Во периодот на „14-тиот петгодишен план“, според стратешкиот план на земјата „врв на јаглерод и јаглерод неутрален“, фотоволтаичната индустрија ќе доведе до експлозивен развој.Избувнувањето на фотоволтаичната индустрија „создаде богатство“ за целиот индустриски синџир.Во овој блескав ланец, фотоволтаичното стакло е незаменлива алка.Денес, залагајќи се за зачувување на енергијата и заштита на животната средина, побарувачката за фотоволтаично стакло се зголемува од ден на ден, а постои нерамнотежа помеѓу понудата и побарувачката.Истовремено, поскапува и ниско-железниот и ултра-белиот кварцен песок, важен материјал за фотоволтаичното стакло, а цената е зголемена и понудата е дефицитарна.Експертите од индустријата предвидуваат дека кварцен песок со ниска содржина на железо ќе има долгорочен пораст од повеќе од 15% за повеќе од 10 години.Под силниот ветер на фотоволтаикот, производството на кварцен песок со ниска содржина на железо привлече големо внимание.
1. Кварцен песок за фотоволтаично стакло
Фотоволтаичното стакло генерално се користи како панел за инкапсулација на фотоволтаичните модули и е во директен контакт со надворешното опкружување.Неговата отпорност на временски услови, јачина, пропустливост на светлина и други индикатори играат централна улога во животот на фотоволтаичните модули и долгорочната ефикасност на производството на енергија.Железните јони во кварценот песок се лесни за бојадисување, а со цел да се обезбеди висока сончева пропустливост на оригиналното стакло, содржината на железо во фотоволтаичното стакло е помала од онаа на обичното стакло и ниско-железен кварцен песок со висока силициумска чистота. и мора да се користи ниска содржина на нечистотии.
Во моментов, има малку висококвалитетни кварценни песоци со ниска содржина на железо кои лесно се ископуваат во нашата земја, а тие главно се дистрибуирани во Хејуан, Гуангкси, Фенгјанг, Анхуи, Хаинан и други места.Во иднина, со растот на производствениот капацитет на ултра-бело врежано стакло за соларни ќелии, висококвалитетниот кварцен песок со ограничена производна површина ќе стане релативно оскуден ресурс.Снабдувањето со висококвалитетен и стабилен кварцен песок ќе ја ограничи конкурентноста на компаниите за фотоволтаично стакло во иднина.Затоа, како ефикасно да се намали содржината на железо, алуминиум, титаниум и други нечистотии во кварцен песок и да се подготви кварцен песок со висока чистота е жешка тема за истражување.
2. Производство на кварцен песок со ниска содржина на железо за фотоволтаично стакло
2.1 Прочистување на кварцен песок за фотоволтаично стакло
Во моментов, традиционалните процеси на прочистување на кварцот кои зрело се применуваат во индустријата вклучуваат сортирање, чистење, гаснење со калцинирање со вода, мелење, просејување, магнетно одвојување, гравитациско раздвојување, флотација, лужење со киселина, микробиско лужење, дегасирање на висока температура итн. Процесите на длабоко прочистување вклучуваат печење со хлор, сортирање на озрачени бои, суперспроводливо магнетно сортирање, вакуум со висока температура и така натаму.Општиот процес на пречистување на домашниот кварцен песок, исто така, е развиен од раното „мелење, магнетно одвојување, миење“ до „одвојување → грубо дробење → калцинирање → гасење вода → мелење → скрининг → магнетно одвојување → флотација → киселина Комбинираниот процес на збогатување на потопување → перење → сушење, во комбинација со микробранова печка, ултразвук и други средства за предтретман или помошно прочистување, значително го подобрува ефектот на прочистување.Со оглед на ниските барања за железо на фотоволтаичното стакло, главно се воведуваат истражување и развој на методи за отстранување на кварцен песок.
Генерално железото постои во следните шест вообичаени форми во кварцната руда:
① Постојат во форма на фини честички во глина или каолинизиран фелдспат
②Прикачен на површината на кварцните честички во форма на филм од железен оксид
③Железни минерали како хематит, магнетит, спекуларит, кинит итн. или минерали што содржат железо како мика, амфибол, гранат итн.
