국가의 '탄소 피크 및 탄소 중립' 전략 계획에 따라 '14차 5개년 계획' 기간 동안 태양광 산업은 폭발적인 발전을 이룰 것입니다. 태양광 산업의 발발은 전체 산업 체인에 "부를 창출"했습니다. 이 눈부신 체인에서 광전지 유리는 없어서는 안 될 연결고리입니다. 오늘날 에너지 절약과 환경 보호를 옹호하면서 광전지 유리에 대한 수요가 날로 증가하고 있으며 수요와 공급의 불균형이 있습니다. 동시에, 광전지 유리의 중요한 재료인 저철분 및 초백색 석영사도 상승하여 가격이 상승하고 공급이 부족합니다. 업계 전문가들은 저철분 석영사는 향후 10년 이상 장기적으로 15% 이상 증가할 것으로 예상하고 있다. 광전지의 강한 바람 속에서 저철분 석영사 생산이 많은 관심을 끌었습니다.
1. 광전지 유리용 석영 모래
태양광 유리는 일반적으로 태양광 모듈의 봉지 패널로 사용되며 외부 환경과 직접 접촉합니다. 내후성, 강도, 광선 투과율 및 기타 지표는 태양광 모듈의 수명과 장기적인 발전 효율에 중심 역할을 합니다. 석영 모래의 철 이온은 염색하기 쉽고 원래 유리의 높은 태양 투과율을 보장하기 위해 광전지 유리의 철 함량은 일반 유리보다 낮고 실리콘 순도가 높은 저 철 석영 모래 불순물 함량이 낮은 것을 사용해야 합니다.
현재 우리나라에서는 채굴하기 쉬운 고품질 저철분 석영사는 거의 없으며 주로 하원, 광시, 풍양, 안후이, 하이난 등지에 분포한다. 미래에는 태양전지용 초백색 엠보싱 유리 생산 능력이 증가함에 따라 생산 면적이 제한된 고품질 석영사는 상대적으로 부족한 자원이 될 것입니다. 고품질의 안정적인 석영사의 공급은 향후 태양광유리 회사의 경쟁력을 제한할 것입니다. 따라서 석영사에 포함된 철, 알루미늄, 티타늄 및 기타 불순물 원소의 함량을 효과적으로 줄이고 고순도 석영사를 제조하는 방법이 뜨거운 연구 주제입니다.
2. 태양광유리용 저철분 석영사 생산
2.1 광전지 유리용 석영사의 정제
현재 업계에서 성숙하게 적용되는 전통적인 석영 정제 공정에는 분류, 스크러빙, 소성수 담금질, 분쇄, 체질, 자기 분리, 중력 분리, 부유, 산 침출, 미생물 침출, 고온 탈기 등이 포함됩니다. 심층 정제 공정에는 염소화 로스팅, 조사 색상 선별, 초전도 자기 선별, 고온 진공 등이 포함됩니다. 국내 석영사 정화의 일반적인 선광 공정도 초기의 “분쇄, 자분리, 세척”에서 “분리 → 거친 파쇄 → 하소 → 물 담금질 → 분쇄 → 스크리닝 → 자력 분리 → 부유 선광 → 산”으로 발전했습니다. 복합 선광 공정 침지 → 세척 → 건조 과정을 전자레인지, 초음파 및 기타 전처리 또는 보조 정화 수단과 결합하여 정화 효과를 크게 향상시킵니다. 광전지 유리의 저철분 요구 사항을 고려하여 석영사 제거 방법에 대한 연구 개발이 주로 소개됩니다.
일반적으로 철은 석영 광석에서 다음과 같은 6가지 일반적인 형태로 존재합니다.
① 점토나 고령화 장석 속에 미세한 입자 형태로 존재
②석영입자 표면에 산화철막 형태로 부착
③적철광, 자철광, 경면광, 큐나이트 등의 철광물 또는 운모, 각섬석, 석류석 등의 철 함유 광물
④석영입자 내부에 침지 또는 렌즈가 들어간 상태
⑤ 수정 내부에 고용된 상태로 존재
⑥ 파쇄 및 분쇄 과정에서 일정량의 2차 철이 혼합됩니다.
석영에서 철 함유 광물을 효과적으로 분리하려면 먼저 석영 광석에서 철 불순물의 발생 상태를 확인하고 합리적인 선광 방법 및 분리 공정을 선택하여 철 불순물을 제거해야 합니다.
