"14-besh yillik reja" davrida mamlakatning "uglerod cho'qqisi va uglerod neytral" strategik rejasiga ko'ra, fotovoltaik sanoat portlovchi rivojlanishga olib keladi.Fotovoltaik sanoatning paydo bo'lishi butun sanoat zanjiri uchun "boylik yaratdi".Ushbu ko'zni qamashtiruvchi zanjirda fotovoltaik shisha ajralmas bo'g'indir.Bugungi kunda energiya tejash va atrof-muhitni muhofaza qilishni himoya qilish, fotovoltaik oynaga bo'lgan talab kundan-kunga ortib bormoqda va talab va taklif o'rtasida nomutanosiblik mavjud.Shu bilan birga, fotovoltaik shisha uchun muhim material bo'lgan kam temir va o'ta oq kvarts qumi ham ko'tarilib, narx oshdi va ta'minot etishmayotgan.Sanoat mutaxassislari, past temirli kvarts qumi 10 yildan ortiq vaqt davomida 15% dan ortiq uzoq muddatli o'sish bo'lishini taxmin qilmoqda.Fotovoltaikning kuchli shamoli ostida kam temirli kvarts qumini ishlab chiqarish katta e'tiborni tortdi.
1. Fotovoltaik shisha uchun kvarts qumi
Fotovoltaik shisha odatda fotovoltaik modullarning inkapsulyatsiya paneli sifatida ishlatiladi va u tashqi muhit bilan bevosita aloqada bo'ladi.Uning ob-havoga chidamliligi, kuchi, yorug'lik o'tkazuvchanligi va boshqa ko'rsatkichlari fotovoltaik modullarning hayotida va uzoq muddatli energiya ishlab chiqarish samaradorligida markaziy rol o'ynaydi.Kvars qumidagi temir ionlarini bo'yash oson va asl oynaning yuqori quyosh o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun fotovoltaik oynaning temir tarkibi oddiy shishadan past va past temirli kvarts qumi yuqori kremniy tozaligi bilan ajralib turadi. va past nopoklik tarkibidan foydalanish kerak.
Hozirgi vaqtda mamlakatimizda qazib olish oson bo'lgan yuqori sifatli past temirli kvarts qumlari kam va ular asosan Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Xaynan va boshqa joylarda tarqalgan.Kelajakda quyosh batareyalari uchun ultra-oq bo'rttirma shisha ishlab chiqarish quvvatining o'sishi bilan cheklangan ishlab chiqarish maydoniga ega yuqori sifatli kvarts qumi nisbatan kam manbaga aylanadi.Yuqori sifatli va barqaror kvarts qumini etkazib berish kelajakda fotovoltaik shisha kompaniyalarining raqobatbardoshligini cheklaydi.Shu sababli, kvarts qumidagi temir, alyuminiy, titan va boshqa nopoklik elementlarini qanday samarali tarzda kamaytirish va yuqori toza kvarts qumini tayyorlash issiq tadqiqot mavzusidir.
2. Fotovoltaik shisha uchun kam temirli kvarts qumini ishlab chiqarish
2.1 Fotovoltaik shisha uchun kvarts qumini tozalash
Hozirgi vaqtda sanoatda etuk ravishda qo'llaniladigan an'anaviy kvartsni tozalash jarayonlari saralash, tozalash, kalsinatsiya-suvni söndürme, maydalash, elakdan o'tkazish, magnit ajratish, tortishish ajratish, flotatsiya, kislota bilan yuvish, mikrobial yuvish, yuqori haroratli degasatsiya va boshqalarni o'z ichiga oladi. chuqur tozalash jarayonlari xlorli qovurish, nurlangan rang saralash, o'ta o'tkazuvchan magnit saralash, yuqori haroratli vakuum va boshqalarni o'z ichiga oladi.Mahalliy kvarts qumini tozalashning umumiy boyitish jarayoni ham erta "silliqlash, magnit ajratish, yuvish" dan "ajralish → qo'pol maydalash → kalsinlash → suvni söndürme → silliqlash → skrining → magnit ajratish → flotatsiya → kislotaga qadar ishlab chiqilgan. Kombinatsiyalangan boyitish jarayoni. Suvga cho'mish → yuvish → quritish, mikroto'lqinli pech, ultratovush va boshqa vositalar bilan birgalikda oldindan tozalash yoki yordamchi tozalash, tozalash effektini sezilarli darajada yaxshilaydi.Fotovoltaik oynaning past temir talablarini hisobga olgan holda, asosan, kvarts qumini olib tashlash usullarini tadqiq qilish va ishlab chiqish joriy etiladi.
