“14. piecu gadu plāna” periodā saskaņā ar valsts “oglekļa maksimumu un oglekļa neitrālu” stratēģisko plānu fotoelementu nozare izraisīs sprādzienbīstamu attīstību.Fotoelementu nozares uzliesmojums ir “radījis bagātību” visai rūpniecības ķēdei.Šajā žilbinošajā ķēdē fotoelektriskais stikls ir neaizstājams posms.Mūsdienās, atbalstot enerģijas taupīšanu un vides aizsardzību, pieprasījums pēc fotoelektriskā stikla pieaug ar katru dienu, un pastāv nelīdzsvarotība starp piedāvājumu un pieprasījumu.Tajā pašā laikā cēlušās arī zemdzelzs un īpaši baltās kvarca smiltis, kas ir svarīgs materiāls fotoelektriskajam stiklam, un cena ir pieaugusi un piedāvājums ir deficīts.Nozares eksperti prognozē, ka zemdzelzs kvarca smiltīm ilgtermiņā būs vairāk nekā 15% pieaugums vairāk nekā 10 gadus.Spēcīgā fotoelektriskā vēja ietekmē zema dzelzs satura kvarca smilšu ražošana ir piesaistījusi lielu uzmanību.
1. Kvarca smiltis fotoelektriskajam stiklam
Fotoelektrisko stiklu parasti izmanto kā fotoelektrisko moduļu iekapsulēšanas paneli, un tas ir tiešā saskarē ar ārējo vidi.Tā izturībai pret laikapstākļiem, izturībai, gaismas caurlaidībai un citiem rādītājiem ir galvenā loma fotoelektrisko moduļu darbības laikā un ilgtermiņa enerģijas ražošanas efektivitātē.Dzelzs jonus kvarca smiltīs ir viegli krāsot, un, lai nodrošinātu oriģinālā stikla augstu saules caurlaidību, fotoelektriskā stikla dzelzs saturs ir mazāks nekā parastajam stiklam un zema dzelzs satura kvarca smiltīm ar augstu silīcija tīrību. un jāizmanto zems piemaisījumu saturs.
Pašlaik mūsu valstī ir maz augstas kvalitātes zemdzelzs kvarca smilšu, kuras ir viegli iegūt, un tās galvenokārt tiek izplatītas Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Hainan un citās vietās.Nākotnē, pieaugot īpaši baltā reljefa stikla saules baterijām ražošanas jaudai, augstas kvalitātes kvarca smiltis ar ierobežotu ražošanas platību kļūs par salīdzinoši ierobežotu resursu.Kvalitatīvas un stabilas kvarca smilšu piegādes nākotnē ierobežos fotoelementu stikla uzņēmumu konkurētspēju.Tāpēc aktuāls pētniecības temats ir tas, kā efektīvi samazināt dzelzs, alumīnija, titāna un citu piemaisījumu elementu saturu kvarca smiltīs un sagatavot augstas tīrības pakāpes kvarca smiltis.
2. Zemdzelzs kvarca smilšu ražošana fotoelektriskajam stiklam
2.1. Kvarca smilšu attīrīšana fotoelektriskajam stiklam
Pašlaik tradicionālie kvarca attīrīšanas procesi, kas tiek plaši izmantoti rūpniecībā, ietver šķirošanu, attīrīšanu, kalcinēšanu ar ūdeni, malšanu, sijāšanu, magnētisko atdalīšanu, gravitācijas atdalīšanu, flotāciju, skābes izskalošanu, mikrobu izskalošanos, augstas temperatūras degazēšanu utt. dziļa attīrīšana Procesi ietver hlorētu grauzdēšanu, apstarotu krāsu šķirošanu, supravadošu magnētisko šķirošanu, augstas temperatūras vakuumu un tā tālāk.Arī vispārējais sadzīves kvarca smilšu attīrīšanas process ir izstrādāts no agrīnās “slīpēšanas, magnētiskās atdalīšanas, mazgāšanas” līdz “atdalīšanai → rupjai drupināšanai → kalcinēšanai → dzēšanai ar ūdeni → malšanai → sijāšanai → magnētiskai atdalīšanai → flotācijai → skābei. Kombinētais bagātināšanas process iegremdēšana → mazgāšana → žāvēšana, apvienojumā ar mikroviļņu krāsni, ultraskaņu un citiem līdzekļiem pirmapstrādei vai papildu attīrīšanai, ievērojami uzlabo attīrīšanas efektu.Ņemot vērā fotoelektriskā stikla prasības ar zemu dzelzs saturu, galvenokārt tiek ieviesta kvarca smilšu noņemšanas metožu izpēte un izstrāde.