(1) 자력선별공정
자력선별 공정을 통해 결합입자를 포함한 적철석, 갈철암, 흑운모 등 약한 자성불순물 광물을 최대한 제거할 수 있습니다. 자기강도에 따라 자기분리를 강한 자기분리와 약한 자기분리로 나눌 수 있다. 강한 자기 분리는 일반적으로 습식 강한 자기 분리기 또는 높은 구배 자기 분리기를 채택합니다.
일반적으로 갈철광, 적철광, 흑운모 등과 같은 약한 자성 불순물 광물을 주로 함유하는 석영사는 습식 강자성 기계를 사용하여 8.0×105A/m 이상의 값으로 선택할 수 있습니다. 철광석이 주를 이루는 강자성 광물의 경우에는 약자성 기계나 중자성 기계를 사용하여 분리하는 것이 좋습니다. [2] 최근에는 고구배 및 강한 자장을 갖는 자력선별기의 적용으로 자력선별 및 정제 성능이 과거에 비해 크게 향상되었다. 예를 들어, 전자기 유도 롤러형 강자성 분리기를 사용하여 2.2T 자기장 강도에서 철을 제거하면 Fe2O3 함량을 0.002%에서 0.0002%로 줄일 수 있습니다.
(2) 부유공정
부유선광은 광물 입자 표면의 다양한 물리적, 화학적 특성을 통해 광물 입자를 분리하는 과정입니다. 주요 기능은 석영사에서 관련 미네랄 운모 및 장석을 제거하는 것입니다. 철을 함유한 광물과 석영의 부유선별 분리에서는 철 불순물의 발생 형태와 입도별 분포 형태를 파악하는 것이 철 제거를 위한 적절한 분리 공정 선택의 핵심이다. 대부분의 철 함유 광물은 산성 환경에서 양전하를 띠는 5 이상의 전기점을 가지며 이론적으로 음이온 수집기 사용에 적합합니다.
지방산(비누), 하이드로카빌 설폰산염 또는 황산염은 산화철 광석의 부유선광을 위한 음이온 수집기로 사용될 수 있습니다. 황철석은 이소부틸 크산테이트와 부틸아민 흑색 분말(4:1)을 위한 전통적인 부유제를 사용하여 산 세척 환경에서 석영으로부터 황철석을 부유시킬 수 있습니다. 복용량은 약 200ppmw입니다.
일메나이트 부유선광은 일반적으로 올레산나트륨(0.21mol/L)을 부유제로 사용하여 pH를 4~10으로 조정한다. 티탄산염 표면의 올레산염 이온과 철 입자 사이에 화학 반응이 일어나 올레산염 철이 생성되고, 이 올레산염 이온은 화학적으로 흡착되어 티탄산염을 더 나은 부유성으로 유지합니다. 최근 개발된 탄화수소계 포스폰산 포집제는 티탄나이트에 대한 선택성과 포집 성능이 우수합니다.
(3) 산침출공정
산 침출 공정의 주요 목적은 산성 용액에서 용해성 철 미네랄을 제거하는 것입니다. 산 침출의 정화 효과에 영향을 미치는 요인에는 석영 모래 입자 크기, 온도, 시간, 산 유형, 산 농도, 고액 비율 등이 포함되며 온도 및 산 용액을 증가시킵니다. 석영 입자의 농축 및 반경 감소는 Al의 침출 속도 및 침출 속도를 증가시킬 수 있습니다. 단일 산의 정제 효과는 제한적이며, 혼합 산은 시너지 효과를 가지므로 Fe 및 K와 같은 불순물 원소의 제거율을 크게 높일 수 있습니다. 일반적인 무기산은 HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4입니다. , H2C2O4 등 일반적으로 2종 이상을 일정 비율로 혼합하여 사용한다.
옥살산은 산 침출에 일반적으로 사용되는 유기산입니다. 용해된 금속 이온과 비교적 안정적인 착물을 형성할 수 있으며, 불순물이 쉽게 씻겨 나옵니다. 복용량이 적고 철 제거율이 높다는 장점이 있습니다. 어떤 사람들은 옥살산의 정제를 돕기 위해 초음파를 사용하며 기존의 교반 및 탱크 초음파와 비교하여 프로브 초음파가 가장 높은 Fe 제거율을 가지며 옥살산의 양은 4g/L 미만이며 철 제거율은 75.4%.
