«14-бесжылдық» кезеңінде елдің «көміртегінің шыңы және бейтарап көміртегі» стратегиялық жоспарына сәйкес фотоэлектрлік өнеркәсіп жарылғыш дамуға әкеледі.Фотоэлектрлік өнеркәсіптің өршуі бүкіл өнеркәсіптік тізбек үшін «байлық тудырды».Бұл таң қалдыратын тізбекте фотоэлектрлік шыны таптырмас буын болып табылады.Бүгінгі таңда энергияны үнемдеу мен қоршаған ортаны қорғауды жақтай отырып, фотоэлектрлік шыныға сұраныс күн санап артып келеді және сұраныс пен ұсыныс арасында теңгерімсіздік бар.Сонымен бірге фотоэлектрлік шыны үшін маңызды материал болып табылатын темірі аз және ультра ақ кварцты құмы да көтеріліп, бағасы көтеріліп, жеткізілім тапшы.Сала мамандарының болжауынша, құрамында темірі аз кварц құмы 10 жылдан астам уақыт ішінде 15%-дан астам ұзақ мерзімді өсімге ие болады.Фотоэлектрдің күшті желінің астында темірі аз кварц құмының өндірісі көпшіліктің назарын аударды.
1. Фотоэлектрлік шыныға арналған кварц құмы
Фотовольтаикалық шыны әдетте фотоэлектрлік модульдердің инкапсуляциялық панелі ретінде пайдаланылады және ол сыртқы ортамен тікелей байланыста болады.Оның ауа райына төзімділігі, күші, жарық өткізгіштігі және басқа көрсеткіштері фотоэлектрлік модульдердің қызмет етуінде және ұзақ мерзімді электр энергиясын өндіру тиімділігінде орталық рөл атқарады.Кварц құмындағы темір иондары оңай боялады және бастапқы шынының жоғары күн өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін фотоэлектрлік шыныдағы темірдің мөлшері қарапайым шыныдан төмен, ал кремний тазалығы жоғары темірі аз кварц құмы. және қоспасы аз болуы керек.
Қазіргі уақытта біздің елде оңай өндірілетін жоғары сапалы төмен темірлі кварц құмдары аз және олар негізінен Хэюань, Гуанси, Фэньян, Аньхой, Хайнань және басқа жерлерде таралған.Болашақта күн батареяларына арналған ультра ақ бедерлі шыны өндірісінің қуаттылығының өсуімен өндіріс аймағы шектеулі жоғары сапалы кварц құмы салыстырмалы түрде тапшы ресурсқа айналады.Сапалы және тұрақты кварц құмын жеткізу болашақта фотоэлектрлік шыны шығаратын компаниялардың бәсекеге қабілеттілігін шектейді.Сондықтан кварц құмындағы темірдің, алюминийдің, титанның және басқа да қоспа элементтерінің құрамын тиімді түрде азайту және жоғары тазалықтағы кварц құмын қалай дайындау өзекті зерттеу тақырыбы болып табылады.
2. Фотоэлектрлік шыны үшін аз темірлі кварц құмын өндіру
2.1 Фотоэлектрлік шыны үшін кварц құмын тазарту
Қазіргі уақытта өнеркәсіпте жетілген дәстүрлі кварцты тазарту процестеріне сұрыптау, тазарту, күйдіру-суды сөндіру, ұнтақтау, елеуіш, магниттік бөлу, гравитациялық бөлу, флотация, қышқылмен шаймалау, микробты шаймалау, жоғары температурада газсыздандыру және т.б., терең тазарту Процестерге хлорлы күйдіру, сәулелендірілген түсті сұрыптау, аса өткізгіш магниттік сұрыптау, жоғары температуралы вакуум және т.б. кіреді.Отандық кварц құмын тазартудың жалпы байыту процесі де ертедегі «ұнтақтау, магниттік бөлу, жуудан» «бөлу → ірі ұсақтау → күйдіру → суды сөндіру → ұнтақтау → сүзу → магнитті бөлу → флотация → қышқылға дейін дамыды. суға батыру→ жуу→ кептіру, микротолқынды пешпен, ультрадыбыстықпен және алдын ала өңдеуге немесе қосалқы тазартуға арналған басқа құралдармен біріктірілгенде тазарту әсерін айтарлықтай жақсартады.Фотоэлектрлік шыныға төмен темір талаптарын ескере отырып, негізінен кварц құмын жою әдістерін зерттеу және дамыту енгізілді.
