石英砂は重要な産業資源である ミネラル水処理に広く使用されています。ガラス、セラミック、冶金にも使用されています。また、充填剤、超硬質材料、化学薬品、石油にも使用されています。ガラス繊維、ケイ酸カルシウム板、太陽光発電にも使用されています。半導体、照明、光ファイバー、航空宇宙、光学にも使用されています。
その中には、太陽光発電、半導体、照明、光ファイバーケーブル、航空宇宙、光学などがあり、これらはハイエンド分野です。原材料は主に高純度および超高純度の石英砂です。
私の国には石英がたくさんあります。しかし、私たちは主にガラス、プレート、充填材などの伝統的な分野でそれを使用しています。通常の石英の需要と供給はバランスが取れています。需要はわずかに高くなっています。高品質で、ある程度純粋な石英は自給自足できます。これらの産業は戦略的です。太陽光発電、半導体、光源などが含まれます。彼らはまだ非常に純粋な石英砂を大量に輸入する必要があります。それは高純度と超高純度の両方です。
石英砂の伝統的な用途分野
水処理産業
石英砂は最も古い濾過材です。また、廃水処理に最も広く使用されています。石英砂は主に水処理産業の濾過材として使用されています。水から無機および有機不純物をうまく濾過できます。また、汚染物質を阻止するのにも優れています。
石英砂粒子のサイズと厚さは非常に重要です。これらは濾過品質に大きく影響します。通常の石英砂はほとんどの水濾過目的に適しています。しかし、発電所で使用される石英砂は高度に精製され、純化されています。純白で、ほこりがなく、丈夫である必要があります。石英砂フィルターは、処理が難しい廃水用に改良されています。これにより、濾過性能が向上します。
ガラス
二酸化ケイ素はガラスの主成分です。ガラスの強度と安定性を高めます。そのため、石英砂は最も重要な工業用鉱物です。ガラス産業の原料です。板ガラス、日用ガラス、超白色ガラス、太陽光発電ガラス、石英ガラスなどが含まれます。
ケイ酸塩ガラス用の石英砂は、石英砂全体の 40% 以上を占めています。板ガラス用の砂は約 20% を占めています。ガラス製品によって、石英砂の組成に対する要件は異なります。
機械鋳造
珪砂（石英砂）は、鋳物砂の中で最も広く使用され、最も多く使用されています。鋳物砂は耐熱粒子です。石英（SiO2）でできており、サイズは0.020mm～3.350mmです。珪砂には2種類あります。洗浄砂、スクラブ砂、選別砂などの天然珪砂と、人工珪砂があります。
天然珪砂は主に鋳型砂や中子砂として使われています。非鉄合金、鉄、小型から中型の鋼鋳物に使われています。当社は主に厳選された天然珪砂を使用しています。当社はこれを使ってさまざまな鋳型や中子を作っています。これらの砂は結合剤として有機物を使用しています。人工珪砂は主に鋳型砂や鋼鋳物の中子砂として使われています。
人工石英石
人工石英石は天然石英から作られています。これには砂、粉末、その他の無機物が含まれます。これらの材料は主に二酸化ケイ素です。これらが主な原材料です。高分子ポリマーまたはセメント、またはその両方の混合物が結合材です。これは石英石または人工石英石と呼ばれています。人々は通常それを石英と呼びます。これは装飾に使用される人工石です。
人工石英石は90%天然石英砂です。残りは着色剤、樹脂、その他の添加剤で構成されています。それらは結合と硬化を調整するためのものです。石英原料の要件には統一された基準はありません。石英鉱石であれば、人工石英石に使用できます。これには、脈石英、砂石英、風化石英などが含まれます。現在、脈石英が市場の主原料です。
冶金産業
冶金学では、石英はシリコンレンガと呼ばれる耐火物を作ることができます。また、シリコン合金を製錬することもできます。これらには、フェロシリコン、シリコンマンガン、シリコンクロムが含まれます。フラックスとしても使用できます。石英には二酸化ケイ素が多く含まれています。工業用シリコンの製造に使用できます。したがって、冶金用のシリカ（石英）は意図的に分割できます。耐火物用のシリカに分割できます。また、フェロアロイ用のシリカと工業用シリコン。製錬フェロシリコンシリカのSiO2含有量は97%を超えています。高温爆発に効果的に耐えることができなければなりません。
セラミックス
