„14-ojo penkerių metų plano“ laikotarpiu, remiantis šalies „anglies smailės ir neutralaus anglies dioksido“ strateginiu planu, fotoelektros pramonė sukels sprogstamąjį vystymąsi.Fotovoltinės pramonės protrūkis „sukūrė gerovę“ visai pramonės grandinei.Šioje akinančioje grandinėje fotovoltinis stiklas yra nepakeičiama grandis.Šiandien, pasisakant už energijos taupymą ir aplinkos apsaugą, fotovoltinio stiklo paklausa kasdien didėja, o pasiūla ir paklausa yra nesubalansuota.Kartu pabrango ir mažai geležies turintis bei itin baltas kvarcinis smėlis – svarbi fotovoltinio stiklo medžiaga, o kaina išaugo ir pasiūlos trūksta.Pramonės ekspertai prognozuoja, kad mažai geležies turintis kvarcinis smėlis ilgą laiką padidės daugiau nei 15% daugiau nei 10 metų.Esant stipriam fotovoltinės energijos vėjui, mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio gamyba sulaukė daug dėmesio.
1. Kvarcinis smėlis fotovoltiniam stiklui
Fotovoltinis stiklas paprastai naudojamas kaip fotovoltinių modulių kapsuliavimo skydas ir tiesiogiai liečiasi su išorine aplinka.Jo atsparumas oro sąlygoms, stiprumas, šviesos pralaidumas ir kiti rodikliai atlieka pagrindinį vaidmenį fotovoltinių modulių eksploatavimo ir ilgalaikio energijos gamybos efektyvumo procese.Geležies jonus kvarciniame smėlyje lengva dažyti, o siekiant užtikrinti aukštą originalaus stiklo saulės pralaidumą, fotovoltinio stiklo geležies kiekis yra mažesnis nei įprastame stikle, o mažai geležies turinčiame kvarciniame smėlyje, kurio silicis yra grynas. ir turi būti naudojamas mažas priemaišų kiekis.
Šiuo metu mūsų šalyje yra nedaug aukštos kokybės mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio, kurį būtų lengva išgauti, daugiausia jie platinami Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Hainan ir kitose vietose.Ateityje, augant itin balto reljefinio stiklo saulės elementams gamybos pajėgumams, aukštos kokybės kvarcinis smėlis su ribotu gamybos plotu taps gana menku ištekliu.Kokybiško ir stabilaus kvarcinio smėlio tiekimas ateityje apribos fotovoltinio stiklo įmonių konkurencingumą.Todėl, kaip efektyviai sumažinti geležies, aliuminio, titano ir kitų priemaišų elementų kiekį kvarciniame smėlyje ir paruošti didelio grynumo kvarcinį smėlį, yra aktuali tyrimų tema.
2. Mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio gamyba fotovoltiniam stiklui
2.1 Kvarcinio smėlio valymas fotovoltiniam stiklui
Šiuo metu pramonėje brandžiai taikomi tradiciniai kvarco valymo procesai apima rūšiavimą, šveitimą, kaitinimą vandeniu, malimą, sijojimą, magnetinį atskyrimą, gravitacinį atskyrimą, flotaciją, rūgšties išplovimą, mikrobų išplovimą, aukštos temperatūros degazavimą ir kt. giluminio valymo procesai apima chloruotą skrudinimą, apšvitintą spalvų rūšiavimą, superlaidų magnetinį rūšiavimą, aukštos temperatūros vakuumą ir pan.Bendras buitinio kvarcinio smėlio valymo procesas taip pat buvo sukurtas nuo ankstyvo „šlifavimo, magnetinio atskyrimo, plovimo“ iki „atskyrimo → stambaus smulkinimo → kalcinavimo → gesinimo vandeniu → malimo → sijojimo → magnetinio atskyrimo → flotacijos → rūgštimi. Kombinuotas sodrinimo procesas panardinimas → plovimas → džiovinimas, kartu su mikrobangų krosnele, ultragarsu ir kitomis išankstinio apdorojimo arba pagalbinio valymo priemonėmis, labai pagerina valymo efektą.Atsižvelgiant į tai, kad fotovoltiniam stiklui reikia mažai geležies, daugiausia pradedami tyrinėti ir plėtoti kvarcinio smėlio šalinimo metodai.
