高純石英的質量不是與原料中雜質元素含量的簡單對應，而是與原料工藝礦物學特性所決定的雜質選擇性密切相關。 不同類型石英礦石的礦物學特徵存在明顯差異。 詳細分析石英原料的礦物學特性，是確定石英原礦性質、選礦提純工藝方案、產品方向的依據。
石英中的雜質礦物主要包裹在石英砂顆粒表面或充填在空隙中，如雲母、長石等，這些礦物很容易去除，通過選礦技術分離其單體即可去除。 矽質原料在結晶過程中，由於礦化過程中的各種因素，在結晶過程中產生空洞，出現結構缺陷。 將其他礦物的溶液注入其中，在生長過程中被石英包圍而形成包裹體，氣液包裹體主要由H2O、CO2和CH4三個體系組成。
石英中的晶體結構雜質分為晶格雜質和非晶格雜質。 晶格雜質主要是將矽氧四面體中的矽原子以各向同性的方式置換為其他類型的原子，主要雜質元素有Al3+、Ti4+、Ge4+等。
高純石英提純工藝
高純石英的提純工藝是先將脈石英或石英岩研磨至所需粒度並除去部分雜質，然後用物理化學方法將雜質分離或溶解。 整個提純過程可以簡單概括為預處理、物理處理和化學處理三個過程，具體採用破碎、磨礦、篩分、磁選、酸洗、氯化焙燒等多種選礦方法。
破碎-分級預處理
高純石英加工過程中的破碎分級預處理，是將石英和脈石礦物中的有效單體解離出來，釋放出流體包裹體，為後續石英提純加工提供合適粒徑範圍的原料。
擦洗分級脫泥
擦洗是藉助機械外力和砂粒間的摩擦力，去除石英砂表面的薄膜鐵、粘結劑和泥質雜質礦物，再通過脫泥工藝達到去除石英砂雜質的效果。 石英中二氧化矽的含量隨著晶粒的細化而增加，其中鐵、鋁雜質礦物含量越低。 同時，石英砂中含有較多的粘土礦物。 因此，擦洗分級脫泥可有效降低鐵、鋁、鈣等雜質。
重選-磁選-浮選
不同的礦物具有不同的密度。 重選是利用重力對礦物顆粒的影響，將不同礦物分離出來的選礦方法。
磁選是根據礦石中礦物的磁性差異，在不均勻磁場中實現選礦的選礦方法。 弱磁場可去除雜質強的磁性礦物，如磁鐵礦； 強磁場用於分離磁性弱的雜質礦物，如赤鐵礦、鈦鐵礦、石榴石等。
浮選是根據礦物表面物理化學性質的差異，使固體礦物從水懸浮液（礦漿）中浮出的選礦工藝。 石英礦物中常見的脈石礦物如雲母、高嶺土、長石等，具有相似的理化性質。 與其他選礦方法相比，浮選能取得滿意的分離效果。 浮選是基於長石和雲母的化學性質。 從同類礦物中分離石英的主要方法。
酸處理
經過初步的物理提純，大部分雜質礦物已被去除，但在晶界、微裂紋和晶體中仍有少量雜質礦物存在。 酸（鹼、鹽）處理主要是去除這些雜質。
高溫爆破法
直接高溫爆破法是利用高溫焙燒和微波加熱，在石英晶體表面產生晶體缺陷和高能區，使氣液包裹體氣化膨脹，再用水淬爆破膨脹的氣體 -瞬間液體包裹體。