中國粉體網(wǎng)訊 光伏玻璃，是太陽能電池組件的組成部分之一，隨著國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展和政策支持，中國光伏玻璃行業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)量不斷攀升，同時也對光伏玻璃的質(zhì)量提出了更高的要求。如今應(yīng)用最廣的光伏玻璃是晶硅組件使用的超白壓花玻璃，也是光伏玻璃最主流的產(chǎn)品。
光伏玻璃對石英砂的質(zhì)量要求
目前，太陽能用玻璃國家標(biāo)準(zhǔn)為《GB/T 30984.1-2015》，其中規(guī)定，超白壓花玻璃Fe2O3含量應(yīng)不高于0.015%。
當(dāng)前光伏玻璃用低鐵石英砂質(zhì)量要求的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質(zhì)原料》，各個企業(yè)在執(zhí)行過程中有偏差。石英砂形成過程中伴隨著大量的雜質(zhì)礦物，無法直接找到未經(jīng)處理就可以滿足光伏玻璃生產(chǎn)用的低鐵石英砂，加工后才能用于光伏玻璃的配料。光伏玻璃對石英砂的質(zhì)量要求主要體現(xiàn)在四方面：鐵含量、鈦含量、粒度、難熔重礦物。
鐵含量：光伏玻璃用石英砂和普通玻璃用石英砂的明顯區(qū)別就在于鐵含量的多少；光伏玻璃中要求石英砂的含鐵量不超過100ppm。
鈦含量：石英砂中的含鈦氧化物會使玻璃著色，降低玻璃的透光性率和透明性。光伏玻璃中要求石英砂的含鈦量不超過300ppm。
粒度：石英砂的粒度大小及級配會影響光伏玻璃的質(zhì)量。粒度要求為0.71-0.104mm，且0.104mm以下占比不超過5%。
難熔重礦物：石英砂中含有部分鉻鐵礦、鋯英石，屬于難熔重礦物，容易在光伏玻璃上形成結(jié)石，對后期成品加工產(chǎn)生影響。所以，光伏玻璃用石英砂對于難熔重礦物的總量要求≤5ppm（以Cr2O3計），單個顆粒直徑≤0.25mm。
光伏玻璃用石英砂資源
制作太陽能光伏玻璃所用石英資源多采用石英巖、石英砂巖等。光伏玻璃生產(chǎn)需要含鐵量較低的超白石英巖砂礦，占玻璃成本13%左右；國內(nèi)優(yōu)質(zhì)低鐵超白石英砂礦較為稀缺，集中分布在安徽鳳陽、廣東河源、湖南、廣西和海南等地，行業(yè)存在一定的天然壟斷性；以目前光伏玻璃龍頭為例，信義光能和福萊特的生產(chǎn)基地集中在廣西北海、安徽蕪湖及鳳陽等地，配套高質(zhì)量的硅砂礦，原材料質(zhì)量穩(wěn)定且成本低廉，有利于提高成品穩(wěn)定性降低生產(chǎn)成本。
石英巖
石英巖是一種由石英砂巖或其他硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用而形成的變質(zhì)巖石，其石英伴生礦物除長石、云母和黏土礦物以外，往往還含有微量的電氣石、赤鐵礦和鋯英石等。與石英砂巖相比，其礦石致密堅硬，硬度較高。我國石英巖資源十分豐富，開發(fā)利用量大，如安徽鳳陽、青海德令哈、青海大通、青海湟中、青海樂都、江西遂川、陜西漢中、遼寧莊河、山東昌邑、山東棲霞等。
石英砂巖
石英砂巖是一種固結(jié)的砂質(zhì)巖石，其石英和硅質(zhì)碎屑含量一般在95%以上，副礦物多為長石和高嶺石、伊利石、蒙脫石等黏土礦物，重礦物含量很少，有黃鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、電氣石、金紅石等。膠結(jié)物一般為硅質(zhì)，主要有蛋白石、玉髓等，硅質(zhì)膠結(jié)石英砂巖又稱為硅質(zhì)石英砂巖。此外，還有鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、海綠石質(zhì)的石英砂巖，白云質(zhì)膠結(jié)的石英砂巖少見。我國石英砂巖資源豐富，分布廣泛，如四川江油、山東蘭陵、山東沂水、重慶永川、廣東東源、內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗、河北贊皇、湖南溆浦、陜西城固、寧夏石嘴山等，以及近年報道的四川沐川、云南大關(guān)-彝良等。
光伏玻璃用石英砂的加工提純
自然界中，很少能找到未經(jīng)處理就可以滿足玻璃生產(chǎn)用的原料礦源，尤其是超白玻璃，對原料的要求尤其是原料中鐵含量的要求非常嚴(yán)格，因此必須去除石英砂中的含鐵雜質(zhì)。
水洗和分級脫泥
在石英原料的破碎過程中，不可避免的帶來了泥土等雜質(zhì)。水洗和分級脫泥是一種礦石入選前的預(yù)處理方法，這種方法可以使泥土溶解，此時，石英砂中SiO2的純度與石英砂粒度的大小有關(guān)，即隨著石英砂的粒度變小而降低，而鐵雜質(zhì)礦物的含量則隨著石英砂粒徑變小而變大，這是因為原砂粒徑變小，則其表面積就會變大，顆粒表面與水的接觸面積越大，加速了顆粒表面泥土的溶解，從而使泥土與石英分離。
