中国粉体网讯 光伏玻璃，是太阳能电池组件的组成部分之一，随着国内光伏产业的迅猛发展和政策支持，中国光伏玻璃行业产能和产量不断攀升，同时也对光伏玻璃的质量提出了更高的要求。如今应用最广的光伏玻璃是晶硅组件使用的超白压花玻璃，也是光伏玻璃最主流的产品。
光伏玻璃对石英砂的质量要求
目前，太阳能用玻璃国家标准为《GB/T 30984.1-2015》，其中规定，超白压花玻璃Fe2O3含量应不高于0.015%。
当前光伏玻璃用低铁石英砂质量要求的行业标准为《JC/T2314-2015光伏玻璃用硅质原料》，各个企业在执行过程中有偏差。石英砂形成过程中伴随着大量的杂质矿物，无法直接找到未经处理就可以满足光伏玻璃生产用的低铁石英砂，加工后才能用于光伏玻璃的配料。光伏玻璃对石英砂的质量要求主要体现在四方面：铁含量、钛含量、粒度、难熔重矿物。
铁含量：光伏玻璃用石英砂和普通玻璃用石英砂的明显区别就在于铁含量的多少；光伏玻璃中要求石英砂的含铁量不超过100ppm。
钛含量：石英砂中的含钛氧化物会使玻璃着色，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钛量不超过300ppm。
粒度：石英砂的粒度大小及级配会影响光伏玻璃的质量。粒度要求为0.71-0.104mm，且0.104mm以下占比不超过5%。
难熔重矿物：石英砂中含有部分铬铁矿、锆英石，属于难熔重矿物，容易在光伏玻璃上形成结石，对后期成品加工产生影响。所以，光伏玻璃用石英砂对于难熔重矿物的总量要求≤5ppm（以Cr2O3计），单个颗粒直径≤0.25mm。
光伏玻璃用石英砂资源
制作太阳能光伏玻璃所用石英资源多采用石英岩、石英砂岩等。光伏玻璃生产需要含铁量较低的超白石英岩砂矿，占玻璃成本13%左右；国内优质低铁超白石英砂矿较为稀缺，集中分布在安徽凤阳、广东河源、湖南、广西和海南等地，行业存在一定的天然垄断性；以目前光伏玻璃龙头为例，信义光能和福莱特的生产基地集中在广西北海、安徽芜湖及凤阳等地，配套高质量的硅砂矿，原材料质量稳定且成本低廉，有利于提高成品稳定性降低生产成本。
石英岩
石英岩是一种由石英砂岩或其他硅质岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石，其石英伴生矿物除长石、云母和黏土矿物以外，往往还含有微量的电气石、赤铁矿和锆英石等。与石英砂岩相比，其矿石致密坚硬，硬度较高。我国石英岩资源十分丰富，开发利用量大，如安徽凤阳、青海德令哈、青海大通、青海湟中、青海乐都、江西遂川、陕西汉中、辽宁庄河、山东昌邑、山东栖霞等。
石英砂岩
石英砂岩是一种固结的砂质岩石，其石英和硅质碎屑含量一般在95%以上，副矿物多为长石和高岭石、伊利石、蒙脱石等黏土矿物，重矿物含量很少，有黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、电气石、金红石等。胶结物一般为硅质，主要有蛋白石、玉髓等，硅质胶结石英砂岩又称为硅质石英砂岩。此外，还有钙质、铁质、海绿石质的石英砂岩，白云质胶结的石英砂岩少见。我国石英砂岩资源丰富，分布广泛，如四川江油、山东兰陵、山东沂水、重庆永川、广东东源、内蒙古达拉特旗、河北赞皇、湖南溆浦、陕西城固、宁夏石嘴山等，以及近年报道的四川沐川、云南大关-彝良等。
光伏玻璃用石英砂的加工提纯
自然界中，很少能找到未经处理就可以满足玻璃生产用的原料矿源，尤其是超白玻璃，对原料的要求尤其是原料中铁含量的要求非常严格，因此必须去除石英砂中的含铁杂质。
水洗和分级脱泥