Paprastai kvarco rūdoje geležis yra šešių bendrų formų:
① Yra smulkių dalelių pavidalu molyje arba kaolinizuotame lauko špate
② Pritvirtintas prie kvarco dalelių paviršiaus geležies oksido plėvelės pavidalu
③ Geležies mineralai, tokie kaip hematitas, magnetitas, spekularitas, chinitas ir kt., arba geležies turintys mineralai, tokie kaip žėrutis, amfibolas, granatas ir kt.
④Jis yra panardinimo arba lęšio būsenos kvarco dalelių viduje
⑤ Egzistuoja kieto tirpalo būsenoje kvarco kristalo viduje
⑥ Smulkinimo ir malimo procese bus sumaišytas tam tikras antrinės geležies kiekis
Norint efektyviai atskirti geležies turinčius mineralus nuo kvarco, pirmiausia reikia išsiaiškinti, ar kvarco rūdoje yra geležies priemaišų, ir pasirinkti pagrįstą sodrinimo būdą bei atskyrimo procesą, kad būtų pašalintos geležies priemaišos.
(1) Magnetinio atskyrimo procesas
Magnetinio atskyrimo procesas gali pašalinti silpnus magnetinius priemaišų mineralus, tokius kaip hematitas, limonitas ir biotitas, įskaitant susijungusias daleles.Pagal magnetinį stiprumą magnetinis atskyrimas gali būti suskirstytas į stiprų magnetinį atskyrimą ir silpną magnetinį atskyrimą.Stipriam magnetiniam atskyrimui paprastai naudojamas šlapias stiprus magnetinis separatorius arba didelio gradiento magnetinis separatorius.
Paprastai kalbant, kvarcinis smėlis, kuriame daugiausia yra silpnų magnetinių priemaišų mineralų, tokių kaip limonitas, hematitas, biotitas ir kt., gali būti parenkamas naudojant šlapio tipo stiprią magnetinę mašiną, kurios vertė viršija 8,0 × 105 A/m;Stipriems magnetiniams mineralams, kuriuose vyrauja geležies rūda, atskyrimui geriau naudoti silpną magnetinę mašiną arba vidutinę magnetinę mašiną.[2] Šiais laikais, taikant didelio gradiento ir stipraus magnetinio lauko magnetinius separatorius, magnetinis atskyrimas ir gryninimas žymiai pagerėjo, palyginti su praeitimi.Pavyzdžiui, naudojant elektromagnetinio indukcinio volelio tipo stiprų magnetinį separatorių geležies pašalinimui esant 2,2 T magnetinio lauko stipriui, Fe2O3 kiekis gali sumažėti nuo 0,002% iki 0,0002%.
(2) Flotacijos procesas
Flotacija yra mineralinių dalelių atskyrimo procesas, naudojant skirtingas fizines ir chemines mineralinių dalelių paviršiaus savybes.Pagrindinė funkcija – iš kvarcinio smėlio pašalinti susijusį mineralinį žėrutį ir lauko špatą.Geležies turinčių mineralų ir kvarco atskyrimui flotacijos būdu, norint pasirinkti tinkamą geležies šalinimo atskyrimo procesą, svarbu išsiaiškinti geležies priemaišų atsiradimo formą ir kiekvieno dalelių dydžio pasiskirstymo formą.Daugumos geležies turinčių mineralų nulinis elektrinis taškas viršija 5, kuris yra teigiamai įkrautas rūgštinėje aplinkoje ir teoriškai tinkamas naudoti anijoniniuose kolektoriuose.
Riebalų rūgštis (muilas), hidrokarbilsulfonatas arba sulfatas gali būti naudojamas kaip anijoninis kolektorius geležies oksido rūdai flotuoti.Piritas gali būti pirito flotacija iš kvarco marinavimo aplinkoje naudojant klasikinę flotaciją, skirtą izobutilksantatui ir butilamino juodiesiems milteliams (4:1).Dozė yra apie 200 ppmw.