Әдетте темір кварц кенінде келесі алты жалпы формада болады:
① Сазда немесе каолинизацияланған дала шпатында ұсақ бөлшектер түрінде болады
②Темір тотығы қабықшасы түріндегі кварц бөлшектерінің бетіне бекітіледі
③Темір минералдары, мысалы, гематит, магнетит, спекулярит, кинит, т.б. немесе құрамында темір бар минералдар, мысалы, слюда, амфибол, гранат, т.б.
④Ол кварц бөлшектерінің ішіне батыру немесе линза күйінде
⑤ Кварц кристалының ішінде қатты ерітінді күйінде болады
⑥ Ұсақтау және ұнтақтау процесінде екінші реттік темірдің белгілі бір мөлшері араласады
Құрамында темірі бар минералдарды кварцтан тиімді бөлу үшін алдымен кварц кеніндегі темір қоспаларының пайда болу күйін анықтау және темір қоспаларын жоюға қол жеткізу үшін байытудың ақылға қонымды әдісі мен бөлу процесін таңдау қажет.
(1) Магниттік бөлу процесі
Магниттік бөлу процесі гематит, лимонит және биотит сияқты әлсіз магниттік қоспаларды, соның ішінде біріктірілген бөлшектерді барынша жоя алады.Магниттік күшке сәйкес магниттік бөлу күшті магниттік бөліну және әлсіз магниттік бөліну болып бөлінеді.Күшті магниттік бөлу әдетте ылғалды күшті магниттік сепараторды немесе жоғары градиентті магниттік сепараторды қабылдайды.
Жалпы айтқанда, құрамында лимонит, гематит, биотит және т.б. сияқты негізінен әлсіз магниттік қоспасы бар минералдар бар кварц құмы 8,0×105А/м жоғары мәнде ылғалды типтегі күшті магнитті машинаны пайдаланып таңдалуы мүмкін;Темір рудасы басым күшті магнитті минералдар үшін әлсіз магнитті машинаны немесе бөлу үшін орташа магнитті машинаны қолданған дұрыс.[2] Қазіргі уақытта жоғары градиентті және күшті магнит өрісі магниттік сепараторларды қолдану арқылы магнитті бөлу және тазарту бұрынғымен салыстырғанда айтарлықтай жақсарды.Мысалы, 2,2Т магнит өрісінің күші астында темірді алу үшін электромагниттік индукциялық ролик түріндегі күшті магниттік сепараторды пайдалану Fe2O3 мазмұнын 0,002%-дан 0,0002%-ға дейін төмендетуі мүмкін.
(2) Флотация процесі
Флотация – минералды бөлшектердің бетіндегі әртүрлі физикалық және химиялық қасиеттері арқылы минералды бөлшектерді бөлу процесі.Негізгі қызметі кварц құмынан тиісті минералды слюда мен дала шпатын жою болып табылады.Құрамында темірі бар минералдар мен кварцты флотациялық бөлу үшін темір қоспаларының пайда болу формасын және әрбір бөлшек мөлшерінің таралу формасын анықтау темірді кетіруге арналған дұрыс бөлу процесін таңдаудың кілті болып табылады.Құрамында темірі бар минералдардың көпшілігінің 5-тен жоғары нөлдік электрлік нүктесі бар, ол қышқыл ортада оң зарядталған және теориялық тұрғыдан аниондық коллекторларды қолдануға жарамды.
Темір оксиді рудасын флотациялау үшін анионды коллектор ретінде май қышқылын (сабын), гидрокарбил сульфонатын немесе сульфатты пайдалануға болады.Пирит изобутилксантат пен бутиламин қара ұнтағы (4:1) үшін классикалық флотациялық агентпен тұздалған ортада кварцтан пириттің флотациясы болуы мүмкін.Доза шамамен 200 ppmw құрайды.
Ильмениттің флотациясы әдетте рН мәнін 4~10 дейін реттеу үшін флотациялық агент ретінде натрий олеатын (0,21моль/л) пайдаланады.Олеат иондары мен ильменит бетіндегі темір бөлшектері арасында химиялық жолмен адсорбцияланған темір олеатын алу үшін химиялық реакция жүреді.Соңғы жылдары жасалған көмірсутек негізіндегі фосфон қышқылы коллекторлары ильменит үшін жақсы таңдау және жинау өнімділігіне ие.
