국가의 "탄소 피크 및 탄소 중립" 전략 계획에 따르면 "14차 5개년 계획" 기간 동안 태양광 산업은 폭발적인 발전으로 이어질 것입니다.태양광 산업의 발발은 전체 산업 체인에 "부를 창출"했습니다.이 눈부신 사슬에서 태양광 유리는 필수 불가결한 연결 고리입니다.오늘날 에너지 절약과 환경 보호를 내세우며 태양광 유리에 대한 수요가 날로 증가하고 있으며 수요와 공급의 불균형이 존재합니다.이와 함께 태양광 유리의 중요한 소재인 저철분·초백색 석영사도 상승세를 보이며 가격이 오르고 공급이 부족한 상황이다.업계 전문가들은 저철분 석영 모래가 10년 이상 장기적으로 15% 이상 증가할 것으로 예측합니다.태양광의 강한 바람 아래 저철분 석영 모래 생산이 많은 주목을 받았습니다.
1. 태양광 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 장기 발전 효율에서 중심적인 역할을 합니다.석영 모래의 철 이온은 염색하기 쉽고 원래 유리의 높은 태양 투과율을 보장하기 위해 태양광 유리의 철 함량은 일반 유리보다 낮고 규소 순도가 높은 저철분 석영 모래 불순물 함량이 낮은 것을 사용해야 합니다.
현재 우리나라에서 채광하기 쉬운 고품질 저철분 석영사는 거의 없으며 주로 하원, 광시, 펑양, 안후이, 하이난 등지에 분포한다.미래에는 태양 전지용 초백색 양각 유리의 생산 능력이 증가함에 따라 생산 면적이 제한된 고품질 석영 모래가 상대적으로 희소한 자원이 될 것입니다.고품질의 안정적인 석영사의 공급은 향후 태양광 유리 업체의 경쟁력을 제약할 것입니다.따라서 석영사에서 철, 알루미늄, 티타늄 및 기타 불순물 원소의 함량을 효과적으로 줄이고 고순도 석영사를 제조하는 방법은 뜨거운 연구 주제입니다.
2. 태양광 유리용 저철분 석영 모래 생산
2.1 태양광 유리용 석영 모래 정제
현재 업계에서 성숙하게 적용된 전통적인 석영 정제 공정에는 분류, 스크러빙, 하소-수 담금질, 분쇄, 체질, 자기 분리, 중력 분리, 부유 선광, 산 침출, 미생물 침출, 고온 탈기 등이 포함됩니다. 심층 정제 공정에는 염소화 로스팅, 조사 색상 분류, 초전도 자기 분류, 고온 진공 등이 포함됩니다.국내 석영 모래 정제의 일반적인 선광 공정도 초기 "분쇄, 자기 분리, 세척"에서 "분리 → 거친 분쇄 → 소성 → 수냉 → 분쇄 → 스크리닝 → 자기 분리 → 부상 → 산 결합 선광 공정으로 발전했습니다. 침지 → 세척 → 건조, 마이크로파, 초음파 및 기타 전처리 또는 보조 정화 수단과 결합하면 정화 효과가 크게 향상됩니다.태양광 유리의 낮은 철 요구 사항을 고려하여 석영 모래 제거 방법의 연구 개발이 주로 소개됩니다.
일반적으로 철은 석영 광석에서 다음과 같은 6가지 일반적인 형태로 존재합니다.
① 점토 또는 고령토 장석에 미립자 형태로 존재
②산화철 피막의 형태로 석영 입자의 표면에 부착
③적철광, 자철광, 스페큘라라이트, 키나이트 등의 철광물 또는 운모, 각섬석, 석류석 등의 철함유광물
④석영입자 내부에 렌즈나 침지상태
⑤ 수정 내부에 고용체 상태로 존재
⑥ 파쇄 및 분쇄 과정에서 일정량의 2차 철이 혼합된다.
석영에서 철 함유 광물을 효과적으로 분리하려면 먼저 석영 광석에서 철 불순물의 발생 상태를 확인하고 철 불순물 제거를 달성하기 위해 합리적인 선광 방법 및 분리 공정을 선택해야 합니다.
