石英砂は、ガラス、鋳造、セラミックス、耐火材料、冶金、建設、化学、プラスチック、ゴム、研磨材など、幅広い産業で利用される重要な工業用鉱物原料です。さらに、高級石英砂は、電子情報、光ファイバー、太陽光発電などの産業、防衛・軍事産業、航空宇宙などの分野でも重要な役割を果たしています。まさに、小さな砂粒が大きな産業を支えていると言えるでしょう。（垂直リング型高勾配磁気分離器）
現在、どのような種類の石英砂をご存知ですか？
01 仕様の異なる石英砂
石英砂の一般的な仕様には、0.5～1mm、1～2mm、2～4mm、4～8mm、8～16mm、16～32mm、10～20mm、20～40mm、40～80mm、80～120mm、100～200mm、200mm、325mmなどがあります。
石英砂のメッシュ番号とは、実際には石英砂の粒度、つまり細かさを指します。一般的には、1インチ×1インチのふるいの面積で表されます。ふるいを通過できる網目の穴の数をメッシュ番号と定義します。石英砂のメッシュ番号が大きいほど、石英砂の粒度は細かくなります。メッシュ番号が小さいほど、石英砂の粒度は大きくなります。
02 品質の異なる石英砂
一般的に、石英砂は、二酸化ケイ素を98.5%以上含有している場合にのみ石英砂と呼ばれ、98.5%未満の含有率は一般的にシリカと呼ばれる。
安徽省の地方規格DB34/T1056-2009「石英砂」は、石英石を粉砕して作られた工業用石英砂（鋳造用シリカ砂を除く）に適用される。
長年の開発を経て、現在では、工業分野では石英砂は一般的に、普通石英砂、精製石英砂、高純度石英砂、溶融石英砂、シリカ粉末に分類される。
普通の石英砂
一般的に、天然石英鉱石を粉砕、洗浄、乾燥、二次選別して作られた水処理用フィルター材です。SiO2 ≥ 90～99%、Fe2O3 ≤ 0.06～0.02%です。このフィルター材は、角度補正がなく、高密度、高機械的強度、長寿命の汚染物質除去能力を特徴としています。化学水処理用の材料であり、冶金、グラファイト、炭化ケイ素、ガラスおよびガラス製品、エナメル、鋳鋼、苛性ソーダ、化学、ジェット騒音などの産業で使用できます。
精製石英砂
SiO2 ≥ 99～99.5%、Fe2O3 ≤ 0.005%の高品質天然石英砂を厳選し、加工したものです。主な用途は、耐酸性コンクリートやモルタルの製造、ガラス、耐火材料、フェロシリコンの製錬、冶金用フラックス、セラミックス、研磨材、鋳造用石英砂などの製造です。精製石英砂は、業界では酸洗浄石英砂とも呼ばれます。
ガラス砂
高純度石英砂は、高品質の石英石を原料として一連の工程を経て製造されます。現在、高純度石英砂に関する統一された工業規格は確立されておらず、その定義は明確ではありませんが、一般的には、SiO2含有量が99.95%以上、Fe2O3含有量が0.0001%未満、Al2O3含有量が0.01%未満の石英砂を指します。高純度石英砂は、光源、光ファイバー通信、太陽電池、半導体集積回路、精密光学機器、医療器具、航空宇宙産業など、幅広いハイテク産業で利用されています。
マイクロシリカ
シリコン微粉末は、結晶石英、溶融石英などの原料を粉砕、精密分級、不純物除去、高温球状化などの工程を経て製造される、無毒、無臭、無公害の二酸化ケイ素粉末です。耐熱性、絶縁性、線膨張係数の低さ、熱伝導率の良さなど、優れた特性を持つ無機非金属材料です。
溶融石英砂
溶融石英砂は、SiO2の非晶質（ガラス状態）です。透過性のあるガラスの一種で、原子構造は長く不規則です。三次元構造の架橋により、耐熱性と熱膨張係数が低下します。厳選された高品質のシリカ原料（SiO2>99%）を、電気アーク炉または抵抗炉で1695～1720℃の溶融温度で溶融します。1900℃におけるSiO2溶融物の粘度は10の7乗Pa・sと非常に高いため、鋳造による成形はできません。冷却後、ガラス体を加工し、磁気分離、不純物除去、ふるい分けを行い、様々な仕様と用途の粒状溶融石英砂を製造します。
溶融石英砂は、優れた熱安定性、高純度、安定した化学特性、均一な粒度分布、そしてほぼゼロに近い熱膨張率といった利点を有しています。そのため、塗料やコーティング剤などの化学工業における充填材として使用できるほか、エポキシ樹脂鋳造、電子シール材、鋳造材、耐火材、セラミックガラスなどの産業における主要原料としても利用されています。
03 さまざまな用途の石英砂
太陽光発電用ガラスの低鉄砂（磁気ドラム式磁気分離器）