機(jī)械擦洗
擦洗是通過用機(jī)器來增加外部的作用力提高石英砂顆粒之間的相互碰撞，繼而使砂粒之間產(chǎn)生了磨削力，使其表面粘附的薄膜鐵和泥土雜質(zhì)與砂粒分離。根據(jù)多年的研究發(fā)現(xiàn)，石英砂礦物中的集合體也可以因為受到這種外力的作用，使集合體發(fā)生解離，方便了后續(xù)的提純。
磁選法
磁選法是利用磁力將磁性礦物和非磁性礦物分離的方法，利用這種方法，可以把原砂中與砂粒表面緊緊黏結(jié)著的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母、鈦鐵礦、黃鐵礦和石榴石等弱磁性雜質(zhì)礦物去除，也可去除帶有磁性礦物包裹體的雜質(zhì)。為了達(dá)到此目的，磁選機(jī)必須滿足作用在磁性礦物上的磁力大于作用于磁性礦粒上的所有機(jī)械力的合力，才能使磁性礦物與非磁性礦物分離。
浮選法
根據(jù)不同礦物密度及物理性質(zhì)的差異，可以利用浮選法來降低石英砂中雜質(zhì)鐵的含量。根據(jù)所采用活化劑的差異，可劃分為三種：第一種是有氟有酸法，該種方法效果好、操作簡單、指標(biāo)穩(wěn)定，但其污染較為嚴(yán)重，對生態(tài)破壞較大；第二種是無氟有酸法，相較第一種方法，減少氟的使用使得其對生態(tài)的破壞大大降低，但強酸提高了浮選設(shè)備的腐蝕損耗；第三種方法是無氟無酸法，這種方法技術(shù)要求較高，工藝流程復(fù)雜，目前應(yīng)用較少。
酸浸法
酸浸除鐵法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，從而達(dá)到對石英砂的進(jìn)一步提純。酸浸法不僅僅能將鐵質(zhì)從石英砂中去除，同時對非金屬雜質(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。單酸浸法主要針對雜質(zhì)比較單一的石英砂�；旌纤峤ㄊ菍⒉煌乃峄旌显谝黄穑瑓f(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。
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。
微生物浸出法
利用微生物除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵是最新發(fā)展起來的一種新型除鐵技術(shù)，目前正處于實驗室研究階段。研究結(jié)果表明，黑曲霉素菌、青霉菌、梨形毛菌、假單胞菌類、桿菌類、多粘芽孢桿菌、乳酸小球菌等微生物菌群對石英砂表面氧化鐵，具有較好的去除效果。
光伏玻璃用石英砂的需求量
近年來，隨著光伏行業(yè)的迅速發(fā)展，市場需求進(jìn)一步擴(kuò)大，相關(guān)企業(yè)紛紛引入國外先進(jìn)技術(shù)、大力投入研發(fā)、拓展產(chǎn)線，實現(xiàn)光伏玻璃國產(chǎn)化，光伏玻璃產(chǎn)量實現(xiàn)穩(wěn)步增長。受產(chǎn)業(yè)鏈需求帶動，光伏玻璃行業(yè)經(jīng)歷產(chǎn)能快速擴(kuò)張，近兩年產(chǎn)能產(chǎn)量翻番有余。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，每生產(chǎn)一噸光伏玻璃大約需要0.71噸低鐵石英砂；熔化量1000t/d的光伏玻璃生產(chǎn)線，年產(chǎn)量為33萬噸光伏玻璃。根據(jù)國內(nèi)光伏玻璃聽證會信息進(jìn)行預(yù)測：預(yù)計2023年年底我國光伏玻璃在產(chǎn)日熔量為10萬t/d；低鐵石英砂7.1萬t/d；2024年年底我國光伏玻璃在產(chǎn)日熔量為12萬t/d；低鐵石英砂8.5萬t/d；2025年年底我國光伏玻璃在產(chǎn)日熔量為13.5萬t/d；低鐵石英砂9.6萬t/d，由此可見，光伏玻璃產(chǎn)量和低鐵石英砂的需求量將會穩(wěn)步增加。
來源：
信義玻璃.低鐵石英砂在光伏玻璃中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
孫紅娟.光伏產(chǎn)業(yè)鏈三種不同石英原料的判別與加工
謝兵等.超白玻璃用石英原料深加工技術(shù)進(jìn)展
汪靈.石英的礦床工業(yè)類型與應(yīng)用特點
胡宏坤等.石英砂除鐵方法簡述——以鳳陽縣石英砂礦企業(yè)為例
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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