中國粉體網(wǎng)訊  “十四五”期間，根據(jù)國家“碳達(dá)峰、碳中和”的戰(zhàn)略規(guī)劃，光伏行業(yè)將引來爆發(fā)式的增長，其基礎(chǔ)材料光伏超白玻璃所用的低鐵石英砂需求量預(yù)計(jì)將以每年30%以上的速度飛速增長。

超白光伏玻璃

來源：福萊特集團(tuán)官網(wǎng)

超白玻璃中的鐵含量在0.015%以下，而用于清潔能源光熱發(fā)電的光伏玻璃等方面的高品質(zhì)超白玻璃需要更高的透過率，對(duì)鐵含量的要求更低，這就對(duì)玻璃的原料提出了更高的要求。在超白玻璃的配合料中，石英砂一般占重量比的60%以上，是影響玻璃鐵含量大小的主要因素，且石英砂的熔解溫度較高，決定了玻璃的熔制形成速度。因此在石英砂生產(chǎn)過程中提高石英砂的品味，降低鐵元素的含量顯得非常重要。

石英砂中鐵雜質(zhì)的存在形式

在石英砂礦中，雜質(zhì)的存在嚴(yán)重影響了原砂的應(yīng)用，在原砂中存在的鐵雜質(zhì)通常以下述幾種狀態(tài)存在：在高嶺土化的長石中以細(xì)小顆粒的狀態(tài)存在；以氫氧化鐵薄膜的形式緊密的覆蓋于石英砂顆粒的表面上；混雜于石英礦物中的重礦物和別的雜質(zhì)礦物的顆粒中，如赤鐵礦（Fe₂O₃）、針鐵礦（Fe₂O₃·H₂O），褐鐵礦（2Fe₂O₃·3H₂O）等；在石英顆粒內(nèi)部以固溶體態(tài)、透鏡態(tài)和浸染態(tài)的形式存在；原砂中普遍存有流體包裹體，按其成因可分3類：包裹體占據(jù)主礦物結(jié)晶構(gòu)造位置上，均勻分布于晶體中的原生包裹體；包裹體外端終止于晶體內(nèi)的一個(gè)生長面，并存在著明顯的排列面的假次生包裹體；沿裂隙分布，且?guī)捉M包裹體可以相交，形狀較復(fù)雜的次生包裹體。

石英砂的除鐵方法

低鐵砂

來源：達(dá)拉特旗中天石英砂有限公司官網(wǎng)

機(jī)械擦洗除鐵

機(jī)械擦洗是借助外力和砂礫間的摩擦碰撞，來除去石英砂表面的鐵質(zhì)薄膜及吸附在石英砂表面的含鐵礦物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)除鐵的目的。

機(jī)械擦洗工藝包括棒磨擦洗和傳統(tǒng)機(jī)械擦洗兩類。對(duì)于機(jī)械擦洗，一般認(rèn)為影響擦洗效果的因素主要是來自擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時(shí)間和擦洗濃度。機(jī)械擦洗的效率隨礦漿濃度的增加而提高，原因是增加礦漿濃度可以使顆粒之間的碰撞幾率增加。影響棒磨擦洗的因素有棒長短配比、棒的數(shù)量、礦漿的濃度和時(shí)間等。在棒磨擦洗時(shí)，由于棒與石英砂顆粒的相互摩擦作用，可使石英砂的粒度進(jìn)一步變小，這樣石英砂顆粒中的雜質(zhì)也就暴露的更多，方便進(jìn)一步的提純。另外，對(duì)于不同的石英砂，在棒磨擦洗時(shí)，加入一定的表面活性劑，使石英砂表面的電斥力增大，從而使石英與雜質(zhì)礦物更好地分離。

磁選除鐵

石英砂中的主要礦物石英是反磁性物質(zhì)，在磁場中不能被磁化。而石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物：赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等，大部分都是磁性物質(zhì)，在磁場中可以被磁化。磁選工藝就是利用這一性質(zhì)的差異，將石英砂中的可磁化礦物與非磁性礦物分離，進(jìn)而達(dá)到除去鐵質(zhì)的目的。一般情況下，隨著磁選次數(shù)的增加，礦石中的鐵含量會(huì)減少，但只有在一定的磁場強(qiáng)度下，才能去除其中大部分鐵質(zhì)。另外，除鐵效果與石英砂粒度也有一定的關(guān)系，石英砂的顆粒越小，磁選的除鐵效果越好。

