爆裂溫度一般略高於均勻溫度，而富氣包裹體則可保持較高的溫度而不爆裂； 流體包裹體的爆破內壓與流體包裹體的尺寸密切相關，對於大的石英流體包裹體來說，5μm~10μm的流體包裹體的爆破內壓一般小於300Mpa，而對於一些較小的流體包裹體夾雜物，爆破內壓高達500Mpa以上。 大型流體包裹體的爆裂溫度一般較低。 ，而對於一些非常小的流體包裹體，即使加熱到很高的溫度也不會爆裂； 對於相同尺寸的流體包裹體，位於石英顆粒表面的包裹體比內部的包裹體在低壓下更容易破裂。 石英中不規則形狀包裹體的爆破內壓低於規則形狀包裹體。 當流體包裹體在高溫下爆炸時，內部壓力的增加主要是透過溫度升高來實現的。 適當選擇較高烘焙度的
溫度有利於石英中流體包裹體的分離。
3.晶格同構取代雜質
在石英晶體的形成過程中，有些元素會取代矽元素進入石英晶體中，在石英中形成結構雜質。 存在方式主要有以下三種：
(1)等價取代，如Ti4+、Ge4+等與Si4+的同象取代；
(2)離子基取代，如Al3+和相鄰的P5+取代Si4+；
(3)電荷補償替代，如Al3+、Fe3+取代Si4+形成[AlO4/M+]0或[FeO4/M+]0結構中心，M+充當價格補償離子平衡電荷，這裡M+主要是H+、Li+，鈉+、鉀+。
目前主要採用酸浸、氣氛焙燒等技術分離石英中的晶格結構雜質。 雖然石英中這些雜質元素的含量很低，但要將它們從石英中分離去除卻非常困難，這是一個高度限制純石英砂品質的最關鍵因素。
在酸浸過程中，石英晶格中金屬-氧（Me-O）鍵的鍵能和性質決定了浸出的難易度。 Me(Li+、Na+、K+)-O鍵能最小，最容易被破壞，但由於鹼金屬離子在石英中起平衡電荷的作用，無法有效浸出分離； Me（Fe3+、Cu2+、Ca2+、Mn2+等）-O鍵能位居第二，是石英中較易浸出分離的晶格。 雜質元素； Me(Al3+、Ti4+)-O鍵能大，Al和Ti取代石英晶格中的Si，形成新的[AlO4]、[TiO4]，是石英中最難浸出分離的晶格雜質。