Ilmenito flotacijai paprastai naudojamas natrio oleatas (0,21 mol/L) kaip flotacijos agentas pH sureguliavimui iki 4–10.Cheminė reakcija vyksta tarp oleato jonų ir geležies dalelių ilmenito paviršiuje, kad susidarytų geležies oleatas, kuris yra chemiškai adsorbuojamas Oleato jonai išlaiko ilmenitą geriau plūduriuojančiu.Pastaraisiais metais sukurti angliavandenilių pagrindu pagaminti fosfono rūgšties kolektoriai pasižymi geru ilmenito selektyvumu ir surinkimo savybėmis.
(3) Rūgšties išplovimo procesas
Pagrindinis rūgšties išplovimo proceso tikslas yra pašalinti tirpius geležies mineralus rūgšties tirpale.Veiksniai, turintys įtakos rūgšties išplovimo valymo efektui, apima kvarcinio smėlio dalelių dydį, temperatūrą, laiką, rūgšties tipą, rūgšties koncentraciją, kieto ir skysčio santykį ir kt., Taip pat padidina temperatūrą ir rūgšties tirpalą.Koncentracija ir kvarco dalelių spindulio sumažinimas gali padidinti Al išplovimo greitį ir išplovimo greitį.Vienos rūgšties gryninimo poveikis yra ribotas, o mišri rūgštis turi sinergetinį poveikį, kuris gali labai padidinti priemaišų elementų, tokių kaip Fe ir K, pašalinimo greitį. Įprastos neorganinės rūgštys yra HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4. , H2C2O4, paprastai du ar daugiau iš jų sumaišomi ir naudojami tam tikra proporcija.
Oksalo rūgštis yra dažniausiai naudojama organinė rūgštis rūgščių išplovimui.Jis gali sudaryti gana stabilų kompleksą su ištirpusiais metalo jonais, o priemaišos lengvai išplaunamos.Jis turi mažos dozės ir didelio geležies pašalinimo greičio pranašumus.Kai kurie žmonės naudoja ultragarsą, kad padėtų išvalyti oksalo rūgštį, ir nustatė, kad, palyginti su įprastiniu maišymo ir rezervuaro ultragarsu, zondo ultragarsas pasižymi didžiausiu Fe pašalinimo greičiu, oksalo rūgšties kiekis yra mažesnis nei 4 g/l, o geležies pašalinimo greitis pasiekia 75,4 %.
Praskiestos rūgšties ir fluoro rūgšties buvimas gali veiksmingai pašalinti metalo priemaišas, tokias kaip Fe, Al, Mg, tačiau vandenilio fluorido kiekis turi būti kontroliuojamas, nes vandenilio fluorido rūgštis gali korozuoti kvarco daleles.Įvairių rūšių rūgščių naudojimas taip pat turi įtakos valymo proceso kokybei.Tarp jų mišri HCl ir HF rūgštis turi geriausią apdorojimo efektą.Kai kurie žmonės naudoja HCl ir HF mišrų išplovimo agentą, norėdami išvalyti kvarcinį smėlį po magnetinio atskyrimo.Cheminio išplovimo metu bendras priemaišų elementų kiekis yra 40,71 μg/g, o SiO2 grynumas siekia net 99,993 masės %.
(4) Mikrobų išplovimas
Mikroorganizmai naudojami plonasluoksnės geležies išplovimui arba geležies impregnavimui ant kvarcinio smėlio dalelių paviršiaus, o tai yra neseniai sukurta geležies pašalinimo technika.Užsienio tyrimai parodė, kad naudojant Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus ir kitus mikroorganizmus geležies išplovimui kvarco plėvelės paviršiuje pasiekta gerų rezultatų, iš kurių Aspergillus niger geležies išplovimo poveikis yra optimalus.Fe2O3 pašalinimo greitis dažniausiai viršija 75%, o Fe2O3 koncentrato klasė yra tik 0,007%.Ir buvo nustatyta, kad geležies išplovimo efektas būtų geresnis iš anksto išauginus daugumą bakterijų ir pelėsių.