磁選分為濕選和干選，濕選時(shí)粉塵少，有利于工人工作，但是磁選機(jī)耗電量大、介質(zhì)易磨損、生產(chǎn)用水量大、運(yùn)行和維修成本高等缺點(diǎn)；干選工藝操作方便，運(yùn)行和維護(hù)成本比濕選低，是目前常用的磁選方法，不足之處一是在使用時(shí)，易造成粉塵飛揚(yáng)，影響環(huán)境清潔，不利于工人正常工作，降低工作效率；二是加工設(shè)備易于帶來二次鐵污染。

浮選除鐵

浮選是通過加入表面活性劑來改變不同礦物顆粒表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，使它們的差異擴(kuò)大，從而在溶液中把不同的雜質(zhì)浮選上來。浮選法主要用以清除石英砂中的長石、云母和次生鐵以及各種非磁性伴生雜質(zhì)為主。

浮選法可分為三種：第一種是有氟有酸法，這種方法因其浮選效果好、容易控制、指標(biāo)穩(wěn)定而被廣泛采用，但氟離子對(duì)土地具有侵蝕作用，對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境破壞很大；第二種是無氟有酸法，這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是避免使用對(duì)環(huán)境有破壞性的氟離子，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，但強(qiáng)酸提高了浮選設(shè)備的腐蝕和損耗；第三種是無氟無酸法，在自然pH條件下，通過對(duì)陰陽離子捕收劑的合理調(diào)配，創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的高濃度礦漿浮選環(huán)境，達(dá)到優(yōu)先浮選雜質(zhì)礦物的目的，但由于這種方法對(duì)原砂處理及礦漿環(huán)境有較嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)上不容易控制，目前未能得到廣泛應(yīng)用。

超聲波除鐵

超聲波除鐵工藝是利用超聲波在水中發(fā)生空化過程中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波使得石英砂顆粒表面的含鐵雜質(zhì)脫離進(jìn)入溶液，達(dá)到除鐵的目的。超聲波除鐵可以有效去除石英砂顆粒表面的次生鐵質(zhì)薄膜，但其工藝方法比較昂貴，多用于高附加值、精密硅產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

酸浸除鐵

酸浸除鐵主要是利用石英不溶于酸（氫氟酸除外），其它雜質(zhì)礦物能被酸溶解的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)從石英砂中除去含鐵礦物的目的。酸浸法不僅能將鐵質(zhì)從石英砂中去除，同時(shí)對(duì)非金屬雜質(zhì)礦物也有較好的效果。

目前，酸浸法主要包括單酸浸法和混合酸浸法兩種。單酸浸法主要針對(duì)雜質(zhì)比較單一的石英砂�；旌纤峤�法是將不同的酸混合在一起，協(xié)同去除石英砂中的各類雜質(zhì)，去除效率更高，產(chǎn)品純度也較好。酸浸法常用的酸類包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等，亦有采用對(duì)環(huán)境危害較小的草酸進(jìn)行除鐵。影響酸處理效果的主要因素包括石英砂粒度、酸的濃度、溫度、時(shí)間以及各類酸的混合比例、投放時(shí)間等。

微生物除鐵

微生物除鐵法是利用其分解的有機(jī)酸（檸檬酸、草酸、葡萄糖酸）和代謝產(chǎn)物與鐵雜質(zhì)發(fā)生絡(luò)合作用，從而使其除去。這類微生物主要有青霉菌、黑曲霉菌、多粘芽孢桿菌、假單胞菌梨形毛菌、乳酸小球菌、環(huán)狀芽孢桿菌等。微生物浸出由于其需要很高的要求，如微生物的培養(yǎng)、營養(yǎng)物質(zhì)的選擇和溫度的控制都有嚴(yán)格要求，其工藝的復(fù)雜程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的提純工藝。

參考來源：

張大朋等.石英砂除鐵方法

胡宏坤等.石英砂除鐵方法簡述——以鳳陽縣石英砂礦企為例

謝兵等.超白玻璃用石英原料深加工技術(shù)進(jìn)展

謝恩俊等.高嶺土尾礦制備光伏玻璃用低鐵石英砂的提純?cè)囼?yàn)研究

司敏杰.超白玻璃用低鐵石英砂的研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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