Odatda temir kvarts rudasida quyidagi oltita umumiy shaklda mavjud:
① Loy yoki kaolinlangan dala shpatida mayda zarrachalar shaklida mavjud
②Kvarts zarralari yuzasiga temir oksidi plyonkasi shaklida biriktirilgan
③Temir minerallari gematit, magnetit, spekulyarit, kinit va boshqalar yoki temir o'z ichiga olgan minerallar, masalan, slyuda, amfibol, granat va boshqalar.
④Kvars zarralari ichida botirilish yoki linza holatida
⑤ Kvars kristalli ichida qattiq eritma holatida mavjud
⑥ Ikkilamchi temirning ma'lum miqdori maydalash va maydalash jarayonida aralashtiriladi
Temir o'z ichiga olgan minerallarni kvartsdan samarali ajratish uchun birinchi navbatda kvarts rudasida temir aralashmalarining paydo bo'lish holatini aniqlash va temir aralashmalarini olib tashlash uchun oqilona boyitish usuli va ajratish jarayonini tanlash kerak.
(1) Magnit ajratish jarayoni
Magnit ajratish jarayoni gematit, limonit va biotit kabi zaif magnit nopok minerallarni, shu jumladan birlashgan zarrachalarni eng katta darajada olib tashlashi mumkin.Magnit kuchiga ko'ra, magnit ajratishni kuchli magnit ajratish va zaif magnit ajratishga bo'lish mumkin.Kuchli magnit ajratish odatda nam kuchli magnit separator yoki yuqori gradient magnit separatorni qabul qiladi.
Umuman olganda, limonit, gematit, biotit va boshqalar kabi zaif magnit nopok minerallarni o'z ichiga olgan kvarts qumi 8,0 × 105A / m dan yuqori bo'lgan ho'l turdagi kuchli magnit mashina yordamida tanlanishi mumkin;Temir javhari ustun bo'lgan kuchli magnit minerallar uchun zaif magnitli mashina yoki ajratish uchun o'rta magnitli mashinadan foydalanish yaxshiroqdir.[2] Hozirgi vaqtda yuqori gradientli va kuchli magnit maydon magnit separatorlarini qo'llash bilan magnit ajratish va tozalash o'tmishga nisbatan sezilarli darajada yaxshilandi.Masalan, 2,2T magnit maydon kuchi ostida temirni olib tashlash uchun elektromagnit indüksiyon rolikli turdagi kuchli magnit separatordan foydalanish Fe2O3 tarkibini 0,002% dan 0,0002% gacha kamaytirishi mumkin.
(2) Flotatsiya jarayoni
Flotatsiya - mineral zarrachalar yuzasida turli fizik va kimyoviy xususiyatlar orqali mineral zarrachalarni ajratish jarayoni.Asosiy vazifa kvarts qumidan tegishli mineral slyuda va dala shpatini olib tashlashdir.Temir o'z ichiga olgan minerallar va kvartsni flotatsiya bilan ajratish uchun temir aralashmalarining paydo bo'lish shaklini va har bir zarracha hajmining tarqalish shaklini aniqlash temirni olib tashlash uchun to'g'ri ajratish jarayonini tanlashning kalitidir.Ko'pgina temir o'z ichiga olgan minerallar nol elektr nuqtasi 5 dan yuqori bo'lib, kislotali muhitda musbat zaryadlangan va nazariy jihatdan anion kollektorlarini ishlatish uchun mos keladi.
Yog 'kislotasi (sovun), gidrokarbil sulfonat yoki sulfat temir oksidi rudasini flotatsiya qilish uchun anion kollektor sifatida ishlatilishi mumkin.Pirit izobutil ksantat plyus butilamin qora kukuni (4:1) uchun klassik flotatsiya agenti bilan tuzlangan muhitda kvartsdan piritning flotatsiyasi bo'lishi mumkin.Dozaj taxminan 200ppmw ni tashkil qiladi.