(3) Қышқылды шаймалау процесі
Қышқылды шаймалау процесінің негізгі мақсаты қышқыл ерітіндісіндегі еритін темір минералдарын жою болып табылады.Қышқылды шаймалаудың тазарту әсеріне әсер ететін факторларға кварц құмының бөлшектерінің мөлшері, температура, уақыт, қышқыл түрі, қышқыл концентрациясы, қатты-сұйықтық қатынасы және т.б. және температура мен қышқыл ерітіндісінің жоғарылауы жатады.Концентрация және кварц бөлшектерінің радиусын азайту Al-ның шаймалану жылдамдығын және шаймалау жылдамдығын арттыруы мүмкін.Бір қышқылдың тазарту әсері шектеулі, ал аралас қышқылдың синергетикалық әсері бар, ол Fe және K сияқты қоспа элементтерінің жойылу жылдамдығын айтарлықтай арттырады. Жалпы бейорганикалық қышқылдар HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4 болып табылады. , H2C2O4, әдетте олардың екі немесе одан да көпі араласады және белгілі бір пропорцияда қолданылады.
Қымыздық қышқылы - қышқылды шаймалау үшін жиі қолданылатын органикалық қышқыл.Ол еріген металл иондарымен салыстырмалы түрде тұрақты кешен құра алады, ал қоспалар оңай жуылады.Оның артықшылығы төмен дозада және жоғары темірді кетіру жылдамдығында.Кейбір адамдар қымыздық қышқылын тазартуға көмектесу үшін ультрадыбысты пайдаланады және кәдімгі араластыру және резервуардың ультрадыбысымен салыстырғанда зонд ультрадыбыстығының Fe шығару жылдамдығы ең жоғары екенін, қымыздық қышқылының мөлшері 4 г/л-ден аз және темірді кетіру жылдамдығына жететінін анықтады. 75,4%.
Сұйылтылған қышқылдың және фторсутек қышқылының болуы Fe, Al, Mg сияқты металл қоспаларын тиімді түрде жоя алады, бірақ фторсутек қышқылының мөлшерін бақылау керек, өйткені фторсутек қышқылы кварц бөлшектерін коррозияға ұшыратады.Қышқылдардың әртүрлі түрлерін қолдану тазарту процесінің сапасына да әсер етеді.Олардың ішінде HCl және HF аралас қышқылдары ең жақсы өңдеу әсеріне ие.Кейбір адамдар магниттік сепарациядан кейін кварц құмын тазарту үшін HCl және HF аралас шаймалау агентін пайдаланады.Химиялық шаймалау арқылы қоспа элементтерінің жалпы мөлшері 40,71мкг/г, ал SiO2 тазалығы 99,993wt% құрайды.
(4) Микробты шаймалау
Микроорганизмдер жіңішке қабықшалы темірді шаймалау немесе кварц құмы бөлшектерінің бетіне темірді сіңдіру үшін қолданылады, бұл темірді кетірудің жақында жасалған әдісі.Шетелдік зерттеулер көрсеткендей, Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus және басқа микроорганизмдерді кварц қабықшасының бетіндегі темірді шаймалау үшін пайдалану жақсы нәтижелерге қол жеткізді, оның Aspergillus niger шаймалаушы темірінің әсері оңтайлы.Fe2O3 алу жылдамдығы негізінен 75%-дан жоғары, ал Fe2O3 концентратының сорты 0,007%-ға дейін төмен.Ал көптеген бактериялар мен зеңдерді алдын ала өсіру арқылы темірді шаймалаудың әсері жақсырақ болатыны анықталды.