石英は、セラミック製造の主要原料の 1 つです。セラミックブランクと釉薬には欠かせません。これには、日常的に使用するセラミックと高シリカ磁器が含まれます。セラミックブランクと釉薬における石英の最大使用量は 40% です。通常、地元で調達され、市販の石英砂はほとんど使用されません。色付き釉薬には、いくつかの基本成分が必要です。配合に厳しい要件があるため、これらが必要です。必要な成分の 1 つは石英砂です。純粋な組成でなければなりません。そのため、一般的にセラミック釉薬とブランクには石英砂が使用されます。これらの要件には、より高い基準があります。釉薬における石英砂の使用量は 10% から 30% です。
セラミック業界では一般的な原材料が使用されています。鉱脈石英、珪岩、粉末石英などが含まれます。セラミックでは、石英の純度、鉄、チタンのレベルが重要です。 粒子サイズ そして形。
機能性充填剤
石英砂はシリコンの微粉末に粉砕されます。銅張積層板に充填できます。エポキシ成形化合物にも使用されます。断熱材、ゴム、プラスチック、コーティング、接着剤、化粧品などに使用されます。
例えば、EMC業界はシリコンマイクロスフィアの主な市場です。これは伝統的な応用市場です。EMCの充填剤は主にシリコンマイクロパウダーを使用し、充填量は60%から90%です。現在、エポキシ成形化合物（EMC）における球状シリコンマイクロパウダーの最高充填率は90%を超えています。これは世界最高です。
超硬質材料
現在、我が国では炭化ケイ素を工業的に生産しています。炭化ケイ素には黒と緑の2種類があります。黒の炭化ケイ素は石英砂と石油コークスから作られています。また、高品質のシリカを主原料として使用しています。抵抗炉で高温で製錬されます。緑の炭化ケイ素は石油コークスと高品質のシリカから作られています。添加剤として塩が追加されています。抵抗炉で高温で製錬されます。
化学工業
で 化学薬品 製品加工では、石英砂が主原料です。ケイ酸カリウムやケイ酸ナトリウムの製造に使用され、さまざまな形の二酸化ケイ素の製造にも使用されます。ケイ酸ナトリウムは水ガラスとも呼ばれ、砂とアルカリを一定の割合で混合して作られた可溶性ケイ酸塩です。その後、高温で溶解します。現在、ケイ酸ナトリウムはシリコンシリーズの主力製品であり、その生産量はすべての可溶性ケイ酸塩の90%以上です。ケイ酸ナトリウムは主要な無機ケイ酸塩です。それはすべての産業にとって不可欠な原料化学物質であり、溶けます。
ケイ酸ナトリウムには、非常に純粋な石英砂が必要です。少なくとも、容器ガラスグレードの砂の基準を満たす必要があります。たとえば、鉄 (Fe2O3) は 0.03% 未満、重鉱物は 5×10-6 未満である必要があります。ただし、Al2O3 と CaO には厳しい制限があります。これらは 0.1% 未満である必要があります。場合によっては、要件がさらに厳しくなり、その含有量は 0.01% から 0.02% の間になります。
石油産業
現在、石油業界では主に天然石英砂を使用しています。また、人工セラミックやコーティングされたプロパントも使用されています。石英砂は、80%、セラムサイト 10%、コーティングされた樹脂 10% を構成しています。
現在、PetroChinaは主に石英砂のプロパントを使用しています。2022年に同社は834万トンのプロパントを使用しました。そのうち、石英砂は714万トン、85.6%を占めています。そのうち、3,500メートル以下の浅層シェールガスにおける石英砂のシェアは34%から75%に増加しました。大慶古龍と新疆シェールオイルはほぼ100%の石英砂です。
ガラス繊維
ガラス繊維は無機材料から作られています。これらの材料には、パイロフィライト、石英砂、石灰石、ドロマイト、コレマナイト、ホウ砂、その他の鉱物が含まれます。ホウ酸やソーダ灰などの化学原料も使用されます。建設や電子機器の材料として広く使用されています。また、鉄道、化学薬品、自動車、飛行機、風力発電にも使用されています。フィルター、環境および海洋工学などに使用されています。
ガラス繊維の製造コストは、原材料費で21.7%です。これらの材料には、パイロフィライト、石英砂、石灰石が含まれます。パイロフィライトはこの量の約3分の1です。石英砂と石灰石も合わせて重要な部分です。
ケイ酸カルシウム板
ケイ酸カルシウム板は無機質建築板で、強度が高く、安定性に優れています。シリカ、カルシウム、繊維を主原料として、スラリー状に成形し、板状に圧縮してオートクレーブ処理します。壁面断熱装飾に幅広く使用できます。住宅の内外を問わず、天井、キャビンの仕切り、看板などにも使用できます。ケイ酸カルシウム製品の主要原料は石英砂で、ケイ酸カルシウム板の原料の40%を占めています。