Ilmenit flotatsiyasi odatda pH ni 4 ~ 10 ga sozlash uchun flotatsiya agenti sifatida natriy oleatdan (0,21mol / L) foydalanadi.Ilmenit yuzasida oleat ionlari va temir zarralari o'rtasida kimyoviy reaksiya sodir bo'lib, u kimyoviy adsorbsiyalangan temir oleat hosil qiladi.So'nggi yillarda ishlab chiqilgan uglevodorod asosidagi fosfonik kislota kollektorlari ilmenit uchun yaxshi selektivlik va yig'ish ko'rsatkichlariga ega.
(3) Kislota bilan yuvish jarayoni
Kislota bilan yuvish jarayonining asosiy maqsadi kislota eritmasida eriydigan temir minerallarini olib tashlashdir.Kislota yuvishning tozalash ta'siriga ta'sir qiluvchi omillar kvarts qumi zarralari hajmi, harorat, vaqt, kislota turi, kislota konsentratsiyasi, qattiq-suyuqlik nisbati va boshqalarni o'z ichiga oladi va harorat va kislota eritmasini oshiradi.Kvarts zarralarining kontsentratsiyasi va radiusini kamaytirish Al ning yuvish tezligini va yuvish tezligini oshirishi mumkin.Bitta kislotaning tozalash ta'siri cheklangan va aralash kislota sinergetik ta'sirga ega, bu Fe va K kabi nopoklik elementlarini olib tashlash tezligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Umumiy noorganik kislotalar HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4. , H2C2O4, odatda ikkita yoki undan ko'p aralashtiriladi va ma'lum bir nisbatda ishlatiladi.
Oksalat kislotasi kislotali yuvish uchun tez-tez ishlatiladigan organik kislotadir.U erigan metall ionlari bilan nisbatan barqaror kompleks hosil qilishi mumkin va aralashmalar osongina yuviladi.Bu past dozada va yuqori temirni olib tashlash tezligining afzalliklariga ega.Ba'zi odamlar oksalat kislotasini tozalashga yordam berish uchun ultratovushdan foydalanadilar va an'anaviy aralashtirish va tank ultratovush bilan solishtirganda, zond ultratovushida eng yuqori Fe olib tashlash tezligi bor, oksalat kislotasi miqdori 4 g / L dan kam va temirni olib tashlash tezligiga etadi. 75,4%.
Suyultirilgan kislota va gidroflorik kislota mavjudligi Fe, Al, Mg kabi metall aralashmalarini samarali ravishda olib tashlashi mumkin, ammo gidroflorik kislota miqdorini nazorat qilish kerak, chunki gidroflorik kislota kvarts zarralarini korroziyaga olib kelishi mumkin.Har xil turdagi kislotalardan foydalanish ham tozalash jarayonining sifatiga ta'sir qiladi.Ular orasida HCl va HF ning aralash kislotasi eng yaxshi ishlov berish effektiga ega.Ba'zi odamlar magnit ajratishdan keyin kvarts qumini tozalash uchun HCl va HF aralash yuvish vositasidan foydalanadilar.Kimyoviy yuvish orqali nopoklik elementlarining umumiy miqdori 40,71 mkg / g ni tashkil qiladi va SiO2 ning tozaligi 99,993 wt% ni tashkil qiladi.
(4) Mikroblarni yuvish
Mikroorganizmlar yupqa plyonkali temirni yuvish yoki kvars qumi zarralari yuzasida temirni singdirish uchun ishlatiladi, bu temirni olib tashlash uchun yaqinda ishlab chiqilgan texnikadir.Xorijiy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus va boshqa mikroorganizmlardan kvars plyonkasi yuzasida temirni yuvish uchun foydalanish yaxshi natijalarga erishdi, bulardan Aspergillus niger leaching temirining ta'siri optimaldir.Fe2O3 ni olib tashlash darajasi asosan 75% dan yuqori va Fe2O3 kontsentratining darajasi 0,007% gacha.Va ko'pchilik bakteriyalar va mog'orlarni oldindan etishtirish bilan temirni yuvishning ta'siri yaxshiroq bo'lishi aniqlandi.