2.2 Фотоэлектрлік шыныға арналған кварц құмының басқа зерттеулерінің барысы
Қышқылдың мөлшерін азайту, ағынды суларды тазарту қиындықтарын азайту және экологиялық таза болу үшін Пэн Шоу [5] және т.б.10 ppm төмен темірлі кварц құмын маринадтаусыз процесс арқылы дайындау әдісін ашты: табиғи тамыр кварцы шикізат ретінде пайдаланылады және үш сатылы ұсақтау, Бірінші кезеңдегі ұнтақтау және екінші кезең классификациясы 0,1 ~ 0,7 мм құм алуға болады. ;құмды магниттік айырудың бірінші сатысы және магниттік сепарация құмын алу үшін механикалық темір мен құрамында темірі бар минералдарды күшті магниттік жоюдың екінші сатысы арқылы бөлінеді;құмның магниттік бөлінуі флотацияның екінші сатысында алынады Fe2O3 мөлшері 10 ppm төмен темірлі кварц құмынан төмен, флотация реттегіш ретінде H2SO4 пайдаланады, pH=2~3 реттейді, коллектор ретінде натрий олеаты мен кокос майы негізіндегі пропилен диаминін пайдаланады. .Дайындалған кварц құмы SiO2≥99,9%, Fe2O3≤10ppm оптикалық шыныға, фотоэлектрлік дисплей шынысына және кварц шынысына қажетті кремнийлі шикізат талаптарына сәйкес келеді.
Екінші жағынан, жоғары сапалы кварц ресурстарының таусылуымен, төмен ресурстарды кешенді пайдалану кеңінен назар аударды.Қытай құрылыс материалдары Бенгбу шыны өнеркәсібі жобалау және ғылыми-зерттеу институты Co., Ltd компаниясының өкілі Си Энжун фотоэлектрлік шыны үшін аз темір кварц құмын дайындау үшін каолин қалдықтарын пайдаланды.Фуцзян каолин қалдықтарының негізгі минералдық құрамы кварц болып табылады, оның құрамында каолинит, слюда және дала шпаты сияқты қоспа минералдарының аз мөлшері бар.Каолин қалдықтарын «ұнтақтау-гидравликалық жіктеу-магниттік бөлу-флотация» байыту процесімен өңдегеннен кейін 0,6~0,125мм бөлшектердің мөлшері 95%-дан жоғары, SiO2 99,62%, Al2O3 0,065%, Fe2O3 болады. 92×10-6 ұсақ кварц құмы фотоэлектрлік шыныға арналған аз темірлі кварц құмының сапа талаптарына сәйкес келеді.
Қытай геологиялық ғылым академиясының Чжэнчжоу минералдық ресурстарды кешенді пайдалану институтынан Шао Вэйхуа және басқалары өнертабысқа патент жариялады: каолин қалдықтарынан жоғары таза кварц құмын дайындау әдісі.Әдіс қадамдары: a.Каолин қалдықтары +0,6 мм материал алу үшін араластырылғаннан және тазартылғаннан кейін електен өткізілетін шикізат ретінде пайдаланылады;б.+0,6 мм материал ұнтақталған және жіктеледі, ал 0,4 мм0,1 мм минералды материал магниттік бөлу операциясына ұшырайды , Магниттік және магниттік емес материалдарды алу үшін магнитті емес материалдар гравитациялық бөлу операциясына кіреді жеңіл минералдарды және гравитациялық бөлу ауыр минералдар және гравитациялық бөлу жеңіл минералдар +0,1 мм минералдарды алу үшін сүзгілеу үшін қайта ұнтақтау операциясына кіреді;c.+0,1мм Минерал флотациялық концентрат алу үшін флотация операциясына түседі.Флотациялық концентраттың жоғарғы суы жойылады, содан кейін ультрадыбыстық маринадталған, содан кейін жоғары тазалықтағы кварц құмы ретінде +0,1 мм ірі материалды алу үшін електен өткізіледі.Өнертабыс әдісі жоғары сапалы кварц концентрат өнімдерін алуға ғана емес, сонымен қатар қысқа өңдеу мерзіміне, қарапайым технологиялық ағымға, энергияны аз тұтынуға және алынған кварц концентратының жоғары сапасына ие, ол жоғары тазалықтағы сапа талаптарына жауап бере алады. кварц.
Каолин қалдықтарында кварц ресурстарының көп мөлшері бар.Байыту, тазарту және терең өңдеу арқылы ол фотоэлектрлік ультра ақ шыны шикізатын пайдалану талаптарын қанағаттандыра алады.Бұл сонымен қатар каолин қалдықтарының ресурстарын кешенді пайдаланудың жаңа идеясын береді.