④ Се наоѓа во состојба на потопување или леќа во кварцните честички
⑤ Постојат во состојба на цврст раствор во кварцниот кристал
⑥ Во процесот на дробење и мелење ќе се измеша одредена количина секундарно железо
За ефикасно да се одвојат минералите што содржат железо од кварцот, потребно е прво да се утврди состојбата на појава на железни нечистотии во кварцната руда и да се избере разумен метод на обновување и процес на сепарација за да се постигне отстранување на железните нечистотии.
(1) Процес на магнетно одвојување
Процесот на магнетно раздвојување може да ги отстрани слабите магнетни нечистотии минерали како хематит, лимонит и биотит, вклучувајќи ги и споените честички во најголема мера.Според магнетната сила, магнетното одвојување може да се подели на силно магнетно одвојување и слабо магнетно одвојување.Силното магнетно раздвојување обично прифаќа влажен силен магнетен сепаратор или магнетен сепаратор со висок градиент.
Општо земено, кварцниот песок кој содржи главно слаби магнетни нечистотии минерали како што се лимонит, хематит, биотит итн., може да се избере со користење на влажна магнетна машина со вредност над 8,0×105A/m;За силни магнетни минерали во кои доминира железна руда, подобро е да се користи слаба магнетна машина или средно магнетна машина за сепарација.[2] Во денешно време, со примена на магнетни сепаратори со висок градиент и силно магнетно поле, магнетното одвојување и прочистување се значително подобрени во споредба со минатото.На пример, со користење на силен магнетен сепаратор од типот на ролери со електромагнетна индукција за отстранување на железо под јачина на магнетно поле од 2,2 T, може да се намали содржината на Fe2O3 од 0,002% на 0,0002%.
(2) Процес на флотација
Флотација е процес на одвојување на минералните честички преку различни физички и хемиски својства на површината на минералните честички.Главната функција е отстранување на поврзаниот минерал мика и фелдспат од кварцен песок.За флотациско раздвојување на минералите и кварцот што содржат железо, откривањето на формата на појава на железни нечистотии и формата на дистрибуција на секоја големина на честички е клучот за избор на правилен процес на сепарација за отстранување на железото.Повеќето минерали што содржат железо имаат нулта електрична точка над 5, која е позитивно наелектризирана во кисела средина и теоретски погодна за употреба на анјонски колектори.
Масни киселини (сапун), хидрокарбил сулфонат или сулфат може да се користат како анјонски колектор за флотација на железна оксидна руда.Пиритот може да биде флотација на пирит од кварц во средина за мариноване со класично флотационо средство за изобутил ксантат плус бутиламин црн прав (4:1).Дозата е околу 200 ppmw.
Флотацијата на илменитот генерално користи натриум олеат (0,21 mol/L) како средство за флотација за прилагодување на pH на 4-10.Се јавува хемиска реакција помеѓу јоните на олеат и честичките на железото на површината на илменитот за да се произведе железен олеат, кој е хемиски адсорбиран Олеатните јони го одржуваат илменитот со подобра пловидба.Колектори на фосфонска киселина базирани на јаглеводород развиени во последниве години имаат добра селективност и перформанси за собирање на илменит.
(3) Процес на лужење со киселина
Главната цел на процесот на киселинско лужење е да се отстранат растворливите железни минерали во киселинскиот раствор.Факторите кои влијаат на ефектот на прочистување на киселинското лужење вклучуваат големина на честички од кварцен песок, температура, време, тип на киселина, концентрација на киселина, сооднос цврсто-течност итн., и ја зголемуваат температурата и киселинскиот раствор.Концентрацијата и намалувањето на радиусот на кварцните честички може да ја зголеми стапката на истекување и стапката на истекување на Al.Ефектот на прочистување на една киселина е ограничен, а мешаната киселина има синергетски ефект, што може значително да ја зголеми стапката на отстранување на елементите на нечистотија како што се Fe и K. Вообичаени неоргански киселини се HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4 , H2C2O4, генерално два или повеќе од нив се мешаат и се користат во одредена пропорција.
Оксалната киселина е најчесто користена органска киселина за киселинско лужење.Може да формира релативно стабилен комплекс со растворените метални јони, а нечистотиите лесно се мијат.Ги има предностите на малата доза и високата стапка на отстранување на железо.Некои луѓе користат ултразвук за да помогнат во прочистувањето на оксалната киселина и откриле дека во споредба со конвенционалниот ултразвук со мешање и резервоар, ултразвукот со сондата има најголема стапка на отстранување на Fe, количината на оксална киселина е помала од 4 g/L, а стапката на отстранување на железо достигнува 75,4%.