2.2 Fotovoltaik shisha uchun kvarts qumining boshqa tadqiqotlari
Kislota miqdorini kamaytirish, kanalizatsiyani tozalash qiyinligini kamaytirish va ekologik jihatdan qulay bo'lish uchun Peng Shou [5] va boshqalar.10ppm past temirli kvarts qumini tuzlamaydigan jarayon bilan tayyorlash usulini ochib berdi: tabiiy tomir kvarts xom ashyo sifatida ishlatiladi va uch bosqichli maydalash, Birinchi bosqich silliqlash va ikkinchi bosqich tasnifi 0,1 ~ 0,7 mm gritni olishi mumkin. ;qum magnit ajratishning birinchi bosqichi va magnit ajratish qumini olish uchun mexanik temir va temir o'z ichiga olgan minerallarni kuchli magnit olib tashlashning ikkinchi bosqichi bilan ajratiladi;qumning magnit ajralishi ikkinchi bosqich flotatsiyasi bilan olinadi Fe2O3 miqdori 10ppm past temirli kvarts qumidan past, flotatsiya regulyator sifatida H2SO4 dan foydalanadi, pH=2~3 ni sozlaydi, kollektor sifatida natriy oleat va kokos moyi asosidagi propilen diamindan foydalanadi. .Tayyorlangan kvarts qumi SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm optik shisha, fotoelektrik displey oynasi va kvarts oynasi uchun zarur bo'lgan kremniyli xom ashyo talablariga javob beradi.
Boshqa tomondan, yuqori sifatli kvarts resurslarining tugashi bilan past darajadagi resurslardan kompleks foydalanish keng e'tiborni tortdi.Xitoyning qurilish materiallari Bengbu shisha sanoati loyiha va tadqiqot instituti kompaniyasidan Xie Enjun fotovoltaik shisha uchun kam temirli kvarts qumini tayyorlash uchun kaolin qoldiqlaridan foydalangan.Fujian kaolin qoldiqlarining asosiy mineral tarkibi kvarts bo'lib, unda kaolinit, slyuda va dala shpati kabi oz miqdorda nopok minerallar mavjud.Kaolin qoldiqlari "silliqlash-gidravlik tasniflash-magnit ajratish-flotatsiya" bo'yicha boyitish jarayoni bilan qayta ishlanganidan so'ng, 0,6 ~ 0,125 mm zarracha hajmi 95% dan ortiq, SiO2 99,62%, Al2O3 0,065%, Fe2O3. 92 × 10-6 nozik kvarts qumi fotovoltaik shisha uchun past temirli kvarts qumining sifat talablariga javob beradi.
Xitoy Geologiya fanlari akademiyasi Chjenchjou mineral resurslardan kompleks foydalanish institutidan Shao Veyxua va boshqalar ixtiro patentini e'lon qildi: kaolin qoldiqlaridan yuqori toza kvarts qumini tayyorlash usuli.Usul bosqichlari: a.Kaolin qoldiqlari xom ruda sifatida ishlatiladi, ular aralashtiriladi va +0,6 mm material olish uchun tozalanadi;b.+0,6 mm material maydalangan va tasniflanadi va 0,4 mm 0,1 mm mineral material magnit ajratish operatsiyasiga duchor bo'ladi , Magnit va magnit bo'lmagan materiallarni olish uchun magnit bo'lmagan materiallar gravitatsiyaviy ajratish engil minerallarni olish uchun tortishish ajratish operatsiyasiga kiradi va gravitatsiyaviy ajratish og'ir minerallar va gravitatsiyaviy ajratish engil minerallar +0,1 mm minerallarni olish uchun ekranlash uchun qayta maydalash operatsiyasiga kiradi;c.+0,1mm Mineral flotatsiya konsentratini olish uchun flotatsiya operatsiyasiga kiradi.Flotatsiya kontsentratining yuqori suvi olib tashlanadi va keyin ultratovush bilan tuzlanadi va keyin yuqori toza kvarts qumi sifatida +0,1 mm qo'pol materialni olish uchun elakdan o'tkaziladi.Ixtiro usuli nafaqat yuqori sifatli kvarts kontsentrati mahsulotlarini olishi mumkin, balki qisqa ishlov berish muddati, oddiy jarayon oqimi, kam energiya iste'moli va olingan kvarts kontsentratining yuqori sifatiga ega bo'lib, yuqori tozalikdagi sifat talablariga javob beradi. kvarts.
Kaolin qoldiqlari ko'p miqdorda kvarts resurslarini o'z ichiga oladi.Boyitish, tozalash va chuqur qayta ishlash orqali u fotovoltaik ultra-oq shisha xom ashyolardan foydalanish talablariga javob berishi mumkin.Bu, shuningdek, kaolin qoldiqlari resurslaridan kompleks foydalanish bo'yicha yangi g'oyani taqdim etadi.