2.2 Kita fotovoltinio stiklo kvarcinio smėlio tyrimų eiga
Peng Shou [5] ir kt., siekiant sumažinti rūgšties kiekį, nuotekų valymo sudėtingumą ir ekologiškumą.atskleidė 10 ppm mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio paruošimo nemarinavimo būdu metodą: kaip žaliava naudojamas natūralus gyslotinis kvarcas, o trijų pakopų smulkinimas. Pirmojo šlifavimo ir antrojo etapo klasifikavimas gali gauti 0,1–0,7 mm smėlį. ;smėlis atskiriamas naudojant pirmąjį magnetinio atskyrimo etapą ir antrąjį stipraus magnetinio mechaninio geležies ir geležies turinčių mineralų pašalinimo etapą, siekiant gauti magnetinio atskyrimo smėlį;magnetinis smėlio atskyrimas gaunamas antruoju flotacijos etapu Fe2O3 kiekis yra mažesnis nei 10 ppm mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio, flotacijos metu kaip reguliatorius naudojamas H2SO4, reguliuojamas pH=2~3, kaip rinktuvai naudojamas natrio oleatas ir kokosų aliejaus pagrindu pagamintas propilendiaminas .Paruoštas kvarcinis smėlis SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm atitinka silicio žaliavų, reikalingų optiniam stiklui, fotoelektriniam ekrano stiklui ir kvarciniam stiklui, reikalavimus.
Kita vertus, išeikvojus aukštos kokybės kvarco išteklius, visapusiškas žemos klasės išteklių panaudojimas sulaukė didelio dėmesio.Xie Enjun iš Kinijos statybinių medžiagų Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. naudojo kaolino nuosėdas, kad paruoštų mažai geležies turintį kvarcinį smėlį fotovoltiniam stiklui.Pagrindinė Fujian kaolino liekanų mineralinė sudėtis yra kvarcas, kuriame yra nedidelis kiekis priemaišų mineralų, tokių kaip kaolinitas, žėrutis ir lauko špatas.Po to, kai kaolino nuosėdos yra apdorojamos sodrinimo procesu „šlifavimas-hidraulinis klasifikavimas-magnetinis atskyrimas-flotacija“, 0,6–0,125 mm dalelių kiekis yra didesnis nei 95%, SiO2 yra 99,62%, Al2O3 yra 0,065%, Fe2O3 yra 92×10-6 smulkus kvarcinis smėlis atitinka mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio, skirto fotovoltiniam stiklui, kokybės reikalavimus.
Shao Weihua ir kiti iš Džengdžou visapusiško mineralinių išteklių naudojimo instituto, Kinijos geologijos mokslų akademijos, paskelbė išradimo patentą: labai gryno kvarcinio smėlio paruošimo iš kaolino atliekų metodą.Metodo žingsniai: a.Kaolino atliekos naudojamos kaip žaliava rūda, kuri po maišymo ir šveitimo sijojama, kad gautųsi +0,6 mm medžiaga;b.+0,6 mm medžiaga yra sumalta ir klasifikuojama, o 0,4 mm 0,1 mm mineralinė medžiaga atliekama magnetinio atskyrimo operacijoje. Norint gauti magnetines ir nemagnetines medžiagas, nemagnetinės medžiagos patenka į gravitacinio atskyrimo operaciją, kad būtų galima gauti gravitacinio atskyrimo lengvuosius mineralus ir gravitacinio atskyrimo sunkieji mineralai ir gravitacinio atskyrimo lengvieji mineralai patenka į pakartotinio šlifavimo operaciją, kad gautų +0,1 mm mineralų;c.+0.1mm Mineralas patenka į flotacijos operaciją, kad gautų flotacijos koncentratą.Viršutinis flotacijos koncentrato vanduo pašalinamas ir ultragarsu marinuojamas, o po to sijojamas, kad būtų gauta +0,1 mm stambi medžiaga kaip labai grynas kvarcinis smėlis.Išradimo būdu galima ne tik gauti aukštos kokybės kvarco koncentrato gaminius, bet ir trumpą apdorojimo laiką, paprastą proceso eigą, mažas energijos sąnaudas ir aukštą gauto kvarco koncentrato kokybę, kuris gali atitikti didelio grynumo kokybės reikalavimus. kvarcas.