(1) 자기 분리 공정
자기 분리 공정은 결합 입자를 포함하는 적철광, 갈철광 및 흑운모와 같은 약한 자성 불순물 광물을 최대한 제거 할 수 있습니다.자기강도에 따라 자기분리는 강한 자기분리와 약한 자기분리로 나눌 수 있다.강한 자기 분리는 일반적으로 젖은 강한 자기 분리기 또는 높은 기울기 자기 분리기를 채택합니다.
일반적으로 갈철광, 적철광, 흑운모 등과 같은 약한 자성 불순물 광물을 주로 포함하는 석영 모래는 8.0×105A/m 이상의 값에서 습식 강자성 기계를 사용하여 선택할 수 있습니다.철광석이 주를 이루는 강한 자성 광물의 경우에는 약한 자성기나 중자성기를 사용하여 분리하는 것이 좋다.[2] 최근에는 고구배의 강한 자기장 자기 분리기의 적용으로 과거에 비해 자기 분리 및 정화 기능이 크게 향상되었다.예를 들어, 전자유도 롤러 방식의 강력한 자기 분리기를 사용하여 2.2T 자기장 강도에서 철을 제거하면 Fe2O3의 함량을 0.002%에서 0.0002%로 줄일 수 있습니다.
(2) 부상 공정
부유선광은 광물 입자의 표면에서 서로 다른 물리적, 화학적 특성을 통해 광물 입자를 분리하는 과정입니다.주요 기능은 석영 모래에서 관련 광물 운모 및 장석을 제거하는 것입니다.철 함유 광물과 석영의 부유선광 분리를 위해서는 철 불순물의 발생 형태와 입도별 분포 형태를 파악하는 것이 철 제거를 위한 적절한 분리 공정을 선택하는 열쇠입니다.대부분의 철 함유 광물은 5 이상의 영전점을 가지며 산성 환경에서 양전하를 띠며 이론적으로 음이온 수집기의 사용에 적합합니다.
지방산(비누), 하이드로카빌 설포네이트 또는 설페이트는 산화철 광석의 부유선광을 위한 음이온 수집기로 사용할 수 있습니다.황철석은 이소부틸 크산테이트와 부틸아민 흑색 분말(4:1)에 대한 기존의 부유선광제를 사용하여 산세척 환경에서 석영으로부터 황철광을 부유시킬 수 있습니다.복용량은 약 200ppmw입니다.
일메나이트의 부유선광은 일반적으로 올레산나트륨(0.21mol/L)을 부유제로 사용하여 pH를 4~10으로 조정합니다.일메나이트 표면의 올레산 이온과 철 입자 사이에 화학 반응이 일어나 올레산 철을 생성하며, 이는 화학적으로 흡착된 올레산 이온은 일메나이트를 부유성을 좋게 유지합니다.최근 개발된 탄화수소계 포스폰산 포집기는 일메나이트에 대한 선택성과 포집 성능이 우수하다.
(3) 산 침출 공정
산 침출 공정의 주요 목적은 산성 용액에서 가용성 철 광물을 제거하는 것입니다.산침출의 정화효과에 영향을 미치는 요인으로는 석영사 입자의 크기, 온도, 시간, 산의 종류, 산 농도, 고액비 등이 있으며 온도와 산용액을 증가시킨다.석영 입자의 농도와 반경을 줄이는 것은 Al의 침출 속도와 침출 속도를 증가시킬 수 있습니다.단일 산의 정화 효과는 제한적이며 혼합 산은 상승 효과가 있어 Fe 및 K와 같은 불순물 원소의 제거율을 크게 높일 수 있습니다. 일반적인 무기산은 HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4입니다. , H2C2O4, 일반적으로 2종 이상을 일정 비율로 혼합하여 사용한다.