Присуството на разредена киселина и флуороводородна киселина може ефикасно да ги отстрани металните нечистотии како што се Fe, Al, Mg, но количината на флуороводородна киселина мора да се контролира бидејќи флуороводородната киселина може да ги кородира честичките на кварцот.Употребата на различни видови киселини, исто така, влијае на квалитетот на процесот на прочистување.Меѓу нив, мешаната киселина на HCl и HF има најдобар ефект на обработка.Некои луѓе користат мешано средство за лужење со HCl и HF за да го прочистат кварцниот песок по магнетното одвојување.Преку хемиско лужење, вкупната количина на елементи од нечистотија е 40,71 μg/g, а чистотата на SiO2 е дури 99,993 wt%.
(4) Микробиско лужење
Микроорганизмите се користат за лужење на железо со тенок филм или импрегнирање на железо на површината на честички од кварцен песок, што е неодамна развиена техника за отстранување на железото.Странските студии покажаа дека употребата на Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus и други микроорганизми за истекување на железо на површината на кварцниот филм постигна добри резултати, од кои ефектот на железото за лужење на Aspergillus niger е оптимален.Стапката на отстранување на Fe2O3 е главно над 75%, а степенот на Fe2O3 концентрат е дури 0,007%.И беше откриено дека ефектот на истекување на железо со претходно одгледување на повеќето бактерии и мувла ќе биде подобар.
2.2 Друг напредок во истражувањето на кварцен песок за фотоволтаично стакло
Со цел да се намали количината на киселина, да се намали тешкотијата на третман на отпадни води и да се биде еколошки, Пенг Шоу [5] и сор.откри метод за подготовка на кварцен песок од 10 ppm со низок железен песок со процес што не се мариноване: кварцот од природен венец се користи како суровина, а тристепеното дробење, Мелењето во првата фаза и класификацијата на втората фаза може да добијат ронки од 0,1-0,7 мм ;ронката е одвоена со првата фаза на магнетно одвојување и втората фаза на силно магнетно отстранување на механичкото железо и минералите што носат железо за да се добие магнетен сепарационен песок;магнетното одвојување на песокот се добива со флотација во втората фаза Содржината на Fe2O3 е помала од 10 ppm кварцен песок со ниска содржина на железо, флотацијата користи H2SO4 како регулатор, ја прилагодува pH=2~3, користи натриум олеат и пропилен диамин на база на кокосово масло како колектори .Подготвениот кварцен песок SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm, ги задоволува барањата на силициумските суровини потребни за оптичко стакло, стакло за фотоелектричен екран и кварцно стакло.
Од друга страна, со исцрпувањето на висококвалитетните кварцни ресурси, сеопфатното искористување на ниските ресурси привлече големо внимание.Ксие Енџун од Кина Градежни материјали Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. користеше јаловина од каолин за да подготви кварцен песок со ниска содржина на железо за фотоволтаично стакло.Главниот минерален состав на јаловината на каолин Фуџијан е кварцот, кој содржи мала количина на нечистотии минерали како што се каолинит, мика и фелдспат.Откако јаловината на каолин ќе се обработи со процесот на збогатување на „мелење-хидраулична класификација-магнетно одвојување-флотација“, содржината на големината на честичките од 0,6~0,125 mm е поголема од 95%, SiO2 е 99,62%, Al2O3 е 0,065%, Fe2O3 е Финиот кварцен песок 92×10-6 ги задоволува барањата за квалитет на кварцен песок со ниска содржина на железо за фотоволтаично стакло.