묽은 산과 불산이 있으면 Fe, Al, Mg 등의 금속 불순물을 효과적으로 제거할 수 있지만, 불산은 석영 입자를 부식시킬 수 있으므로 불산의 양을 조절해야 합니다. 다양한 유형의 산을 사용하는 것도 정제 공정의 품질에 영향을 미칩니다. 그 중 HCl과 HF의 혼합산이 가공 효과가 가장 좋습니다. 어떤 사람들은 자기 분리 후 석영 모래를 정화하기 위해 HCl과 HF 혼합 침출제를 사용합니다. 화학적 침출을 통해 불순물 원소의 총량은 40.71μg/g이고, SiO2의 순도는 99.993wt%로 높습니다.
(4) 미생물 침출
최근에는 철을 제거하기 위해 개발된 기술인 석영사 입자 표면에 철을 함침시키거나 얇은 막의 철을 침출시키기 위해 미생물을 사용한다. 외국 연구에 따르면 Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus 및 기타 미생물을 사용하여 석영 필름 표면의 철을 침출하면 좋은 결과를 얻었으며 그중 Aspergillus niger의 철 침출 효과가 최적인 것으로 나타났습니다. Fe2O3의 제거율은 대부분 75% 이상이며, Fe2O3 정광의 등급은 0.007%만큼 낮습니다. 그리고 대부분의 세균과 곰팡이를 사전 배양하여 철분을 침출시키는 효과가 더 좋은 것으로 나타났다.
2.2 태양광유리용 석영사의 기타 연구 경과
Peng Shou[5] 등은 산의 양을 줄이고 하수 처리의 난이도를 낮추며 환경친화적이라고 주장합니다. 비산세 공정으로 10ppm 저철분 석영사를 제조하는 방법을 공개하였다. 천연맥석영을 원료로 하고, 3단계 파쇄를 거쳐 1단계 분쇄와 2단계 분급을 통해 0.1~0.7mm의 그릿을 얻을 수 있다. ; 모래는 자기 분리의 첫 번째 단계와 기계적 철 및 철 함유 광물의 강력한 자기 제거의 두 번째 단계에 의해 분리되어 자기 분리 모래를 얻습니다. 모래의 자기 분리는 두 번째 단계 부유에 의해 이루어집니다. Fe2O3 함량은 10ppm 저철 석영 모래보다 낮습니다. 부유선광은 H2SO4를 조절기로 사용하고 pH=2~3을 조정하며 올레산 나트륨과 코코넛 오일 기반 프로필렌 디아민을 수집기로 사용합니다. . 준비된 석영 모래 SiO2≥99.9%, Fe2O3≤10ppm은 광학 유리, 광전 디스플레이 유리 및 석영 유리에 필요한 규산질 원료 요구 사항을 충족합니다.
한편, 고품질 석영 자원이 고갈됨에 따라 저가 자원의 포괄적인 활용이 널리 주목을 받고 있습니다. 중국 건축자재 Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd.의 Xie Enjun은 고령토 광미를 사용하여 광전지 유리용 저철분 석영사를 준비했습니다. Fujian 고령토 광미의 주요 광물 구성은 석영이며, 여기에는 고령토, 운모 및 장석과 같은 불순물 광물이 소량 포함되어 있습니다. 고령토 광미는 "분쇄-수압 분류-자기 분리-부상"의 선광 공정으로 처리된 후 0.6~0.125mm 입자 크기의 함량이 95%보다 크고 SiO2는 99.62%, Al2O3는 0.065%, Fe2O3는 92×10-6 미세 석영사는 광전지 유리용 저철분 석영사의 품질 요구 사항을 충족합니다.
