中國粉體網訊 光伏玻璃，是太陽能電池組件的組成部分之一，隨著國內光伏產業的迅猛發展和政策支持，中國光伏玻璃行業產能和產量不斷攀升，同時也對光伏玻璃的質量提出了更高的要求。如今應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品。
光伏玻璃對石英砂的質量要求
目前，太陽能用玻璃國家標準為《GB/T 30984.1-2015》，其中規定，超白壓花玻璃Fe2O3含量應不高于0.015%。
當前光伏玻璃用低鐵石英砂質量要求的行業標準為《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅質原料》，各個企業在執行過程中有偏差。石英砂形成過程中伴隨著大量的雜質礦物，無法直接找到未經處理就可以滿足光伏玻璃生產用的低鐵石英砂，加工后才能用于光伏玻璃的配料。光伏玻璃對石英砂的質量要求主要體現在四方面：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石，對后期成品加工產生影響。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；國內優質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基地集中在廣西北海、安徽蕪湖及鳳陽等地，配套高質量的硅砂礦，原材料質量穩定且成本低廉，有利于提高成品穩定性降低生產成本。
石英巖
石英巖是一種由石英砂巖或其他硅質巖經區域變質作用或熱接觸變質作用而形成的變質巖石，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的砂質巖石，其石英和硅質碎屑含量一般在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。膠結物一般為硅質，主要有蛋白石、玉髓等，硅質膠結石英砂巖又稱為硅質石英砂巖。此外，還有鈣質、鐵質、海綠石質的石英砂巖，白云質膠結的石英砂巖少見。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、內蒙古達拉特旗、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-彝良等。
光伏玻璃用石英砂的加工提純
自然界中，很少能找到未經處理就可以滿足玻璃生產用的原料礦源，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格，因此必須去除石英砂中的含鐵雜質。
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。水洗和分級脫泥是一種礦石入選前的預處理方法，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，即隨著石英砂的粒度變小而降低，而鐵雜質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。
機械擦洗
擦洗是通過用機器來增加外部的作用力提高石英砂顆粒之間的相互碰撞，繼而使砂粒之間產生了磨削力，使其表面粘附的薄膜鐵和泥土雜質與砂粒分離。根據多年的研究發現，石英砂礦物中的集合體也可以因為受到這種外力的作用，使集合體發生解離，方便了后續的提純。
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礦物去除，也可去除帶有磁性礦物包裹體的雜質。為了達到此目的，磁選機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
根據不同礦物密度及物理性質的差異，可以利用浮選法來降低石英砂中雜質鐵的含量。根據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、指標穩定，但其污染較為嚴重，對生態破壞較大；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的破壞大大降低，但強酸提高了浮選設備的腐蝕損耗；第三種方法是無氟無酸法，這種方法技術要求較高，工藝流程復雜，目前應用較少。
酸浸法
酸浸除鐵法主要是利用石英不溶于酸（氫氟酸除外），其它雜質礦物能被酸溶解的特點，從而達到對石英砂的進一步提純。酸浸法不僅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。
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。
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展起來的一種新型除鐵技術，目前正處于實驗室研究階段。研究結果表明，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，隨著光伏行業的迅速發展，市場需求進一步擴大，相關企業紛紛引入國外先進技術、大力投入研發、拓展產線，實現光伏玻璃國產化，光伏玻璃產量實現穩步增長。受產業鏈需求帶動，光伏玻璃行業經歷產能快速擴張，近兩年產能產量翻番有余。
據相關數據，每生產一噸光伏玻璃大約需要0.71噸低鐵石英砂；熔化量1000t/d的光伏玻璃生產線，年產量為33萬噸光伏玻璃。根據國內光伏玻璃聽證會信息進行預測：預計2023年年底我國光伏玻璃在產日熔量為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，光伏玻璃產量和低鐵石英砂的需求量將會穩步增加。
來源：
信義玻璃.低鐵石英砂在光伏玻璃中的應用及發展趨勢
孫紅娟.光伏產業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進展
汪靈.石英的礦床工業類型與應用特點
胡宏坤等.石英砂除鐵方法簡述——以鳳陽縣石英砂礦企業為例
（中國粉體網編輯整理/初末）
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