Шао Веихуа и други од Институтот за сеопфатно искористување на минералните ресурси Женгжу, Кинеската академија за геолошки науки, објавија патент за изум: метод за подготовка на кварцен песок со висока чистота од јаловина на каолин.Чекори на методот: а.Јаловината на каолин се користи како сурова руда, која се просејува откако ќе се промеша и се гребе за да се добие +0,6 мм материјал;б.+0,6mm материјалот се меле и се класифицира, а минералниот материјал од 0,4mm0,1mm е подложен на операција на магнетно одвојување. тешките минерали со раздвојување на гравитацијата и лесните минерали со раздвојување на гравитацијата влегуваат во операцијата за повторно мелење за да се добијат минерали +0,1 мм;c.+0,1mm Минералот влегува во операцијата за флотација за да се добие концентратот за флотација.Горната вода од флотациониот концентрат се отстранува и потоа се кисела ултразвучно, а потоа се просејува за да се добие груб материјал +0,1 mm како кварцен песок со висока чистота.Методот на пронајдокот не само што може да добие висококвалитетни производи од кварцен концентрат, туку има и кратко време на обработка, едноставен тек на процесот, мала потрошувачка на енергија и висок квалитет на добиениот кварцен концентрат, кој може да ги исполни барањата за квалитет на висока чистота. кварц.
Јаловината на каолин содржи голема количина кварцни ресурси.Преку бенифицирање, прочистување и длабока обработка, може да ги исполни барањата за употреба на фотоволтаични ултра-бели стаклени суровини.Ова, исто така, дава нова идеја за сеопфатно искористување на ресурсите на јаловината на каолин.
3. Преглед на пазарот на кварцен песок со ниска содржина на железо за фотоволтаично стакло
Од една страна, во втората половина на 2020 година, производствениот капацитет ограничен со експанзија не може да се справи со експлозивната побарувачка при висок просперитет.Понудата и побарувачката на фотоволтаично стакло се неурамнотежени, а цената расте.На заеднички повик на многу компании за фотоволтаични модули, во декември 2020 година, Министерството за индустрија и информатичка технологија издаде документ во кој појаснува дека проектот за валано стакло за фотоволтаично може да не формулира план за замена на капацитетот.Под влијание на новата политика, стапката на раст на производството на фотоволтаично стакло ќе се прошири од 2021 година. годишна стапка на раст од 68,4/48,6%.Во случај на политика и гаранции од страна на побарувачката, се очекува фотоволтаичниот песок да доведе до експлозивен раст.
2015-2022 година производствен капацитет на индустријата за фотоволтаично стакло
Од друга страна, значителното зголемување на производствениот капацитет на фотоволтаично стакло може да предизвика понудата на силициум песок со ниска содржина на железо да ја надмине понудата, што пак го ограничува вистинското производство на капацитет за производство на фотоволтаично стакло.Според статистичките податоци, од 2014 година, домашното производство на кварцен песок во мојата земја генерално е малку пониско од домашната побарувачка, а понудата и побарувачката одржуваат тесна рамнотежа.
Во исто време, домашните ресурси со ниско-железен кварц плацер во мојата земја се оскудни, концентрирани во Хејуан од Гуангдонг, Беихаи од Гуангкси, Фенгјанг од Анхуи и Донгхаи од Џиангсу, а голема количина од нив треба да се увезат.
Ултра-белиот кварцен песок со низок железен песок е една од важните суровини (сочинуваат околу 25% од цената на суровината) во последниве години.Се зголемуваше и цената.Во минатото, долго време беше околу 200 јуани/тон.По избивањето на епидемијата Q1 за 20 години, таа падна од високо ниво и засега одржува стабилна работа.
Во 2020 година, вкупната побарувачка на мојата земја за кварцен песок ќе биде 90,93 милиони тони, производството ќе биде 87,65 милиони тони, а нето увозот ќе биде 3,278 милиони тони.Според информациите од јавен карактер, количината на кварцен камен во 100 килограми стопено стакло е околу 72,2 килограми.Според сегашниот план за проширување, зголемувањето на капацитетот на фотоволтаичното стакло во 2021/2022 година може да достигне 3,23/24500 т/д, според годишното производство Пресметано во период од 360 дена, вкупното производство ќе одговара на ново зголемената побарувачка за ниски -железен силика песок од 836/635 милиони тони/годишно, односно новата побарувачка за ниско-железен силициум песок донесена со фотоволтаично стакло во 2021/2022 година ќе претставува вкупен кварцен песок во 2020 година 9,2%/7,0% од побарувачката .Имајќи предвид дека ниско-железен силика песок претставува само дел од вкупната побарувачка на силициум песок, притисокот на понудата и побарувачката на силициум песок со ниска содржина на железо предизвикан од големите инвестиции на капацитет за производство на фотоволтаично стакло може да биде многу поголем од притисокот врз целокупната индустрија на кварцен песок.
— Статија од Powder Network
Време на објавување: Декември-11-2021 година