중국 지질과학원 정저우 광물자원 종합 이용 연구소의 Shao Weihua 등은 발명 특허를 발표했습니다. 즉, 고령토 광미에서 고순도 석영 모래를 제조하는 방법입니다. 방법 단계는 다음과 같습니다. 고령토 광미는 원광석으로 사용되며, +0.6mm 재료를 얻기 위해 교반 및 스크럽 후 체질됩니다. 비. +0.6mm 물질을 분쇄하여 분류하고, 0.4mm0.1mm 광물물질을 자력분리작업을 진행하여 자성물질과 비자성물질을 얻기 위해서는 비자성물질을 중력분리작업에 들어가 비중분리 경질광물과 중력 분리 중광물과 중력 분리 경광물은 재분쇄 작업에 들어가 선별하여 +0.1mm 광물을 얻습니다. c.+0.1mm 광물은 부유선광 농축액을 얻기 위해 부유선광 작업에 들어갑니다. 부유정광의 상부수를 제거한 후 초음파로 산세한 후 체로 거른 후 +0.1mm의 조대물을 고순도 석영사로 얻는다. 본 발명의 방법은 고품질의 석영 정광 제품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 처리 시간이 짧고 공정 흐름이 간단하며 에너지 소비가 낮고 얻은 석영 정광의 품질이 높아 고순도의 품질 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 석영.
고령토 광미에는 다량의 석영 자원이 포함되어 있습니다. 선광, 정제 및 심층 가공을 통해 광전지 초백색 유리 원료 사용 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이는 또한 고령토 광미 자원의 포괄적인 활용에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다.
3. 태양광유리용 저철분 석영사 시장개요
한편, 2020년 하반기에는 확장이 제한된 생산 능력이 고도 번영 속에서 폭발적인 수요를 감당할 수 없습니다. 태양광유리는 수요와 공급이 불균형해 가격이 급등하고 있다. 많은 태양광 모듈 회사의 공동 요청에 따라 2020년 12월 산업 정보 기술부는 태양광 압연 유리 프로젝트가 용량 교체 계획을 수립할 수 없음을 명확히 하는 문서를 발행했습니다. 새로운 정책의 영향을 받아 2021년부터 광전지 유리 생산량이 증가할 것입니다. 공개 정보에 따르면 21/22의 명확한 생산 계획이 있는 압연 광전지 용량은 22250/26590t/d에 도달할 것이며, 연간 성장률은 68.4/48.6%입니다. 정책적, 수요적 보장 측면에서 태양광모래는 폭발적인 성장을 이룰 것으로 예상된다.
2015-2022년 태양광유리 산업 생산능력
한편, 태양광유리 생산능력의 급격한 증가는 저철규사 공급이 공급을 초과하게 되어 실제 태양광유리 생산능력의 생산을 제한할 수 있다. 통계에 따르면 2014년부터 우리나라 국내 석영사 생산량은 전반적으로 국내 수요보다 약간 낮고 수요와 공급이 긴밀한 균형을 유지하고 있다.
동시에 우리나라 국내 저철석 석영 사금 자원은 부족하여 광동성 하원, 광시성 북해, 안후이성 풍양, 강소성 동해에 집중되어 있어 다량을 수입해야 합니다.
저철분 초백색 석영사는 최근 몇 년간 중요한 원자재(원료비의 약 25%를 차지) 중 하나이다. 가격도 상승세를 보이고 있습니다. 과거에는 오랫동안 톤당 200위안 정도였습니다. 20년 만에 1분기 전염병이 발생한 이후 높은 수준에서 하락해 현재 당분간 안정적인 운영을 유지하고 있다.
2020년 우리나라 전체 석영사 수요는 9,093만 톤, 생산량은 8,765만 톤, 순수입량은 327.8만 톤에 달할 것이다. 공개된 정보에 따르면 용융유리 100kg에 들어있는 석영석의 양은 약 72.2kg이다. 현재 확장 계획에 따르면 2021/2022년 태양광 유리 생산 능력 증가는 연간 생산량에 따라 3.23/24500t/d에 도달할 수 있습니다. 360일 동안 계산하면 총 생산량은 새로 증가한 저전력 수요에 해당합니다. - 철 규사 8억 3600만/6억 3500만 톤/년, 즉 2021/2022년에 광전지 유리로 인해 발생한 저철 규사에 대한 새로운 수요는 2020년 전체 석영사 수요의 9.2%/7.0%를 차지할 것입니다. . 저철분 규사는 전체 규사 수요의 일부에 불과하다는 점을 고려하면, 태양광유리 생산능력의 대규모 투자로 인한 저철분 규사 수급압력은 저철분 규사 수요압력보다 훨씬 높을 수 있다. 전체 석영사 산업.
—Powder Network의 기사
게시 시간: 2021년 12월 11일