Duranti u periodu "14th Five Year Plan", secondu u pianu strategicu di u paese "carbon peak and carbon neutral" di u paese, l'industria fotovoltaica porta à u sviluppu splusivu.U scoppiu di l'industria fotovoltaica hà "creatu ricchezza" per tutta a catena industriale.In questa catena abbagliante, u vetru fotovoltaicu hè un ligame indispensabile.Oghje, favurendu a cunservazione di l'energia è a prutezzione di l'ambiente, a dumanda di vetru fotovoltaicu cresce ghjornu per ghjornu, è ci hè un squilibrio trà l'offerta è a dumanda.À u listessu tempu, a sabbia di quartz low-ferru è ultra-bianca, un materiale impurtante per u vetru fotovoltaicu, hè ancu risuscitatu, è u prezzu hè aumentatu è u supply hè in corta.L'esperti di l'industria predicenu chì a sabbia di quartz low-ferru averà un aumentu longu di più di 15% per più di 10 anni.Sottu u forte ventu di u fotovoltaicu, a produzzione di sabbia di quartz low-ferru hà attiratu assai attenzione.
1. Sabbia di quartz per vetru fotovoltaicu
U vetru fotovoltaicu hè generalmente utilizatu cum'è pannellu di incapsulazione di moduli fotovoltaici, è hè in cuntattu direttu cù l'ambiente esternu.A so resistenza climatica, forza, trasmittanza di luce è altri indicatori ghjucanu un rolu centrale in a vita di i moduli fotovoltaici è l'efficienza di generazione di energia à longu andà.I ioni di ferru in a sabbia di quartz sò faciuli di tinghje, è per assicurà l'alta trasmittanza solare di u vetru uriginale, u cuntenutu di ferru di u vetru fotovoltaicu hè più bassu di quellu di u vetru ordinariu, è a sabbia di quartz à pocu ferru cù alta purezza di siliciu. è bassu cuntenutu impurità deve esse usatu.
Attualmente, ci sò uni pochi di sabbia di quartz di ferru d'alta qualità chì sò faciuli à minà in u nostru paese, è sò distribuiti principarmenti in Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Hainan è altri lochi.In u futuru, cù a crescita di a capacità di produzzione di vetru ultra-biancu embossed per e cellule solari, a sabbia di quartz d'alta qualità cù una zona di produzzione limitata diventerà una risorsa relativamente scarsa.L'offerta di sabbia di quartz d'alta qualità è stabile limitarà a competitività di l'imprese di vetru fotovoltaicu in u futuru.Dunque, cumu si riduce in modu efficace u cuntenutu di ferru, aluminiu, titaniu è altri elementi impurità in a sabbia di quartz è preparanu a sabbia di quartz d'alta purezza hè un tema di ricerca calda.
2. Pruduzzione di sabbia di quartz low-ferru per vetru fotovoltaicu
2.1 Purificazione di Quartz Sand for Photovoltaic Glass
Attualmente, i prucessi tradiziunali di purificazione di quartz chì sò maturamente appiicati in l'industria includenu a classificazione, scrubbing, calcination-water quenching, grinding, sieving, separazione magnetica, separazione di gravità, flottazione, lixiviazione àcida, liscivia microbica, degassing à alta temperatura, etc., I prucessi di purificazione prufonda includenu a torrefazione clorurata, a classificazione di culore irradiata, a classificazione magnetica superconduttiva, u vacuum à alta temperatura è cusì.U prucessu di beneficenza generale di a purificazione di sabbia di quartz domestica hè statu ancu sviluppatu da u principiu di "macinazione, separazione magnetica, lavare" à "separazione → triturazione grossa → calcinazione → estirazione di l'acqua → macinazione → screening → separazione magnetica → flotazione → acidu U prucessu di beneficiu cumminatu. di immersione→lavà→asciugatura, cumminata cù microonde, ultrasonica è altri mezi per pretrattamentu o purificazione ausiliaria, migliurà assai l'effettu di purificazione.In vista di i bisogni bassu di ferru di u vetru fotovoltaicu, a ricerca è u sviluppu di i metudi di rimuzione di sabbia di quartz sò principalmente introdutte.