Parasti dzelzs kvarca rūdā pastāv sešās izplatītākās formās:
① Eksistē smalku daļiņu veidā mālā vai kaolinizētā laukšpatā
②Dzelzs oksīda plēves veidā pievienota kvarca daļiņu virsmai
③ Dzelzs minerāli, piemēram, hematīts, magnetīts, spekularīts, cinīts utt., vai dzelzi saturoši minerāli, piemēram, vizla, amfibols, granāts utt.
④ Tas atrodas iegremdēšanas vai lēcas stāvoklī kvarca daļiņās
⑤ Pastāv cieta šķīduma stāvoklī kvarca kristāla iekšpusē
⑥ Sasmalcināšanas un slīpēšanas procesā tiks sajaukts noteikts daudzums sekundārā dzelzs
Lai efektīvi atdalītu dzelzi saturošus minerālus no kvarca, vispirms ir nepieciešams noskaidrot dzelzs piemaisījumu rašanās stāvokli kvarca rūdā un izvēlēties saprātīgu bagātināšanas metodi un atdalīšanas procesu, lai panāktu dzelzs piemaisījumu atdalīšanu.
(1) Magnētiskās atdalīšanas process
Magnētiskās atdalīšanas process var noņemt vājos magnētiskos piemaisījumu minerālus, piemēram, hematītu, limonītu un biotītu, ieskaitot savienotās daļiņas.Saskaņā ar magnētisko spēku magnētisko atdalīšanu var iedalīt spēcīgā magnētiskajā atdalīšanā un vājā magnētiskajā atdalīšanā.Spēcīgajai magnētiskajai atdalīšanai parasti tiek izmantots mitrs spēcīgs magnētiskais separators vai augsta gradienta magnētiskais separators.
Vispārīgi runājot, kvarca smiltis, kas satur galvenokārt vājus magnētiskos piemaisījumu minerālus, piemēram, limonītu, hematītu, biotītu utt., var atlasīt, izmantojot mitra tipa spēcīgu magnētisku iekārtu ar vērtību virs 8,0 × 105 A/m;Spēcīgiem magnētiskiem minerāliem, kuros dominē dzelzsrūda, atdalīšanai labāk izmantot vāju magnētisku mašīnu vai vidēji magnētisku mašīnu.[2] Mūsdienās, pielietojot augsta gradienta un spēcīga magnētiskā lauka magnētiskos separatorus, magnētiskā atdalīšana un attīrīšana ir ievērojami uzlabojusies salīdzinājumā ar pagātni.Piemēram, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas veltņa tipa spēcīgu magnētisko separatoru, lai noņemtu dzelzi zem 2,2 T magnētiskā lauka stipruma, Fe2O3 saturs var samazināties no 0,002% līdz 0,0002%.
(2) Flotācijas process
Flotācija ir minerālu daļiņu atdalīšanas process, izmantojot dažādas fizikālās un ķīmiskās īpašības uz minerālu daļiņu virsmas.Galvenā funkcija ir no kvarca smiltīm noņemt saistīto minerālu vizlu un laukšpatu.Dzelzi saturošu minerālu un kvarca flotācijas separācijai dzelzs piemaisījumu rašanās formas un katra daļiņu izmēra sadalījuma formas noteikšana ir atslēga pareiza atdzelžošanas atdalīšanas procesa izvēlei.Lielākajai daļai dzelzi saturošu minerālu nulles elektriskais punkts ir virs 5, kas skābā vidē ir pozitīvi uzlādēts, un teorētiski ir piemērots anjonu kolektoru izmantošanai.
Taukskābes (ziepes), hidrokarbilsulfonātu vai sulfātu var izmantot kā anjonu savācēju dzelzs oksīda rūdas flotācijai.Pirīts var būt pirīta flotācija no kvarca kodināšanas vidē ar klasisko flotācijas līdzekli izobutilksantātam un butilamīna melnajam pulverim (4:1).Deva ir aptuveni 200 ppmw.
