У перыяд «14-й пяцігодкі», у адпаведнасці са стратэгічным планам краіны «пік вугляроду і нейтральны вуглярод», фотаэлектрычная прамысловасць прывядзе да выбуховага развіцця.Ўспышка фотаэлектрычнай прамысловасці «стварыла багацце» для ўсёй прамысловай ланцугу.У гэтым асляпляльным ланцужку фотаэлектрычнае шкло з'яўляецца незаменным звяном.Сёння, выступаючы за энергазберажэнне і ахову навакольнага асяроддзя, попыт на фотаэлектрычнае шкло расце з кожным днём, і існуе дысбаланс паміж попытам і прапановай.У той жа час таксама падаражэў кварцавы пясок з нізкім утрыманнем жалеза і ультрабелы, важны матэрыял для фотаэлектрычнага шкла, і цана ўзрасла, а пастаўкі дэфіцытныя.Эксперты галіны прагназуюць, што кварцавы пясок з нізкім утрыманнем жалеза будзе мець доўгатэрміновы прырост больш чым на 15% больш за 10 гадоў.Пад моцным ветрам фотаэлектрычных, вытворчасць кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза прыцягнула вялікую ўвагу.
1. Кварцавы пясок для фотаэлектрычнага шкла
Фотаэлектрычнае шкло звычайна выкарыстоўваецца ў якасці інкапсуляцыйнай панэлі фотаэлектрычных модуляў і знаходзіцца ў непасрэдным кантакце са знешнім асяроддзем.Яго ўстойлівасць да надвор'я, трываласць, святлопранікальнасць і іншыя паказчыкі гуляюць цэнтральную ролю ў тэрміне службы фотаэлектрычных модуляў і доўгатэрміновай эфектыўнасці вытворчасці электраэнергіі.Іёны жалеза ў кварцавым пяску лёгка фарбаваць, і для таго, каб забяспечыць высокую сонечную прапускальнасць арыгінальнага шкла, утрыманне жалеза ў фотаэлектрычным шкле ніжэй, чым у звычайным шкле, а ў кварцавым пяску з нізкім утрыманнем жалеза з высокай чысцінёй крэмнія. і павінна быць выкарыстана нізкае ўтрыманне прымешак.
У цяперашні час у нашай краіне мала якасных кварцавых пяскоў з нізкім утрыманнем жалеза, якія лёгка здабываць, і яны ў асноўным распаўсюджваюцца ў Хэйюані, Гуансі, Фэньяне, Аньхой, Хайнані і іншых месцах.У будучыні, з ростам вытворчай магутнасці ультрабелага рэльефнага шкла для сонечных элементаў, якасны кварцавы пясок з абмежаванай плошчай вытворчасці стане адносна дэфіцытным рэсурсам.Пастаўка якаснага і стабільнага кварцавага пяску ў будучыні абмяжуе канкурэнтаздольнасць кампаній па вытворчасці фотаэлектрычнага шкла.Такім чынам, як эфектыўна знізіць утрыманне жалеза, алюмінія, тытана і іншых прымесных элементаў у кварцавым пяску і падрыхтаваць кварцавы пясок высокай чысціні з'яўляецца актуальнай тэмай даследаванняў.
2. Вытворчасць кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза для фотаэлектрычнага шкла
2.1 Ачыстка кварцавага пяску для фотаэлектрычнага шкла
У цяперашні час традыцыйныя працэсы ачысткі кварца, якія спела прымяняюцца ў прамысловасці, уключаюць сартаванне, ачыстку, гашэнне абпалу вадой, драбненне, прасейванне, магнітную сепарацыю, гравітацыйнае аддзяленне, флотацию, кіслотнае вылугаванне, мікробнае вылугаванне, высокатэмпературную дэгазацыю і г.д., Працэсы глыбокай ачысткі ўключаюць хлараваны абпал, сартаванне апрамененым колерам, звышправоднае магнітнае сартаванне, высокатэмпературны вакуум і гэтак далей.Агульны працэс узбагачэння хатняй ачысткі кварцавага пяску таксама быў распрацаваны ад ранняга «драбнення, магнітнага падзелу, прамывання» да «аддзялення → грубага драбнення → абпалу → загартоўкі ў вадзе → шліфавання → магнітнай сепарацыі → флотации → кіслаты. Камбінаваны працэс узбагачэння апусканне→мыццё→сушка ў спалучэнні з мікрахвалевай печчу, ультрагукам і іншымі сродкамі для папярэдняй ачысткі або дапаможнай ачысткі, значна паляпшае эфект ачысткі.У сувязі з нізкім утрыманнем жалеза ў фотаэлектрычным шкле, у асноўным укараняюцца даследаванні і распрацоўкі метадаў выдалення кварцавага пяску.
