中國粉體網訊 “十四五”期間，根據國家“碳達峰、碳中和”的戰略規劃，光伏行業將引來爆發式的增長，其基礎材料光伏超白玻璃所用的低鐵石英砂需求量預計將以每年30%以上的速度飛速增長。
超白光伏玻璃
來源：福萊特集團官網
超白玻璃中的鐵含量在0.015%以下，而用于清潔能源光熱發電的光伏玻璃等方面的高品質超白玻璃需要更高的透過率，對鐵含量的要求更低，這就對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。
石英砂中鐵雜質的存在形式
在石英砂礦中，雜質的存在嚴重影響了原砂的應用，在原砂中存在的鐵雜質通常以下述幾種狀態存在：在高嶺土化的長石中以細小顆粒的狀態存在；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；在石英顆粒內部以固溶體態、透鏡態和浸染態的形式存在；原砂中普遍存有流體包裹體，按其成因可分3類：包裹體占據主礦物結晶構造位置上，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的一個生長面，并存在著明顯的排列面的假次生包裹體；沿裂隙分布，且幾組包裹體可以相交，形狀較復雜的次生包裹體。
石英砂的除鐵方法
低鐵砂
來源：達拉特旗中天石英砂有限公司官網
機械擦洗除鐵
機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薄膜及吸附在石英砂表面的含鐵礦物，進而實現除鐵的目的。
機械擦洗工藝包括棒磨擦洗和傳統機械擦洗兩類。對于機械擦洗，一般認為影響擦洗效果的因素主要是來自擦洗機的結構特點和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時間和擦洗濃度。機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、棒的數量、礦漿的濃度和時間等。在棒磨擦洗時，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一步變小，這樣石英砂顆粒中的雜質也就暴露的更多，方便進一步的提純。另外，對于不同的石英砂，在棒磨擦洗時，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，在磁場中不能被磁化。而石英砂中含鐵的雜質礦物：赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等，大部分都是磁性物質，在磁場中可以被磁化。磁選工藝就是利用這一性質的差異，將石英砂中的可磁化礦物與非磁性礦物分離，進而達到除去鐵質的目的。一般情況下，隨著磁選次數的增加，礦石中的鐵含量會減少，但只有在一定的磁場強度下，才能去除其中大部分鐵質。另外，除鐵效果與石英砂粒度也有一定的關系，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，濕選時粉塵少，有利于工人工作，但是磁選機耗電量大、介質易磨損、生產用水量大、運行和維修成本高等缺點；干選工藝操作方便，運行和維護成本比濕選低，是目前常用的磁選方法，不足之處一是在使用時，易造成粉塵飛揚，影響環境清潔，不利于工人正常工作，降低工作效率；二是加工設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性質，使它們的差異擴大，從而在溶液中把不同的雜質浮選上來。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、指標穩定而被廣泛采用，但氟離子對土地具有侵蝕作用，對周圍生態環境破壞很大；第二種是無氟有酸法，這種方法的最大優點是避免使用對環境有破壞性的氟離子，生產指標穩定，但強酸提高了浮選設備的腐蝕和損耗；第三種是無氟無酸法，在自然pH條件下，通過對陰陽離子捕收劑的合理調配，創造一個獨特的高濃度礦漿浮選環境，達到優先浮選雜質礦物的目的，但由于這種方法對原砂處理及礦漿環境有較嚴格的要求，生產上不容易控制，目前未能得到廣泛應用。
超聲波除鐵
超聲波除鐵工藝是利用超聲波在水中發生空化過程中產生沖擊波，沖擊波使得石英砂顆粒表面的含鐵雜質脫離進入溶液，達到除鐵的目的。超聲波除鐵可以有效去除石英砂顆粒表面的次生鐵質薄膜，但其工藝方法比較昂貴，多用于高附加值、精密硅產業領域。
酸浸除鐵
酸浸除鐵主要是利用石英不溶于酸（氫氟酸除外），其它雜質礦物能被酸溶解的特點，從而實現從石英砂中除去含鐵礦物的目的。酸浸法不僅能將鐵質從石英砂中去除，同時對非金屬雜質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比較單一的石英砂。混合酸浸法是將不同的酸混合在一起，協同去除石英砂中的各類雜質，去除效率更高，產品純度也較好。酸浸法常用的酸類包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等，亦有采用對環境危害較小的草酸進行除鐵。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、時間以及各類酸的混合比例、投放時間等。
微生物除鐵
微生物除鐵法是利用其分解的有機酸（檸檬酸、草酸、葡萄糖酸）和代謝產物與鐵雜質發生絡合作用，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、營養物質的選擇和溫度的控制都有嚴格要求，其工藝的復雜程度，遠遠超過現有的提純工藝。
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進展
謝恩俊等.高嶺土尾礦制備光伏玻璃用低鐵石英砂的提純試驗研究
司敏杰.超白玻璃用低鐵石英砂的研究
（中國粉體網編輯整理/初末）
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