石英砂のハイエンド応用分野
太陽光発電産業
太陽光発電業界では、純粋な石英砂は主に石英製品に使用されます。これには拡散管、キャリア、アークるつぼなどがあり、多結晶および単結晶シリコン太陽電池の製造に使用されます。
国内産石英るつぼの最新価格は、外砂が5万元/トン、中砂が10万～12万元/トン、内砂が19万～22万元/トンです。輸入砂の最新見積価格は60万元/トンです。
単結晶シリコン引き上げでは、石英砂中の金属不純物含有量に厳しい要件があります。石英るつぼは高純度の石英砂で作られており、耐熱性に優れています。石英るつぼと結晶シリコンはどちらも珪質材料です。シリコン結晶の高温精製プロセスでは、るつぼはシリコン結晶の汚染を回避できます。
半導体分野
半導体では、主に高純度の石英砂が使われています。標準的な石英管、石英棒、石英るつぼの製造に使用されます。また、超高純度の半導体グレードの石英管や石英棒の製造にも使用されます。
砂は半導体に使われ、純度が高く、主に輸入品です。価格は1トンあたり100万元程度です。
半導体グレードの高純度石英砂には、鉄分とアルカリ金属の含有量が少なくて済みます。これが石英砂の主な特徴です。石英砂は、粒度分布が集中しており、水酸基含有量が低いです。このタイプの石英砂から石英ガラスが作られます。この石英砂から作られるガラスには、気泡、ガスライン、色ラインなどの欠陥がほとんどありません。
照明業界
石英ガラスは光をよく透過します。紫外線、可視光線、赤外線（160nm〜4500nm）を透過します。工業用照明の重要な原材料です。電灯は通常、強力なガス放電を発生させます。そのため、電球の材料表面は高温と高圧に耐える必要があります。ランプチューブの品質を確保するために、電球シェルは一般に石英管を使用します。具体的な製品には、ハロゲンランプ、HIDランプなどがあります。自動車用ライトやその他の照明製品も含まれます。赤外線加熱ランプも含まれます。紫外線殺菌ランプやその他の特殊ライトもあります。
IOTA6、IOTASTD、IOTACGは、高純度石英砂のシリーズです。米国Sibelco（旧Unimin）製で、照明器具の主原料です。この装置は自動車用キセノンランプの製造に使用されます。また、ハロゲンランプ、高輝度ガス放電ランプ、超高性能ランプも製造しています。
光ファイバーケーブル
砂は非常に純粋で、主に光通信に使用され、光ファイバーのプリフォームや材料の製造に使用されます。光ファイバー生産用の高純度砂の価格は45,000〜55,000元/トンです。
光ファイバープリフォームは、光ファイバーケーブルを製造するための中核となる原材料です。光ファイバー業界の「王冠の宝石」であり、その価値は 70% です。高純度石英スリーブは、光ファイバープリフォームに不可欠な外皮材料です。石英ターゲットロッド、テールロッドなどは、ファイバー線引きの補助材料です。コアロッドと石英スリーブには厳しい要件があります。これらは、材料の純度やヒドロキシル含有量などの技術パラメータに関するものです。
航空宇宙
中国建築材料科学研究所は、放射線に耐える石英ガラスを開発しました。また、高純度石英ガラスも製造しました。このガラスは特殊な光学特性を持ち、宇宙線放射線や熱衝撃に耐えます。かけがえのない光学部品となり、宇宙船の姿勢制御システムの太陽センサーに使用されています。高純度石英砂は現在、主要な原料となっています。これは水晶鉱石に代わるもので、石英ガラスを溶かすのに使用されています。
石英繊維は無機繊維です。特別なプロセスを経て純粋な石英砂から作られています。ミサイル、飛行機、衛星に広く使用されています。レーダー、軍艦のアンテナ、電磁窓もカバーされています。これらは干渉防止と干渉防止のためです。航空機、軍艦、潜水艦のステルス技術材料にも使用されています。
光学フィールド
石英ガラスは電気溶解とガス精製により作られ、高純度の石英砂を原料として使われます。
石英ガラスは光学機器の重要な部品です。透明石英ガラスは光学特性が優れ、屈折率が低く、185〜3500mμの範囲のあらゆる光透過帯域を満たすことができます。そのため、紫外線と赤外線の両方の透過用途に使用できます。これは光学機器用です。主な製品は、分光器、赤外線カメラ、プリズム、レンズの製造です。同時に、石英ガラスは800〜1000℃の強力な熱安定性を備えています。石英ガラスは高高度の写真撮影にも使用されます。これは、高温ののぞき窓、距離計、望遠鏡用です。