Як правіла, жалеза існуе ў наступных шасці распаўсюджаных формах у кварцавай рудзе:
① Існуюць у выглядзе дробных часціц у гліне або каалінізаваным палявым шпаце
② Прымацаваны да паверхні часціц кварца ў выглядзе плёнкі аксіду жалеза
③ Мінералы жалеза, такія як гематыт, магнетыт, спекулярыт, кініт і інш. або жалезазмяшчальныя мінералы, такія як лушчака, амфібол, гранат і інш.
④Ён знаходзіцца ў стане апускання або лінзы ўнутры часціц кварца
⑤ Існаваць у стане цвёрдага раствора ўнутры крышталя кварца
⑥ Пэўная колькасць другаснага жалеза будзе змешвацца ў працэсе драбнення і драбнення
Каб эфектыўна аддзяліць железосодержащие мінералы ад кварца, неабходна спачатку высветліць стан прысутнасці прымешак жалеза ў кварцавай рудзе і выбраць разумны метад узбагачэння і працэс падзелу для дасягнення выдалення прымешак жалеза.
(1) Працэс магнітнага падзелу
Працэс магнітнага падзелу дазваляе ў найбольшай ступені выдаліць слабыя магнітныя прымешкі, такія як гематыт, ліманіт і біятыт, уключаючы злучаныя часціцы.У адпаведнасці з магнітнай сілай, магнітнае падзел можна падзяліць на моцнае магнітнае падзел і слабое магнітнае падзел.Моцнае магнітнае падзел звычайна прымае мокры моцны магнітны сепаратар або магнітны сепаратар з высокім градыентам.
Наогул кажучы, кварцавы пясок, які змяшчае ў асноўным слабыя магнітныя прымешкі мінералаў, такіх як ліманіт, гематыт, біятыт і г.д., можа быць выбраны з дапамогай моцнай магнітнай машыны вільготнага тыпу пры значэнні вышэй 8,0 × 105 А/м;Для моцных магнітных мінералаў, дзе пераважае жалезная руда, лепш выкарыстоўваць слабую магнітную машыну або сярэднюю магнітную машыну для сепарацыі.[2] У наш час з ужываннем магнітных сепаратараў з высокім градыентам і моцным магнітным полем магнітнае падзел і ачыстка былі значна палепшаныя ў параўнанні з мінулым.Напрыклад, выкарыстанне моцнага магнітнага сепаратара ролікавага тыпу электрамагнітнай індукцыі для выдалення жалеза пры напружанасці магнітнага поля 2,2 Т можа знізіць утрыманне Fe2O3 з 0,002% да 0,0002%.
(2) Працэс флотации
Флотацыя - гэта працэс аддзялення мінеральных часціц праз розныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці на паверхні мінеральных часціц.Асноўная функцыя - выдаленне роднасных мінеральных лушчак і палявога шпата з кварцавага пяску.Для флотационного падзелу железосодержащих мінералаў і кварца высвятленне формы ўваходжання прымешак жалеза і формы размеркавання кожнага памеру часціц з'яўляецца ключом да выбару правільнага працэсу падзелу для выдалення жалеза.Большасць жалезазмяшчальных мінералаў маюць нулявую электрычную кропку вышэй за 5, якая станоўча зараджана ў кіслай асяроддзі, і тэарэтычна прыдатная для выкарыстання аніённых калектараў.
Тоўстая кіслата (мыла), гідракарбілсульфонат або сульфат могуць быць выкарыстаны ў якасці аніённага калектара для флотации аксід жалеза.Пірыт можа быць флотацией пірыту з кварца ў асяроддзі травлення з класічным флотоагентом для изобутилксантогената плюс бутыламін чорны парашок (4:1).Дазавання складае каля 200 ppmw.