옥살산은 산 침출에 일반적으로 사용되는 유기산입니다.용해된 금속 이온과 비교적 안정한 착물을 형성할 수 있으며 불순물이 쉽게 씻겨 나옵니다.그것은 낮은 복용량과 높은 철 제거율의 장점이 있습니다.어떤 사람들은 옥살산의 정제를 돕기 위해 초음파를 사용하고 기존의 교반 및 탱크 초음파와 비교할 때 프로브 초음파가 가장 높은 Fe 제거율을 가지며 옥살산의 양이 4g / L 미만이며 철 제거율이 도달한다는 것을 발견했습니다. 75.4%.
묽은 산과 불산의 존재는 Fe, Al, Mg와 같은 금속 불순물을 효과적으로 제거할 수 있지만, 불산은 석영 입자를 부식시킬 수 있으므로 불산의 양을 조절해야 한다.다양한 유형의 산을 사용하면 정제 공정의 품질에도 영향을 미칩니다.그 중 HCl과 HF의 혼합산이 가공효과가 가장 우수하다.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 높다.
(4) 미생물 침출
미생물을 이용하여 박막 철을 침출시키거나 석영 모래 입자의 표면에 철을 함침시키는 방법은 최근 개발된 철 제거 기술이다.외국 연구에 따르면 Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus 및 기타 미생물을 사용하여 석영 필름 표면의 철을 침출시키는 것이 좋은 결과를 얻었으며 그 중 Aspergillus niger의 철 침출 효과가 최적입니다.Fe2O3의 제거율은 대부분 75% 이상이고 Fe2O3 정광의 등급은 0.007%로 낮습니다.그리고 대부분의 세균과 곰팡이가 미리 배양된 상태에서 철을 침출시키는 효과가 더 좋은 것으로 밝혀졌다.
2.2 태양광 유리용 석영 모래의 기타 연구 진행 상황
산의 양을 줄이고 하수 처리의 어려움을 줄이며 환경 친화적이기 위해 Peng Shou [5] et al.10ppm의 저철분 석영사를 무산세 공정으로 제조하는 방법을 개시했다. 천연광석 석영을 원료로 3단계 분쇄, 1단계 분쇄 및 2단계 분급으로 0.1~0.7mm 입자를 얻을 수 있다. ;그릿은 자기 분리의 첫 번째 단계와 기계적 철 및 철 함유 광물의 강력한 자기 제거의 두 번째 단계로 분리되어 자기 분리 모래를 얻습니다.모래의 자기 분리는 두 번째 단계의 부유선광에 의해 얻어집니다. Fe2O3 함량은 10ppm 미만의 저철분 석영 모래, 부유선광은 조절기로 H2SO4를 사용하고 pH=2~3을 조정하고 올레산 나트륨 및 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 원료의 요구 사항을 충족합니다.
한편, 고품질 석영 자원의 고갈과 함께 저가 자원의 종합적인 활용이 널리 주목받고 있다.중국 건축 자재 Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd.의 Xie Enjun은 카올린 찌꺼기를 사용하여 태양광 유리용 저철분 석영 모래를 준비했습니다.복건 고령토 광미의 주요 광물 구성은 석영이며, 여기에는 카올리나이트, 운모, 장석과 같은 불순물 광물이 소량 포함되어 있습니다.카올린 광미는 "분쇄-유압 분류-자기 분리-부양"의 선광 공정으로 처리 된 후 0.6 ~ 0.125mm 입자 크기의 함량이 95 % 이상이고 SiO2는 99.62 %, Al2O3는 0.065 %, Fe2O3는 92×10-6 미세 석영 모래는 태양광 유리용 저철분 석영 모래의 품질 요구 사항을 충족합니다.