Ilmenīta flotācijai parasti tiek izmantots nātrija oleāts (0,21 mol/L) kā flotācijas līdzeklis, lai noregulētu pH līdz 4-10.Ķīmiskā reakcija notiek starp oleāta joniem un dzelzs daļiņām uz ilmenīta virsmas, lai iegūtu dzelzs oleātu, kas tiek ķīmiski adsorbēts. Oleāta joni saglabā ilmenītu ar labāku peldamību.Pēdējos gados izstrādātajiem ogļūdeņražu bāzes fosfonskābes kolektoriem ir laba ilmenīta selektivitāte un savākšanas veiktspēja.
(3) Skābes izskalošanās process
Skābes izskalošanās procesa galvenais mērķis ir šķīstošo dzelzs minerālu noņemšana skābes šķīdumā.Faktori, kas ietekmē skābes izskalošanās attīrīšanas efektu, ietver kvarca smilšu daļiņu izmēru, temperatūru, laiku, skābes veidu, skābes koncentrāciju, cietās un šķidruma attiecību utt., Kā arī palielina temperatūru un skābes šķīdumu.Kvarca daļiņu koncentrācija un rādiusa samazināšana var palielināt Al izskalošanās ātrumu un izskalošanās ātrumu.Atsevišķas skābes attīrīšanas efekts ir ierobežots, un jauktajai skābei ir sinerģiska iedarbība, kas var ievērojami palielināt piemaisījumu elementu, piemēram, Fe un K, izvadīšanas ātrumu. Visbiežāk sastopamās neorganiskās skābes ir HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4. , H2C2O4, parasti divus vai vairākus no tiem sajauc un izmanto noteiktā proporcijā.
Skābeņskābe ir plaši izmantota organiskā skābe skābes izskalošanai.Tas var veidot samērā stabilu kompleksu ar izšķīdušajiem metālu joniem, un piemaisījumi tiek viegli izskaloti.Tam ir zemas devas un augsta dzelzs noņemšanas ātruma priekšrocības.Daži cilvēki izmanto ultraskaņu, lai palīdzētu attīrīt skābeņskābi, un atklāja, ka, salīdzinot ar parasto maisīšanas un tvertnes ultraskaņu, zondes ultraskaņai ir visaugstākais Fe noņemšanas ātrums, skābeņskābes daudzums ir mazāks par 4 g/l un dzelzs atdalīšanas ātrums sasniedz 75,4%.
Atšķaidītas skābes un fluorūdeņražskābes klātbūtne var efektīvi noņemt metālu piemaisījumus, piemēram, Fe, Al, Mg, bet fluorūdeņražskābes daudzums ir jākontrolē, jo fluorūdeņražskābe var korozēt kvarca daļiņas.Dažādu veidu skābju izmantošana ietekmē arī attīrīšanas procesa kvalitāti.Starp tiem HCl un HF jauktajai skābei ir vislabākais apstrādes efekts.Daži cilvēki izmanto HCl un HF jauktu izskalošanas līdzekli, lai attīrītu kvarca smiltis pēc magnētiskās atdalīšanas.Ķīmiskās izskalošanās rezultātā kopējais piemaisījumu elementu daudzums ir 40,71 μg/g, bet SiO2 tīrība sasniedz 99,993 masas%.
(4) Mikrobu izskalošanās
Mikroorganismus izmanto, lai izskalotu plānu kārtiņu dzelzi vai piesūcinātu dzelzi uz kvarca smilšu daļiņu virsmas, kas ir nesen izstrādāta dzelzs atdalīšanas tehnika.Ārvalstu pētījumi liecina, ka Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus un citu mikroorganismu izmantošana dzelzs izskalošanai uz kvarca plēves virsmas ir sasniegusi labus rezultātus, no kuriem Aspergillus niger dzelzs izskalošanās efekts ir optimāls.Fe2O3 atdalīšanas ātrums pārsvarā pārsniedz 75%, un Fe2O3 koncentrāta pakāpe ir tik zema kā 0,007%.Un tika konstatēts, ka dzelzs izskalošanās efekts, iepriekš kultivējot lielāko daļu baktēriju un pelējumu, būtu labāks.