In generale, u ferru esiste in e seguenti sei forme cumuni in minerale di quartz:
① Esiste in forma di particelle fini in argilla o feldspar kaolinized
②Attached à a superficia di particelle di quartz in forma di film d'ossidu di ferru
③Minerali di ferru cum'è hematite, magnetite, specularite, qinite, etc., o minerali chì cuntenenu ferru cum'è mica, anphibole, granate, etc.
④Hè in u statu di immersione o lente à l'internu di e particelle di quartz
⑤ Esiste in u statu di suluzione solida in u cristallu di quartz
⑥ Una certa quantità di ferru secundariu serà mischjata in u prucessu di triturazione è di macinazione
Per separà in modu efficace i minerali chì cuntenenu ferru da u quartz, hè necessariu prima di verificà u statu di l'occurrence di impurità di ferru in u minerale di quartz è selezziunate un metudu di beneficiu raghjone è un prucessu di separazione per ottene a rimuzione di impurità di ferru.
(1) Prucessu di separazione magnetica
U prucessu di separazione magnetica pò caccià i minerali impurità magnetichi debuli cum'è hematite, limonite è biotite cumprese particelle cunghjuntate à a maiò parte.Sicondu a forza magnetica, a separazione magnetica pò esse divisa in separazione magnetica forte è separazione magnetica debule.A forte separazione magnetica generalmente adopta un separatore magneticu forte umitu o un separatore magneticu à gradiente elevatu.
In generale, a sabbia di quartz chì cuntene principarmenti minerali impurità magnetichi debbuli cum'è limonite, hematite, biotite, etc., ponu esse sceltu cù una machina magnetica forte umida à un valore sopra à 8.0 × 105A / m;Per i minerali magnetichi forti duminati da u minerale di ferru, hè megliu aduprà una machina magnetica debule o una macchina magnetica media per a separazione.[2] Oghje, cù l'applicazione di separatori magnetichi di campi magnetici forte è forte gradiente, a separazione magnetica è a purificazione sò stati migliurati significativamente cumparatu cù u passatu.Per esempiu, aduprendu un rotulu d'induzione elettromagnetica di un forte separatore magneticu per sguassà u ferru sottu a forza di u campu magneticu 2.2T pò riduce u cuntenutu di Fe2O3 da 0.002% à 0.0002%.
(2) Prucessu di flottazione
A flottazione hè un prucessu di separazione di particelle minerali attraversu diverse proprietà fisiche è chimiche nantu à a superficia di particelle minerali.A funzione principale hè di caccià a mica minerale è u feldspar da a sabbia di quartz.Per a separazione di flottazione di minerali chì cuntenenu ferru è quartz, scopre a forma d'occurrence di impurità di ferru è a forma di distribuzione di ogni dimensione di particella hè a chjave per sceglie un prucessu di separazione propiu per a rimozione di ferru.A maiò parte di i minerali chì cuntenenu ferru anu un puntu elettricu zero sopra à 5, chì hè carcu positivamenti in un ambiente àcitu, è teoricamente adattatu per l'usu di cullettori anionici.
L'acidu grassu (sapone), l'idrocarbyl sulfonate o u sulfate pò esse usatu cum'è cullettore anionicu per a flotazione di minerale d'ossidu di ferru.A pirita pò esse a flottazione di pirite da quartz in un ambiente di decapaggio cù l'agente di flotazione classicu per isobutyl xanthate plus butylamine black powder (4: 1).A dosa hè di circa 200 ppmw.
A flotazione di ilmenite generalmente usa oleate di sodiu (0.21mol / L) cum'è agente di flotazione per aghjustà u pH à 4 ~ 10.Una reazzione chimica si trova trà i ioni oleate è particeddi di ferru nantu à a superficia di l'ilmenite per pruduce l'oleate di ferru, chì hè adsorbitu chimicamente Ioni Oleate mantene l'ilmenite cù una floatability megliu.I cullettori di l'acidu fosfonicu basatu in l'idrocarburi sviluppati in l'ultimi anni anu una bona selettività è un rendimentu di cullezzione per ilmenite.