在石英原料的破碎过程中，不可避免的带来了泥土等杂质。水洗和分级脱泥是一种矿石入选前的预处理方法，这种方法可以使泥土溶解，此时，石英砂中SiO2的纯度与石英砂粒度的大小有关，即随着石英砂的粒度变小而降低，而铁杂质矿物的含量则随着石英砂粒径变小而变大，这是因为原砂粒径变小，则其表面积就会变大，颗粒表面与水的接触面积越大，加速了颗粒表面泥土的溶解，从而使泥土与石英分离。
机械擦洗
擦洗是通过用机器来增加外部的作用力提高石英砂颗粒之间的相互碰撞，继而使砂粒之间产生了磨削力，使其表面粘附的薄膜铁和泥土杂质与砂粒分离。根据多年的研究发现，石英砂矿物中的集合体也可以因为受到这种外力的作用，使集合体发生解离，方便了后续的提纯。
磁选法
磁选法是利用磁力将磁性矿物和非磁性矿物分离的方法，利用这种方法，可以把原砂中与砂粒表面紧紧黏结着的赤铁矿、褐铁矿和黑云母、钛铁矿、黄铁矿和石榴石等弱磁性杂质矿物去除，也可去除带有磁性矿物包裹体的杂质。为了达到此目的，磁选机必须满足作用在磁性矿物上的磁力大于作用于磁性矿粒上的所有机械力的合力，才能使磁性矿物与非磁性矿物分离。
浮选法
根据不同矿物密度及物理性质的差异，可以利用浮选法来降低石英砂中杂质铁的含量。根据所采用活化剂的差异，可划分为三种：第一种是有氟有酸法，该种方法效果好、操作简单、指标稳定，但其污染较为严重，对生态破坏较大；第二种是无氟有酸法，相较第一种方法，减少氟的使用使得其对生态的破坏大大降低，但强酸提高了浮选设备的腐蚀损耗；第三种方法是无氟无酸法，这种方法技术要求较高，工艺流程复杂，目前应用较少。
酸浸法
酸浸除铁法主要是利用石英不溶于酸（氢氟酸除外），其它杂质矿物能被酸溶解的特点，从而达到对石英砂的进一步提纯。酸浸法不仅仅能将铁质从石英砂中去除，同时对非金属杂质矿物也有较好的效果。目前，酸浸法主要包括单酸浸法和混合酸浸法两种。单酸浸法主要针对杂质比较单一的石英砂。混合酸浸法是将不同的酸混合在一起，协同去除石英砂中的各类杂质，去除效率更高，产品纯度也较好。
超声波除铁
超声波除铁工艺是利用超声波在水中发生空化过程中产生冲击波，冲击波使得石英砂颗粒表面的含铁杂质脱离进入溶液，达到除铁的目的。超声波除铁可以有效去除石英砂颗粒表面的次生铁质薄膜，但其工艺方法比较昂贵，多用于高附加值、精密硅产业领域。
微生物浸出法
利用微生物除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁是最新发展起来的一种新型除铁技术，目前正处于实验室研究阶段。研究结果表明，黑曲霉素菌、青霉菌、梨形毛菌、假单胞菌类、杆菌类、多粘芽孢杆菌、乳酸小球菌等微生物菌群对石英砂表面氧化铁，具有较好的去除效果。
光伏玻璃用石英砂的需求量
近年来，随着光伏行业的迅速发展，市场需求进一步扩大，相关企业纷纷引入国外先进技术、大力投入研发、拓展产线，实现光伏玻璃国产化，光伏玻璃产量实现稳步增长。受产业链需求带动，光伏玻璃行业经历产能快速扩张，近两年产能产量翻番有余。
据相关数据，每生产一吨光伏玻璃大约需要0.71吨低铁石英砂；熔化量1000t/d的光伏玻璃生产线，年产量为33万吨光伏玻璃。根据国内光伏玻璃听证会信息进行预测：预计2023年年底我国光伏玻璃在产日熔量为10万t/d；低铁石英砂7.1万t/d；2024年年底我国光伏玻璃在产日熔量为12万t/d；低铁石英砂8.5万t/d；2025年年底我国光伏玻璃在产日熔量为13.5万t/d；低铁石英砂9.6万t/d，由此可见，光伏玻璃产量和低铁石英砂的需求量将会稳步增加。
来源：
信义玻璃.低铁石英砂在光伏玻璃中的应用及发展趋势
孙红娟.光伏产业链三种不同石英原料的判别与加工
谢兵等.超白玻璃用石英原料深加工技术进展
汪灵.石英的矿床工业类型与应用特点
胡宏坤等.石英砂除铁方法简述——以凤阳县石英砂矿企业为例
（中国粉体网编辑整理/初末）
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