Флотацыя ільменіту звычайна выкарыстоўвае олеат натрыю (0,21 моль/л) у якасці флотационного агента для рэгулявання рн да 4~10.Хімічная рэакцыя адбываецца паміж іёнамі олеата і часціцамі жалеза на паверхні ільменіту для атрымання олеата жалеза, які хімічна адсарбуецца. Іёны олеата захоўваюць ільменіт з лепшай плавучасцю.Распрацаваныя ў апошнія гады калектары фосфонавых кіслот на аснове вуглевадародаў валодаюць добрай селектыўнасцю і прадукцыйнасцю збору ільменіту.
(3) Працэс кіслотнага вылугавання
Асноўная мэта працэсу кіслотнага вылугавання - выдаленне растваральных мінералаў жалеза ў кіслотным растворы.Фактары, якія ўплываюць на эфект ачысткі кіслотнага вылугавання, уключаюць памер часціц кварцавага пяску, тэмпературу, час, тып кіслаты, канцэнтрацыю кіслаты, суадносіны цвёрдага і вадкасці і г.д., а таксама павышэнне тэмпературы і раствора кіслаты.Канцэнтрацыя і памяншэнне радыусу часціц кварца можа павялічыць хуткасць вымывання і хуткасць вылугавання Al.Эфект ачысткі адной кіслаты абмежаваны, а змешаная кіслата аказвае сінэргетычны эфект, што можа значна павялічыць хуткасць выдалення прымешак, такіх як Fe і K. Распаўсюджанымі неарганічнымі кіслотамі з'яўляюцца HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4 , H2C2O4, як правіла, два ці больш з іх змешваюцца і выкарыстоўваюцца ў пэўнай прапорцыі.
Щаўлевая кіслата з'яўляецца звычайна выкарыстоўванай арганічнай кіслатой для кіслотнага вымывання.Ён можа ўтвараць адносна ўстойлівы комплекс з растворанымі іёнамі металу, і прымешкі лёгка вымываюцца.Ён мае перавагі ў нізкай дазоўцы і высокай хуткасці выдалення жалеза.Некаторыя людзі выкарыстоўваюць ультрагук для ачышчэння шчаўевай кіслаты і выявілі, што ў параўнанні са звычайным перамешваннем і ультрагукам у рэзервуары ультрагук з зондам мае самую высокую хуткасць выдалення Fe, колькасць шчаўевай кіслаты менш за 4 г/л, а хуткасць выдалення жалеза дасягае 75,4%.
Наяўнасць разведзенай кіслаты і плавиковой кіслаты можа эфектыўна выдаліць металічныя прымешкі, такія як Fe, Al, Mg, але колькасць плавиковой кіслаты павінна кантралявацца, таму што плавиковая кіслата можа раз'ядаць часціцы кварца.На якасць працэсу ачысткі ўплывае і выкарыстанне розных відаў кіслот.Сярод іх змешаная кіслата HCl і HF мае лепшы эфект апрацоўкі.Некаторыя людзі выкарыстоўваюць HCl і HF змешанае вылугавае агент для ачысткі кварцавага пяску пасля магнітнага падзелу.Шляхам хімічнага вылугавання агульная колькасць прымесных элементаў складае 40,71 мкг/г, а чысціня SiO2 дасягае 99,993 мас.%.
(4) Мікробнае вымыванне
Мікраарганізмы выкарыстоўваюцца для вымывання тонкаплёнкавага жалеза або насычэння жалеза на паверхні часціц кварцавага пяску, што з'яўляецца нядаўна распрацаванай методыкай выдалення жалеза.Замежныя даследаванні паказалі, што пры выкарыстанні Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus і іншых мікраарганізмаў для вымывання жалеза на паверхні кварцавай плёнкі дасягнуты добрыя вынікі, з якіх эфект вымывання жалеза Aspergillus niger аптымальны.Хуткасць выдалення Fe2O3 у асноўным перавышае 75%, а якасць канцэнтрату Fe2O3 складае ўсяго 0,007%.І было выяўлена, што эфект вымывання жалеза з папярэднім вырошчваннем большасці бактэрый і цвілі быў бы лепшым.