(3) Prucessu di lixiviazione à l'acidu
U scopu principale di u prucessu di lixiviazione di l'acidu hè di sguassà i minerali di ferru solubile in a suluzione àcida.I fatturi chì affettanu l'effettu di purificazione di a lixiviazione à l'acidu includenu a dimensione di particella di sabbia di quartz, a temperatura, u tempu, u tipu d'acidu, a concentrazione d'acidu, u rapportu solidu-liquidu, etc., è aumentanu a temperatura è a suluzione àcida.A cuncentrazione è a riduzione di u raghju di e particelle di quartz ponu aumentà a rata di lixiviazione è a rata di lixiviazione di Al.L'effettu di purificazione di un solu acidu hè limitatu, è l'acidu mistu hà un effettu sinergicu, chì pò aumentà assai a rata di rimuzione di elementi impurità cum'è Fe è K. L'acidi inorganici cumuni sò HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4. , H2C2O4, in generale dui o più di elli sò mischiati è usati in una certa proporzione.
L'acidu oxalic hè un acidu orgànicu cumunimenti utilizatu per a lixiviazione à l'acidu.Pò furmà un cumplessu relativamente stabile cù i ioni di metalli dissoluti, è l'impurità sò facilmente lavate.Havi i vantaghji di una dosa bassa è una alta rata di eliminazione di ferru.Certi pirsuni utilizanu ultrasound per aiutà à a purificazione di l'acidu oxalic, è truvaru chì, cumparatu cù l'ultrasound cunvinziunali è u tank, l'ultrasound di sonda hà a più alta rata di rimozione di Fe, a quantità di l'acidu oxalic hè menu di 4 g / L, è a rata di rimozione di ferru righjunghji. 75,4%.
A prisenza di l'acidu diluitu è l'acidu fluoruricu pò sguassà in modu efficace l'impurità metalliche, cum'è Fe, Al, Mg, ma a quantità di l'acidu fluoridicu deve esse cuntrullata perchè l'acidu fluoridicu pò corrode i particeddi di quartz.L'usu di diversi tipi d'acidi afecta ancu a qualità di u prucessu di purificazione.Frà elli, l'acidu mischju di HCl è HF hà u megliu effettu di trasfurmazioni.Certi pirsuni usanu HCl è HF agenti di lixiviazione mistu per purificà a sabbia di quartz dopu a separazione magnetica.Attraversu a lixiviazione chimica, a quantità tutale di elementi impurità hè 40.71μg / g, è a purità di SiO2 hè altu cum'è 99.993wt%.
(4) Lixiviazione microbica
I microorganismi sò usati per lissivià u ferru di film sottile o impregnate u ferru nantu à a superficia di particelle di sabbia di quartz, chì hè una tecnica sviluppata recentemente per sguassà u ferru.Studii straneri anu dimustratu chì l'usu di Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus è altri microorganisms à leaching ferru nantu à a superficia di a film quartz hà ottinutu boni risultati, di quale l'effettu di Aspergillus niger leaching ferru ottimali.A rata di rimozione di Fe2O3 hè soprattuttu sopra u 75%, è u gradu di cuncentrazione Fe2O3 hè di 0,007%.È hè statu trovu chì l'effettu di a lixiviazione di ferru cù a pre-cultivazione di a maiò parte di i batteri è i muffa seria megliu.