중국 지질 과학 아카데미의 Zhengzhou 광물 자원 종합 이용 연구소의 Shao Weihua와 다른 사람들은 발명 특허를 발표했습니다: 고령토 찌꺼기에서 고순도 석영 모래를 준비하는 방법.방법 단계: a.고령토 광미는 원료 광석으로 사용되며, 이는 +0.6mm 재료를 얻기 위해 교반되고 문질러진 후 체질됩니다.비.+0.6mm 재료는 연마분급, 0.4mm0.1mm 광물 재료는 자기 분리 작업을 하고, 자성 물질과 비자성 물질을 얻기 위해 비자성 물질은 중력 분리 작업에 들어가 중력 분리 가벼운 광물과 중력 분리 중광물 및 중력 분리 경광물은 +0.1mm 광물을 얻기 위해 선별 작업에 들어가 재분쇄 작업을 수행합니다.c.+0.1mm 광물은 부유 농축물을 얻기 위해 부유 선광 작업에 들어갑니다.부유선광 농축물의 상층수를 제거하고 초음파로 산세한 후 체에 걸러 +0.1mm의 조대재를 고순도 석영사 형태로 얻는다.본 발명의 방법은 고품질의 석영 정광 제품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 가공 시간이 짧고 공정 흐름이 간단하고 에너지 소비가 낮고 석영 정광의 품질이 우수하여 고순도의 품질 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 석영.
고령토 광미에는 많은 양의 석영 자원이 포함되어 있습니다.선광, 정제 및 심층 가공을 통해 태양광 초백색 유리 원료 사용에 대한 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.이것은 또한 고령토 광미 자원의 포괄적인 활용을 위한 새로운 아이디어를 제공합니다.
3. 태양광 유리용 저철분 석영사의 시장개요
한편, 2020년 하반기에는 증설에 제약이 있는 생산능력이 고도성장 아래 폭발적인 수요를 감당할 수 없다.태양광 유리의 수급이 불균형하고 가격이 치솟고 있습니다.2020년 12월 많은 태양광 모듈 기업의 공동 소집에 따라 산업 정보 기술부는 태양광 압연 유리 프로젝트가 용량 교체 계획을 공식화하지 않을 수 있음을 명확히 하는 문서를 발행했습니다.새 정책의 영향으로 2021년부터 태양광 유리 생산 성장률이 확대됩니다. 공공 정보에 따르면 21/22에 생산 계획이 명확한 압연 태양광 유리 생산 능력은 22250/26590t/d, 68.4/48.6%의 연간 성장률.정책 및 수요측 보증의 경우 태양광 모래는 폭발적인 성장을 이끌 것으로 예상됩니다.
2015-2022년 태양광 유리 산업 생산 능력
한편, 태양광 유리 생산 능력의 실질적인 증가는 저철분 규사의 공급을 초과하여 태양광 유리 생산 능력의 실제 생산을 제한할 수 있습니다.통계에 따르면 2014년부터 우리나라 국내 석영사 생산량은 대체로 국내 수요보다 약간 낮았고 수급 균형을 유지하고 있다.
동시에 우리나라의 저철분 석영 사금재 자원은 희소하여 광동성 하원, 광시 북해, 안휘 펑양, 강소 동해에 집중되어 있어 대량으로 수입해야 합니다.
저철분 초백색 석영사는 최근 몇 년 동안 중요한 원료 중 하나입니다(원재료 비용의 약 25%를 차지함).가격도 올랐습니다.과거에는 오랫동안 200위안/톤 정도였습니다.20년 만에 Q1 전염병이 발생한 후 높은 수준에서 떨어졌으며 현재 당분간 안정적인 운영을 유지하고 있습니다.
2020년 우리나라 전체 석영사 수요량은 9093만 톤, 생산량은 8765만 톤, 순수입량은 3278만 톤이 될 것이다.공개된 정보에 따르면 100kg의 용융 유리에 포함된 석영석의 양은 약 72.2kg입니다.현재 확장 계획에 따르면 2021/2022년 태양광 유리의 용량 증가는 연간 생산량에 따라 3.23/24500t/d에 도달할 수 있습니다. -철 규사 8억 3,600만 톤/6억 3,500만 톤/년, 즉 2021/2022년 태양광 유리로 인한 저철분 규사의 신규 수요가 2020년 전체 석영사 수요의 9.2%/7.0%를 차지할 것입니다. .저철분 규사는 전체 규사 수요의 일부에 불과하다는 점을 감안할 때 태양광 유리 생산 능력의 대규모 투자로 인한 저철분 규사의 수급 압력은 규사 수요보다 훨씬 클 수 있다. 전체 석영 모래 산업.
-파우더 네트워크 기사
게시 시간: 2021년 12월 11일