2.2 Іншы прагрэс даследаванняў кварцавага пяску для фотаэлектрычнага шкла
Для таго, каб паменшыць колькасць кіслаты, паменшыць складанасць ачысткі сцёкавых вод і быць экалагічна чыстым, Peng Shou [5] і соавт.раскрыў метад атрымання 10 частак на мільён кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза метадам без травлення: натуральны жылкавы кварц выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны, і трохступеннае драбненне, першая стадыя драбнення і другая стадыя могуць атрымаць зярністасць 0,1 ~ 0,7 мм. ;пясок падзелены першай стадыяй магнітнай сепарацыі і другой стадыяй моцнага магнітнага выдалення механічнага жалеза і жалезазмяшчальных мінералаў для атрымання пяску магнітнай сепарацыі;магнітнае аддзяленне пяску атрымліваецца шляхам другой стадыі флотации. Утрыманне Fe2O3 ніжэй за 10 частак на мільён кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза, флотация выкарыстоўвае H2SO4 ў якасці рэгулятара, рэгулюе pH=2~3, выкарыстоўвае олеат натрыю і пропілендыямін на аснове какосавага алею ў якасці калектараў .Падрыхтаваны кварцавы пясок SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm, адказвае патрабаванням крамянёвай сыравіны, неабходнай для аптычнага шкла, шкла фотаэлектрычнага дысплея і кварцавага шкла.
З іншага боку, з вычарпаннем высакаякасных рэсурсаў кварца ўсебаковае выкарыстанне рэсурсаў нізкага ўзроўню прыцягнула шырокую ўвагу.Се Эньцзюнь з Кітая Будаўнічыя матэрыялы Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. выкарыстоўвала каалінавыя хвасты для падрыхтоўкі кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза для фотаэлектрычнага шкла.Асноўны мінеральны склад каалінавых хвастоў Фуцзянь — кварц, які змяшчае невялікую колькасць прымесных мінералаў, такіх як каалініт, слюда і палявы шпат.Пасля таго, як каалінавыя хвасты апрацоўваюцца працэсам узбагачэння «шліфоўка-гідраўлічная класіфікацыя-магнітная сепарацыя-флотацыя», утрыманне часціц памерам 0,6 ~ 0,125 мм складае больш за 95%, SiO2 складае 99,62%, Al2O3 - 0,065%, Fe2O3 - гэта 92×10-6 дробны кварцавы пясок адпавядае патрабаванням да якасці кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза для фотаэлектрычнага шкла.
Шао Вэйхуа і іншыя з Інстытута комплекснага выкарыстання мінеральных рэсурсаў Чжэнчжоу, Кітайская акадэмія геалагічных навук, апублікавалі патэнт на вынаходніцтва: метад атрымання кварцавага пяску высокай чысціні з каалінавых хвастоў.Крокі метаду: а.Хвасты кааліну выкарыстоўваюцца ў якасці сырой руды, якую прасейваюць пасля перамешвання і ачысткі для атрымання матэрыялу +0,6 мм;б.+0,6 мм матэрыял здрабняецца і класіфікуецца, а мінеральны матэрыял 0.4 мм 0.1 мм падвяргаецца аперацыі магнітнага падзелу, каб атрымаць магнітныя і немагнітныя матэрыялы, немагнітныя матэрыялы ўваходзяць у аперацыю гравітацыйнага падзелу, каб атрымаць лёгкія мінералы падзелу і цяжкія мінералы гравітацыйнага падзелу і лёгкія мінералы гравітацыйнага падзелу ўваходзяць у аперацыю паўторнага драбнення для прасейвання для атрымання мінералаў +0,1 мм;c.+0,1 мм Мінерал паступае на аперацыю флотации для атрымання флотационного канцэнтрату.Верхняя вада флотационного канцэнтрату выдаляецца, а затым ультрагукавой травінай, а затым прасейваецца, каб атрымаць +0,1 мм буйны матэрыял у выглядзе кварцавага пяску высокай чысціні.Спосаб вынаходкі дазваляе не толькі атрымаць высакаякасныя прадукты кварцавага канцэнтрату, але таксама мае кароткі час апрацоўкі, просты тэхналагічны працэс, нізкае спажыванне энергіі і высокую якасць атрыманага кварцавага канцэнтрату, які можа адпавядаць патрабаванням да якасці высокай чысціні. кварц.
Каалінавыя хвасты ўтрымліваюць вялікую колькасць рэсурсаў кварца.Дзякуючы ўзбагачэнню, ачыстцы і глыбокай апрацоўцы, ён можа задаволіць патрабаванні да выкарыстання фотаэлектрычных ультра-белага шклянога сыравіны.Гэта таксама дае новую ідэю для комплекснага выкарыстання рэсурсаў каалінавых хвастоў.