2.2 Un altru prugressu di ricerca di sabbia di quartz per u vetru fotovoltaicu
Per riduce a quantità di l'acidu, riduce a difficultà di u trattamentu di l'acqua, è esse amichevule à l'ambiente, Peng Shou [5] et al.divulgatu un metudu per a preparazione di 10ppm di sabbia di quartz low-ferru da un prucessu non-pickling: quartz di vena naturali hè utilizatu com'è materia prima, è triturazione in trè fasi, A prima tappa di macinazione è a seconda tappa di classificazione pò uttene 0,1 ~ 0,7 mm di grana. ;a grana hè siparata da a prima tappa di a separazione magnetica è a seconda tappa di una forte rimozione magnetica di ferru meccanicu è minerali di ferru per ottene a sabbia di separazione magnetica;a separazione magnetica di a sabbia hè ottenuta da a seconda tappa di flottazione Fe2O3 cuntenutu hè più bassu di 10ppm di sabbia di quartz low-ferru, a flotazione usa H2SO4 cum'è regulatore, aghjusta pH = 2 ~ 3, usa oleate di sodiu è diamina di propilene d'oliu di coccu cum'è cullettori. .A sabbia di quartz preparata SiO2≥99.9%, Fe2O3≤10ppm, risponde à i requisiti di materie prime silicee necessarie per u vetru otticu, u vetru di display fotoelettricu è u vetru di quartz.
Per d 'altra banda, cù l'esaurimentu di e risorse di quartz d'alta qualità, l'utilizazione cumpleta di e risorse low-end hà attiratu una grande attenzione.Xie Enjun di China Building Materials Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd hà utilizatu tailings di caolin per preparà a sabbia di quartz à pocu ferru per u vetru fotovoltaicu.A cumpusizioni minerale principale di i tailings di caolin Fujian hè quartz, chì cuntene una piccula quantità di minerali impurità cum'è kaolinite, mica è feldspar.Dopu chì i tailings di caolin sò processati da u prucessu di beneficenza di "macinazione-classificazione idraulica-separazione magnetica-flotazione", u cuntenutu di 0,6 ~ 0,125 mm di particella hè più grande di 95%, SiO2 hè 99,62%, Al2O3 hè 0,065%, Fe2O3 hè 92 × 10-6 sabbia di quartz fine risponde à i requisiti di qualità di sabbia di quartz low-ferru per u vetru fotovoltaicu.
Shao Weihua è altri da l'Istitutu Zhengzhou di Utilizazione Comprehensive di Risorse Minerale, l'Academia Cinese di Scienze Geologiche, hà publicatu una patente d'invenzione: un metudu per preparà a sabbia di quartz d'alta purezza da i tailings di caolin.I passi di u metudu: a.I tailings di Kaolin sò usati cum'è minerale crudu, chì hè sieved dopu esse agitatu è scrubbed per ottene + 0.6mm materiale;b.U materiale + 0.6mm hè macinatu è classificatu, è u materiale minerale 0.4mm0.1mm hè sottumessu à l'operazione di separazione magnetica, Per ottene materiali magnetichi è non magnetichi, i materiali non magnetichi entranu in l'operazione di separazione di gravità per ottene minerali ligeri di separazione di gravità è i minerali pisanti di separazione di gravità, è i minerali ligeri di separazione di gravità entranu in l'operazione di regrind per screen per ottene + 0.1mm minerali;c.+0.1mm U minerale entra in l'operazione di flotazione per ottene u concentratu di flotazione.L'acqua suprana di u cuncentratu di flotazione hè eliminata è dopu ultrasonicamente pickled, è dopu sieved per ottene u materiale grossu + 0.1mm cum'è sabbia di quartz d'alta purezza.U metudu di l'invenzione ùn pò micca solu ottene prudutti di cuncentrazione di quartz d'alta qualità, ma hà ancu un cortu tempu di trasfurmazioni, un flussu di prucessu simplice, un bassu cunsumu d'energia, è una alta qualità di cuncentrazione di quartz ottenuta, chì ponu risponde à i requisiti di qualità di alta purezza. quartz.
I tailings di kaolin cuntenenu una grande quantità di risorse di quartz.Attraversu a beneficenza, a purificazione è a trasfurmazioni prufonda, pò risponde à i requisiti per l'usu di materie prime di vetru ultra-biancu fotovoltaicu.Questu furnisce ancu una nova idea per l'utilizazione cumpleta di e risorse di caolin.