太陽光発電用ガラスは、一般的に太陽光発電モジュールのパッケージパネルとして使用され、外部環境と直接接触します。その耐候性、強度、光透過率などの指標は、太陽光発電モジュールの寿命と長期的な発電効率に重要な役割を果たします。石英砂に含まれる鉄イオンは着色しやすい性質があります。原ガラスの高い太陽光透過率を確保するためには、太陽光発電用ガラスの鉄含有量を通常のガラスよりも低く抑える必要があり、高純度シリコンと低不純物含有量の低鉄石英砂を使用しなければなりません。
太陽光発電用高純度石英砂
太陽光発電は太陽エネルギー利用の優先方向となっており、高純度石英砂は太陽光発電産業において重要な用途があります。太陽光発電産業で使用される石英デバイスには、太陽電池用シリコンインゴット用の石英セラミックるつぼ、太陽光発電製造プロセスの拡散および酸化、PECVDプロセスで使用される石英ボート、石英炉管、ボートブラケットなどがあります。中でも、石英るつぼは多結晶シリコン成長用の角型石英るつぼと単結晶シリコン成長用の丸型石英るつぼに分けられます。これらはシリコンインゴット成長時の消耗品であり、太陽光発電産業で最も需要の高い石英デバイスです。石英るつぼの主な原料は高純度石英砂です。
プレートサンド
石英石は、耐摩耗性、耐傷性、耐熱性、耐腐食性、耐久性に優れています。また、高い可塑性を持ち、幅広く使用されています。人工建築材料の開発史におけるベンチマーク製品であり、住宅装飾市場でも徐々に人気を集め、消費者の間で人気となっています。一般的に、95%～99%の石英砂または石英粉末を樹脂、顔料、その他の添加剤で結合・固化して作られるため、石英砂または石英粉末の品質が人工石英石板の性能をある程度左右します。
石英板業界で使用される石英砂粉末は、一般的に高品質の石英脈や珪岩鉱石を粉砕、ふるい分け、磁気分離などの工程を経て製造されます。原料の品質は石英の品質に直接影響します。一般的に、石英板に使用される石英は、細粒石英砂粉末（5～100メッシュ、骨材として使用され、骨材には通常98%以上のケイ素含有量が必要）と粗粒石英砂（320～2500メッシュ、充填材および補強材として使用）に分けられます。硬度、色、不純物、水分、白色度などには一定の要件があります。
鋳物砂
石英は耐火性と硬度が高く、優れた技術性能により鋳造生産の様々な基本要件を満たすことができるため、従来の粘土砂型鋳造だけでなく、樹脂砂やコーティング砂などの高度な成形および中子製造プロセスにも使用できることから、石英砂は鋳造生産において広く用いられている。
水で洗われた砂：これは、天然珪砂を洗浄・選別した後の、鋳造用の原砂です。
砂をこする鋳型用の生砂の一種。天然の珪砂を洗浄、選別、乾燥させたもので、泥分含有量は0.5%未満です。
乾いた砂：清浄な深層地下水を水源とし、3回の脱泥と6回の洗浄を経て、300℃～450℃で乾燥させることで、含水率が低く不純物の少ない乾燥砂を製造します。主に高級コーティング砂の製造に用いられるほか、化学、塗料、研削、電子機器などの産業でも利用されています。
コーティング砂：砕石砂の表面にフェノール樹脂の樹脂膜層をコーティングしたもの。
鋳造に使用するシリカ砂は、97.5%～99.6%（±0.5%）、Fe2O3<1%です。砂は滑らかで清潔であり、シルト含有量<0.2～0.3%、傾斜係数<1.35～1.47、含水率<6%です。
その他の用途向け石英砂
セラミック分野：セラミック製造に使用される石英砂のSiO2含有量は90%以上、Fe2O3含有量は0.06～0.02%で、耐火性は1750℃に達します。粒径範囲は1～0.005mmです。
耐火材料：SiO2 ≥ 97.5%、Al2O3 ∈ 0.7~0.3%、Fe2O3 ∈ 0.4~0.1%、H2O ≤ 0.5%、かさ密度 1.9~2.1g/m3、ライナーかさ密度 1.75~1.8g/m3、粒径 5.1~0.021mm。
冶金分野：
① 研磨砂：砂は丸みが良好で、角がなく、粒径は0.8～1.5mm、SiO2＞98％、Al2O3＜0.72％、Fe2O3＜0.18％です。
② サンドブラスト：化学工業では、錆を除去するためにサンドブラストがよく使用されます。SiO2＞99.6％、Al2O3＜0.18％、Fe2O3＜0.02％、粒径50～70メッシュ、球状粒子形状、モース硬度7。
研磨材分野：研磨材として使用される石英砂の品質要件は、SiO2＞98％、Al2O3＜0.94％、Fe2O3＜0.24％、CaO＜0.26％、粒径0.5～0.8mmです。
投稿日時：2023年2月4日