3. Фотоэлектрлік шыныға арналған аз темір кварц құмының нарығына шолу
Бір жағынан, 2020 жылдың екінші жартысында кеңейтумен шектелген өндірістік қуат жоғары өркендеу жағдайында жарылыс сұранысына төтеп бере алмайды.Фотоэлектрлік шыныға сұраныс пен ұсыныс теңгерімсіз, ал бағасы шарықтап барады.Көптеген фотоэлектрлік модуль компанияларының бірлескен шақыруы бойынша 2020 жылдың желтоқсан айында Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігі фотоэлектрлік прокат әйнек жобасы қуаттылықты ауыстыру жоспарын құрастырмауы мүмкін екенін түсіндіретін құжатты шығарды.Жаңа саясаттың әсерінен фотоэлектрлік шыны өндірісінің өсу қарқыны 2021 жылдан бастап кеңейеді. Қоғамдық ақпаратқа сәйкес, 21/22 өндірісінің нақты жоспары бар фотоэлектрлі шыны прокатының қуаттылығы тәулігіне 22250/26590 тоннаға жетеді. жылдық өсу қарқыны 68,4/48,6%.Саясат пен сұранысқа қатысты кепілдіктер жағдайында фотоэлектрлік құм жарылғыш өсімге әкеледі деп күтілуде.
2015-2022 фотоэлектрлік шыны өнеркәсібінің өндірістік қуаты
Екінші жағынан, фотоэлектрлік шыны өндірісінің қуаттылығын айтарлықтай арттыру темірі төмен кремнеземдік құмның жеткізілімінің жеткізілімнен асып кетуіне әкелуі мүмкін, бұл өз кезегінде фотоэлектрлік шыны өндірісінің нақты өндірісін шектейді.Статистикалық мәліметтерге сүйенсек, 2014 жылдан бері менің елімнің отандық кварц құмы өндірісі жалпы ішкі сұраныстан сәл төмен болды, ал сұраныс пен ұсыныс қатаң теңгерімді сақтады.
Сонымен бірге, менің елімнің ішкі темірі аз кварцты шұңқыр ресурстары аз, Гуандунның Хэюань, Гуансидің Бэйхай, Аньхойдың Фэньян және Цзянсудың Дунхай қалаларында шоғырланған және олардың көп бөлігін импорттау қажет.
Төмен темірлі ультра ақ кварц құмы соңғы жылдардағы маңызды шикізаттың бірі болып табылады (шикізат құнының шамамен 25% құрайды).Бағасы да көтерілді.Өткенде ол ұзақ уақыт бойы 200 юань/тоннаның айналасында болды.20 жыл ішінде 1-тоқсан індеті басталғаннан кейін ол жоғары деңгейден төмендеді және қазіргі уақытта ол тұрақты жұмыс істеуде.
2020 жылы менің елімнің кварц құмына деген жалпы сұранысы 90,93 миллион тоннаны, өндіріс көлемі 87,65 миллион тоннаны, таза импорты 3,278 миллион тоннаны құрайды.Қоғамдық ақпаратқа сәйкес, 100 кг балқытылған шыныдағы кварц тастың мөлшері шамамен 72,2 кг құрайды.Ағымдағы кеңейту жоспарына сәйкес, 2021/2022 жылдары фотоэлектрлік шыны қуатын арттыру 3,23/24500 т/т жетуі мүмкін, 360 күндік кезеңге есептелген жылдық өндіріске сәйкес, жалпы өндіріс төмен энергияға жаңадан өскен сұранысқа сәйкес келеді. -жылына 836/635 млн тонна темір кремний құмы, яғни 2021/2022 жылдары фотоэлектрлі шыны әкелетін аз темір кремнийлі құмға деген жаңа сұраныс 2020 жылы жалпы кварц құмын 9,2%/7,0% сұранысқа ие болады. .Төмен темірі бар кремний құмының жалпы кремнеземдік құмға деген сұраныстың бір бөлігін ғана құрайтынын ескерсек, фотоэлектрлік шыны өндірісінің қуаттылығын ауқымды инвестициялаудан туындаған төмен темірлі кремний құмына сұраныс пен ұсыныс қысымы құмға түсетін қысымнан әлдеқайда жоғары болуы мүмкін. жалпы кварц құмы өнеркәсібі.
— Powder Network мақаласы
Жіберу уақыты: 11 желтоқсан 2021 ж