3. Panoramica di u mercatu di sabbia di quartz low-ferru per vetru fotovoltaicu
Da una banda, in a seconda mità di u 2020, a capacità di produzzione limitata da l'espansione ùn pò micca fà fronte à a dumanda splusiva in alta prosperità.L'offerta è a dumanda di vetru fotovoltaicu hè sbilanciata, è u prezzu hè in crescita.Sutta a chjama cumuna di parechje cumpagnie di moduli fotovoltaici, in dicembre 2020, u Ministeru di l'Industria è a Tecnulugia di l'Infurmazione hà publicatu un documentu chì clarificava chì u prughjettu di vetru laminatu fotovoltaicu ùn pò micca formulà un pianu di rimpiazzamentu di capacità.Affettatu da a nova pulitica, u ritmu di crescita di a produzzione di vetru fotovoltaicu serà allargatu da u 2021. Sicondu l'infurmazione publica, a capacità di vetru fotovoltaicu rotulatu cù un pianu chjaru di pruduzzione in u 21/22 righjunghji 22250/26590t/d, cù un tassu di crescita annuale di 68,4 / 48,6%.In u casu di a pulitica è e garanzii di a dumanda, a sabbia fotovoltaica hè prevista per usher in crescita splussiva.
2015-2022 capacità di produzzione di l'industria di u vetru fotovoltaicu
Per d 'altra banda, l'aumentu sustanziale di a capacità di pruduzzione di u vetru fotovoltaicu pò causà l'offerta di sabbia di silice à pocu ferru per superà l'offerta, chì à u turnu limita a produzzione attuale di a capacità di produzzione di vetru fotovoltaicu.Sicondu statistiche, dapoi u 2014, a produzzione domestica di sabbia di quartz di u mo paese hè stata generalmente ligeramente più bassa di a dumanda domestica, è l'offerta è a dumanda anu mantinutu un equilibriu strettu.
À u listessu tempu, i risorsi di placer di quartz di ferru naziunale di u mo paese sò scarsi, cuncentrati in Heyuan di Guangdong, Beihai di Guangxi, Fengyang di Anhui è Donghai di Jiangsu, è una grande quantità di elli deve esse impurtata.
A sabbia di quartz ultra-bianca di ferru bassu hè una di e materie prime impurtanti (cuntendu circa 25% di u costu di materia prima) in l'ultimi anni.U prezzu hè ancu aumentatu.In u passatu, hè stata intornu à 200 yuan / ton per un bellu pezzu.Dopu à u scoppiu di l'epidemie Q1 in 20 anni, hè cascatu da un altu livellu, è attualmente mantene una operazione stabile per u mumentu.
In u 2020, a dumanda generale di u mo paese di sabbia di quartz serà di 90,93 milioni di tunnellate, a pruduzzione serà di 87,65 milioni di tunnellate, è l'importazione netta serà di 3,278 milioni di tunnellate.Sicondu infurmazione publica, a quantità di petra di quartz in 100 kg di vetru fusu hè di circa 72,2 kg.Sicondu u pianu di espansione attuale, l'aumentu di capacità di vetru fotovoltaicu in 2021/2022 pò ghjunghje à 3,23/24500t/d, secondu a pruduzzione annuale Calculata annantu à un periodu di 360 ghjorni, a pruduzzione tutale currisponde à a nova dumanda aumentata di bassu. -sabbia di silice di ferru di 836/635 milioni di tunnillati / annu, vale à dì, a nova dumanda di sabbia di silice bassu di ferru purtata da vetru fotovoltaicu in 2021/2022 cuntarà a sabbia di quartz generale in 2020 9.2%/7.0% di a dumanda. .In cunsiderà chì a sabbia di silice à pocu ferru cuntene solu una parte di a dumanda tutale di sabbia di silice, a pressione di l'offerta è di a dumanda nantu à a sabbia di silice di ferru bassu causata da l'investimentu à grande scala di a capacità di produzzione di vetru fotovoltaicu pò esse assai più altu ch'è a prissioni annantu l'industria generale di sabbia di quartz.
-Articulu da Powder Network
Tempu di Postu: Dec-11-2021