2.2. Citi pētījumi par kvarca smiltīm fotoelektriskajam stiklam
Lai samazinātu skābes daudzumu, samazinātu notekūdeņu attīrīšanas grūtības un būtu videi draudzīgi, Peng Shou [5] et al.atklāja metodi 10 ppm zema dzelzs satura kvarca smilšu sagatavošanai, izmantojot nekodināšanas procesu: kā izejvielu izmanto dabisko dzīslu kvarcu un trīspakāpju smalcināšanu. Pirmajā slīpēšanas posmā un otrās pakāpes klasifikācijā var iegūt 0,1–0,7 mm smiltis. ;smiltis tiek atdalītas ar pirmo magnētiskās atdalīšanas posmu un otro mehāniskās dzelzs un dzelzi saturošo minerālu spēcīgas magnētiskās atdalīšanas posmu, lai iegūtu magnētiskās atdalīšanas smiltis;smilšu magnētiskā atdalīšana tiek iegūta ar otrās pakāpes flotāciju Fe2O3 saturs ir mazāks par 10ppm zema dzelzs satura kvarca smiltīm, flotācija izmanto H2SO4 kā regulatoru, regulē pH=2~3, izmanto nātrija oleātu un kokosriekstu eļļas bāzes propilēndiamīnu kā savācējus .Sagatavotās kvarca smiltis SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm atbilst optiskajam stiklam, fotoelektriskajam displeja stiklam un kvarca stiklam nepieciešamo silīcija izejvielu prasībām.
No otras puses, izsīkstot augstas kvalitātes kvarca resursiem, visaptveroša zemas klases resursu izmantošana ir piesaistījusi plašu uzmanību.Xie Enjun no Ķīnas Building Materials Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. izmantoja kaolīna atliekas, lai sagatavotu zema dzelzs satura kvarca smiltis fotoelektriskajam stiklam.Fujian kaolīna atlikumu galvenais minerālu sastāvs ir kvarcs, kas satur nelielu daudzumu piemaisījumu minerālu, piemēram, kaolinītu, vizlu un laukšpatu.Pēc tam, kad kaolīna atliekas ir apstrādātas ar bagātināšanas procesu “slīpēšana-hidrauliskā klasifikācija-magnētiskā atdalīšana-flotācija”, daļiņu izmērs 0,6–0,125 mm ir lielāks par 95%, SiO2 ir 99,62%, Al2O3 ir 0,065%, Fe2O3 ir 92×10-6 smalkas kvarca smiltis atbilst fotoelektriskajam stiklam paredzēto zemdzelzs kvarca smilšu kvalitātes prasībām.
Shao Weihua un citi no Ķīnas Ģeoloģijas zinātņu akadēmijas Džendžou Minerālu resursu visaptverošas izmantošanas institūta publicēja izgudrojuma patentu: metodi augstas tīrības pakāpes kvarca smilšu sagatavošanai no kaolīna atkritumiem.Metodes soļi: a.Kaolīna atliekas izmanto kā neapstrādātu rūdu, kuru pēc maisīšanas izsijā un berzē, lai iegūtu +0,6 mm materiālu;b.+0,6 mm materiāls ir slīpēts un klasificēts, un 0,4 mm 0,1 mm minerālmateriāls tiek pakļauts magnētiskās atdalīšanas darbībai. Lai iegūtu magnētiskus un nemagnētiskus materiālus, nemagnētiskie materiāli tiek ievadīti gravitācijas atdalīšanas operācijā, lai iegūtu gravitācijas atdalīšanas vieglos minerālus un gravitācijas separācijas smagie minerāli un gravitācijas separācijas vieglie minerāli tiek ievadīti atkārtotas slīpēšanas operācijā, lai sijātu, lai iegūtu +0,1 mm minerālus;c.+0.1mm Minerāls nonāk flotācijas operācijā, lai iegūtu flotācijas koncentrātu.Flotācijas koncentrāta augšējais ūdens tiek noņemts un pēc tam kodināts ar ultraskaņu un pēc tam izsijāts, lai iegūtu +0,1 mm rupju materiālu kā augstas tīrības kvarca smiltis.Izgudrojuma metode var ne tikai iegūt augstas kvalitātes kvarca koncentrāta produktus, bet arī tai ir īss apstrādes laiks, vienkārša procesa plūsma, zems enerģijas patēriņš un iegūtā kvarca koncentrāta augsta kvalitāte, kas var atbilst augstas tīrības kvalitātes prasībām. kvarca.
Kaolīna atliekas satur lielu daudzumu kvarca resursu.Izmantojot bagātināšanu, attīrīšanu un dziļu apstrādi, tas var atbilst fotoelektrisko īpaši baltā stikla izejvielu izmantošanas prasībām.Tas arī sniedz jaunu ideju par visaptverošu kaolīna atkritumu resursu izmantošanu.