Kaolino atliekose yra daug kvarco išteklių.Dėl sodrinimo, gryninimo ir gilaus apdorojimo jis gali atitikti fotovoltinės itin balto stiklo žaliavų naudojimo reikalavimus.Tai taip pat suteikia naują idėją, kaip visapusiškai panaudoti kaolino atliekų išteklius.
3. Mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio fotovoltiniam stiklui rinkos apžvalga
Viena vertus, 2020 m. antroje pusėje plėtros suvaržyti gamybos pajėgumai negali susidoroti su sprogstančia paklausa esant dideliam klestėjimui.Fotovoltinio stiklo pasiūla ir paklausa yra nesubalansuota, o kaina sparčiai auga.Daugelio fotovoltinių modulių įmonių bendru kvietimu 2020 m. gruodį Pramonės ir informacinių technologijų ministerija išleido dokumentą, kuriame patikslino, kad fotovoltinio valcavimo stiklo projekte negali būti suformuluotas pajėgumų keitimo planas.Naujos politikos veikiamas fotovoltinio stiklo gamybos augimo tempas bus plečiamas nuo 2021 m. Viešai skelbiama informacija, valcuoto fotovoltinio stiklo, turinčio aiškų gamybos planą, našumas 21/22 d. sieks 22250/26590t/d. metinis augimo tempas 68,4/48,6%.Politikos ir paklausos garantijų atveju tikimasi, kad fotovoltinis smėlis paskatins spartų augimą.
2015-2022 fotovoltinio stiklo pramonės gamybos pajėgumai
Kita vertus, labai padidėjus fotovoltinio stiklo gamybos pajėgumams, mažai geležies turinčio silicio dioksido smėlio pasiūla gali viršyti pasiūlą, o tai savo ruožtu apriboja faktinį fotovoltinio stiklo gamybos pajėgumą.Remiantis statistika, nuo 2014 m. mano šalies vidaus kvarcinio smėlio gamyba apskritai buvo šiek tiek mažesnė nei vidaus paklausa, o pasiūla ir paklausa išlaikė tvirtą pusiausvyrą.
Tuo pačiu metu mano šalies vietinių mažai geležies turinčių kvarcinių įtaisų išteklių yra nedaug, jie sutelkti Guangdongo Heyuan, Guangxi Beihai, Anhui Fengyang ir Dziangsu Donghai miestuose, todėl reikia importuoti didelį jų kiekį.
Mažai geležies turintis itin baltas kvarcinis smėlis pastaraisiais metais yra viena iš svarbiausių žaliavų (sudaro apie 25 % žaliavos kainos).Kaina taip pat kilo.Anksčiau jis ilgą laiką buvo apie 200 juanių už toną.Per 20 metų prasidėjus I ketvirčio epidemijai, ji nukrito iš aukšto lygio ir šiuo metu veikia stabiliai.
2020 m. bendras mano šalies kvarcinio smėlio poreikis bus 90,93 mln. tonų, produkcija – 87,65 mln. tonų, o grynasis importas – 3,278 mln. tonų.Remiantis vieša informacija, kvarco akmens kiekis 100 kg išlydyto stiklo yra apie 72,2 kg.Pagal dabartinį plėtros planą fotovoltinio stiklo pajėgumų padidėjimas 2021/2022 metais gali siekti 3,23/24500t/d, pagal metinę produkciją Skaičiuojant 360 dienų laikotarpiu, bendra gamyba atitiks naujai išaugusį mažo stiklo poreikį. - 836/635 mln. tonų geležies kvarcinis smėlis per metus, tai yra nauja mažai geležies turinčio kvarcinio smėlio paklausa, kurią atneš fotovoltinis stiklas 2021/2022 m., bendras kvarcinis smėlis 2020 m. sudarys 9,2% / 7,0% paklausos. .Atsižvelgiant į tai, kad mažai geležies turintis kvarcinis smėlis sudaro tik dalį viso kvarcinio smėlio poreikio, mažai geležies turinčio silicio dioksido smėlio pasiūlos ir paklausos spaudimas, atsirandantis dėl didelio masto investicijų į fotovoltinio stiklo gamybos pajėgumus, gali būti daug didesnis nei slėgis bendra kvarcinio smėlio pramonė.
— Straipsnis iš Powder Network
Paskelbimo laikas: 2021-12-11