3. Агляд рынку кварцавага пяску з нізкім утрыманнем жалеза для фотаэлектрычнага шкла
З аднаго боку, у другім паўгоддзі 2020 года вытворчыя магутнасці з абмежаванымі магчымасцямі не справяцца з выбуховым попытам ва ўмовах высокага дабрабыту.Попыт і прапанова на фотаэлектрычнае шкло не збалансаваны, а цана расце.У снежні 2020 года па сумесным закліку многіх кампаній па вытворчасці фотаэлектрычных модуляў Міністэрства прамысловасці і інфармацыйных тэхналогій апублікавала дакумент, у якім удакладнялася, што ў праекце фотаэлектрычнага пракату не можа быць сфармуляваны план замены магутнасці.Пад уздзеяннем новай палітыкі тэмпы росту вытворчасці фотаэлектрычнага шкла будуць пашыраны з 2021 года. Паводле публічнай інфармацыі, магутнасць пракатнага фотаэлектрычнага шкла з выразным планам вытворчасці на 21/22 дасягне 22250/26590 т/сут. гадавы тэмп росту 68,4/48,6%.У выпадку гарантый палітыкі і попыту, фотаэлектрычны пясок, як чакаецца, прывядзе да выбуховага росту.
Вытворчыя магутнасці фотаэлектрычнай шкляной прамысловасці 2015-2022 гг
З іншага боку, значнае павелічэнне вытворчай магутнасці фотаэлектрычнага шкла можа прывесці да таго, што пастаўкі крэмнезёму з нізкім утрыманнем жалеза могуць перавысіць прапанову, што, у сваю чаргу, абмяжоўвае фактычную вытворчасць фотаэлектрычнага шкла.Паводле статыстыкі, з 2014 года ўнутраная вытворчасць кварцавага пяску ў маёй краіне ў цэлым была крыху ніжэйшая за ўнутраны попыт, а попыт і прапанова падтрымлівалі жорсткі баланс.
У той жа час унутраныя рэсурсы кварца з нізкім утрыманнем жалеза ў маёй краіне дэфіцытныя, яны сканцэнтраваны ў Хэйюань (Гуандун), Бэйхай (Гуансі), Фэнъян (Аньхой) і Дунхай (Цзянсу), і вялікая іх колькасць неабходна імпартаваць.
Ультрабелы кварцавы пясок з нізкім утрыманнем жалеза з'яўляецца адной з важных сыравінных матэрыялаў (на яго долю прыпадае каля 25% кошту сыравіны) у апошнія гады.Цана таксама расла.У мінулым яна была каля 200 юаняў за тону на працягу доўгага часу.Пасля ўспышкі эпідэміі 1-га квартала за 20 гадоў яна ўпала з высокага ўзроўню, і ў цяперашні час захоўвае стабільную працу.
У 2020 годзе агульны попыт маёй краіны на кварцавы пясок складзе 90,93 мільёна тон, вытворчасць складзе 87,65 мільёна тон, чысты імпарт — 3,278 мільёна тон.Паводле публічнай інфармацыі, колькасць кварцавага каменя ў 100 кг расплаўленага шкла складае каля 72,2 кг.Згодна з бягучым планам пашырэння, павелічэнне магутнасці фотаэлектрычнага шкла ў 2021/2022 гадах можа дасягнуць 3,23/24500 т/сут, згодна з гадавым аб'ёмам вытворчасці, разлічаным за 360-дзённы перыяд, агульны аб'ём вытворчасці будзе адпавядаць нядаўна павялічанаму попыту на нізкія - жалезны кварцавы пясок 836/635 мільёнаў тон/год, гэта значыць новы попыт на кварцавы пясок з нізкім утрыманнем жалеза, які прыносіцца фотаэлектрычным шклом у 2021/2022 гадах, будзе складаць агульны кварцавы пясок у 2020 годзе 9,2%/7,0% ад попыту .Улічваючы, што крэмній пясок з нізкім утрыманнем жалеза складае толькі частку агульнага попыту на сілікатны пясок, ціск попыту і прапановы на кремнеземный пясок з нізкім утрыманнем жалеза, выкліканы буйнамаштабнымі інвестыцыямі ў магутнасці вытворчасці фотаэлектрычнага шкла, можа быць значна вышэй, чым ціск на агульная прамысловасць кварцавага пяску.
—Артыкул з Powder Network
Час публікацыі: 11 снежня 2021 г