3. Zema dzelzs satura kvarca smilšu tirgus pārskats fotoelektriskajam stiklam
No vienas puses, 2020. gada otrajā pusē paplašināšanās ierobežotā ražošanas jauda nevar tikt galā ar sprādzienbīstamo pieprasījumu augsta labklājības apstākļos.Fotoelektriskā stikla piedāvājums un pieprasījums ir nelīdzsvarots, un cena strauji pieaug.Daudzu fotoelektrisko moduļu uzņēmumu kopīgā uzaicinājuma ietvaros 2020. gada decembrī Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrija izdeva dokumentu, kurā paskaidrots, ka fotoelementu velmēta stikla projektā var netikt formulēts jaudas nomaiņas plāns.Jaunās politikas ietekmē no 2021. gada tiks paplašināts fotoelektriskā stikla ražošanas pieauguma temps. Saskaņā ar publisko informāciju, velmētā fotoelektriskā stikla jauda ar skaidru ražošanas plānu 21./22. sasniegs 22250/26590t/d, ar gada pieauguma temps 68,4/48,6%.Politikas un pieprasījuma puses garantiju gadījumā ir paredzams, ka fotoelementu smiltis izraisīs strauju izaugsmi.
2015-2022 fotoelementu stikla rūpniecības ražošanas jauda
No otras puses, ievērojams fotoelektriskā stikla ražošanas jaudas pieaugums var izraisīt zema dzelzs satura silīcija dioksīda smilšu piegādes pārsniegšanu, kas savukārt ierobežo faktisko fotoelektriskā stikla ražošanas jaudas ražošanu.Saskaņā ar statistiku kopš 2014. gada manas valsts iekšzemes kvarca smilšu ražošanas apjoms kopumā ir bijis nedaudz zemāks par iekšzemes pieprasījumu, un piedāvājums un pieprasījums ir saglabājuši ciešu līdzsvaru.
Tajā pašā laikā manas valsts iekšzemes zema dzelzs satura kvarca izvietošanas resursi ir ierobežoti, tie ir koncentrēti Hejuaņā Guandunas štatā, Beihai Guangsji, Fenjanā no Anhui un Donghai no Dzjansu, un liels daudzums no tiem ir jāimportē.
Īpaši baltas kvarca smiltis ar zemu dzelzs saturu ir viena no svarīgākajām izejvielām (kas veido aptuveni 25% no izejvielu izmaksām) pēdējos gados.Arī cena ir augusi.Agrāk tas ilgu laiku ir bijis aptuveni 200 juaņas par tonnu.Pēc 1. ceturkšņa epidēmijas uzliesmojuma 20 gadu laikā tas ir nokrities no augsta līmeņa, un šobrīd tas saglabā stabilu darbību.
2020. gadā manas valsts kopējais pieprasījums pēc kvarca smiltīm būs 90,93 miljoni tonnu, produkcija būs 87,65 miljoni tonnu, bet neto imports būs 3,278 miljoni tonnu.Publiskā informācija liecina, ka kvarca akmens daudzums 100kg izkausēta stikla ir aptuveni 72,2kg.Saskaņā ar pašreizējo paplašināšanas plānu fotoelektriskā stikla jaudas pieaugums 2021./2022.gadā var sasniegt 3,23/24500t/d, pēc gada ražošanas Rēķinot 360 dienu periodā, kopējā produkcija atbildīs no jauna pieaugušajam pieprasījumam pēc zemas. -dzelzs kvarca smiltis 836/635 miljoni tonnu gadā, tas ir, jaunais pieprasījums pēc zema dzelzs satura silīcija dioksīda smiltīm, ko radīs fotoelektriskais stikls 2021./2022.gadā, 2020.gadā veidos 9,2%/7,0% no kopējā kvarca smilšu apjoma. .Ņemot vērā, ka zema dzelzs satura silīcija dioksīda smiltis veido tikai daļu no kopējā silīcija dioksīda smilšu pieprasījuma, piedāvājuma un pieprasījuma spiediens uz zemu dzelzs saturu silīcija dioksīda smiltīm, ko izraisa liela mēroga investīcijas fotoelektriskā stikla ražošanas jaudā, var būt daudz lielāks nekā spiediens uz kopējā kvarca smilšu rūpniecība.
— Raksts no Powder Network
Izlikšanas laiks: 2021. gada 11. decembris