3. Fotovoltaik shisha uchun past temirli kvarts qumining bozor ko'rinishi
Bir tomondan, 2020 yilning ikkinchi yarmida kengayish cheklangan ishlab chiqarish quvvati yuqori farovonlik sharoitida portlovchi talabni qondira olmaydi.Fotovoltaik shishaning talab va taklifi nomutanosib, narxi esa oshib bormoqda.Ko'pgina fotovoltaik modul kompaniyalarining qo'shma chaqirig'iga binoan, 2020 yil dekabr oyida Sanoat va axborot texnologiyalari vazirligi fotovoltaik prokat shisha loyihasi quvvatni almashtirish rejasini tuzmasligi mumkinligini aniqlovchi hujjat chiqardi.Yangi siyosatdan ta'sirlangan, 2021 yildan boshlab fotovoltaik shisha ishlab chiqarishning o'sish sur'ati kengaytiriladi. Ommaviy ma'lumotlarga ko'ra, 21/22 ishlab chiqarish uchun aniq rejaga ega prokatlangan fotovoltaik shisha quvvati 22250/26590 t/d ga etadi, yillik o'sish sur'ati 68,4/48,6%.Siyosat va talabning kafolatlari bo'lsa, fotovoltaik qum portlovchi o'sishni boshlashi kutilmoqda.
2015-2022 fotovoltaik shisha sanoati ishlab chiqarish quvvati
Boshqa tomondan, fotovoltaik shisha ishlab chiqarish quvvatining sezilarli darajada oshishi past temirli silika qumini etkazib berishni etkazib berishdan oshib ketishiga olib kelishi mumkin, bu esa o'z navbatida fotovoltaik shisha ishlab chiqarish quvvatini haqiqiy ishlab chiqarishni cheklaydi.Statistik ma'lumotlarga ko'ra, 2014 yildan buyon mening mamlakatimizda kvars qumi ishlab chiqarish ichki talabdan bir oz pastroq bo'lib, talab va taklif o'rtasida qat'iy muvozanat saqlanib qolgan.
Shu bilan birga, mening mamlakatimning mahalliy kam temirli kvarts plaserlari resurslari kam bo'lib, Guangdongning Xeyuan, Guangxidagi Beixai, Anxuyning Fengyang va Jiangsuning Dongxay shaharlarida to'plangan va ularning katta qismini import qilish kerak.
Kam temirli ultra-oq kvarts qumi so'nggi yillarda muhim xom ashyolardan biri (xom ashyo narxining taxminan 25% ni tashkil qiladi).Narx ham oshib bordi.O'tmishda u uzoq vaqt davomida 200 yuan / tonna atrofida edi.20 yil ichida birinchi chorak epidemiyasi boshlanganidan so'ng, u yuqori darajadan tushib ketdi va hozircha u barqaror ishlamoqda.
2020-yilda mamlakatimizning kvars qumiga bo‘lgan umumiy talabi 90,93 million tonnani, ishlab chiqarish hajmi 87,65 million tonnani, sof importi esa 3,278 million tonnani tashkil etadi.Ommaviy ma'lumotlarga ko'ra, 100 kg eritilgan shishada kvarts toshining miqdori taxminan 72,2 kg ni tashkil qiladi.Joriy kengaytirish rejasiga ko'ra, 2021/2022 yillarda fotovoltaik oynaning quvvatini oshirish 3,23 / 24500 t / d ga yetishi mumkin, 360 kunlik davr uchun hisoblangan yillik ishlab chiqarishga ko'ra, jami ishlab chiqarish past darajadagi yangi ortib borayotgan talabga mos keladi. -yiliga 836/635 million tonna temir kremniy qumi, ya'ni 2021/2022 yillarda fotovoltaik shisha tomonidan olib kelingan kam temirli kremniy qumiga yangi talab 2020 yilda umumiy kvarts qumiga talabning 9,2% / 7,0 foizini tashkil qiladi. .Kam temirli kremniy qumi umumiy kremniy qumiga bo'lgan talabning faqat bir qismini tashkil etishini hisobga olsak, fotovoltaik shisha ishlab chiqarish quvvatiga keng miqyosli sarmoya kiritish natijasida past temirli kremniy qumiga bo'lgan talab va taklif bosimi yuqori bo'lgan bosimdan ancha yuqori bo'lishi mumkin. umumiy kvarts qum sanoati.
-Powder Network dan maqola
Yuborilgan vaqt: 2021 yil 11 dekabr