Gjatë periudhës së “Planit pesëvjeçar të 14-të”, sipas planit strategjik të vendit “maja e karbonit dhe neutraliteti i karbonit”, industria fotovoltaike do të çojë në zhvillim shpërthyes. Shpërthimi i industrisë fotovoltaike ka “krijuar pasuri” për të gjithë zinxhirin industrial. Në këtë zinxhir verbues, xhami fotovoltaik është një hallkë e domosdoshme. Sot, duke mbrojtur ruajtjen e energjisë dhe mbrojtjen e mjedisit, kërkesa për xhami fotovoltaik po rritet dita-ditës dhe ka një çekuilibër midis ofertës dhe kërkesës. Në të njëjtën kohë, është rritur edhe rëra kuarci me përmbajtje të ulët hekuri dhe ultra të bardhë, një material i rëndësishëm për xhamin fotovoltaik, si dhe është rritur çmimi dhe furnizimi është në mungesë. Ekspertët e industrisë parashikojnë se rëra kuarci me përmbajtje të ulët hekuri do të ketë një rritje afatgjatë prej më shumë se 15% për më shumë se 10 vjet. Nën erën e fortë të fotovoltaikëve, prodhimi i rërës kuarci me përmbajtje të ulët hekuri ka tërhequr shumë vëmendje.
1. Rërë kuarci për xhami fotovoltaik
Xhami fotovoltaik përdoret përgjithësisht si paneli i kapsulimit të moduleve fotovoltaike dhe është në kontakt të drejtpërdrejtë me mjedisin e jashtëm. Rezistenca e tij ndaj motit, forca, transmetimi i dritës dhe tregues të tjerë luajnë një rol qendror në jetën e moduleve fotovoltaike dhe efikasitetin afatgjatë të prodhimit të energjisë. Jonet e hekurit në rërën e kuarcit janë të lehta për t'u ngjyrosur, dhe për të siguruar transmetencë të lartë diellore të xhamit origjinal, përmbajtja e hekurit në xhamin fotovoltaik është më e ulët se ajo e xhamit të zakonshëm dhe rëra kuarci me pak hekur me pastërti të lartë silikoni dhe duhet të përdoret përmbajtja e ulët e papastërtive.
Aktualisht, ka pak rërë kuarci me cilësi të ulët hekuri që janë të lehta për t'u nxjerrë në vendin tonë, dhe ato shpërndahen kryesisht në Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Hainan dhe vende të tjera. Në të ardhmen, me rritjen e kapacitetit prodhues të xhamit ultra të bardhë të stampuar për qelizat diellore, rëra kuarci me cilësi të lartë me sipërfaqe të kufizuar prodhimi do të bëhet një burim relativisht i pakët. Furnizimi me rërë kuarci me cilësi të lartë dhe të qëndrueshme do të kufizojë konkurrencën e kompanive të xhamit fotovoltaik në të ardhmen. Prandaj, si të zvogëloni në mënyrë efektive përmbajtjen e hekurit, aluminit, titanit dhe elementëve të tjerë të papastërtive në rërën kuarci dhe të përgatitni rërë kuarci me pastërti të lartë është një temë e nxehtë kërkimore.
2. Prodhimi i rërës kuarci me përmbajtje të ulët hekuri për xhami fotovoltaik
2.1 Pastrimi i rërës kuarci për xhami fotovoltaik
Aktualisht, proceset tradicionale të pastrimit të kuarcit që aplikohen në mënyrë të pjekur në industri përfshijnë klasifikimin, pastrimin, kalcinimin me ujë, bluarjen, sitën, ndarjen magnetike, ndarjen nga graviteti, flotacionin, kullimin me acid, shpëlarjen mikrobike, degazimin në temperaturë të lartë, etj. Proceset e pastrimit të thellë përfshijnë pjekjen e klorur, renditjen e ngjyrave të rrezatuara, renditjen magnetike superpërcjellëse, vakum me temperaturë të lartë etj. Procesi i përgjithshëm i përfitimit të pastrimit të rërës së kuarcit shtëpiak është zhvilluar gjithashtu nga "bluarja, ndarja magnetike, larja" e hershme në "ndarja → shtypja e trashë → kalcinimi → shuarja e ujit → bluarja → grimcimi → ndarja magnetike → notimi → acidi Procesi i kombinuar i përfitimit i zhytjes→larje→tharje, e kombinuar me mikrovalë, tejzanor dhe mjete të tjera për para-trajtim ose pastrim ndihmës, përmirëson shumë efektin e pastrimit. Duke pasur parasysh kërkesat e ulëta të hekurit të xhamit fotovoltaik, kryesisht prezantohen kërkimi dhe zhvillimi i metodave të heqjes së rërës kuarci.
Në përgjithësi hekuri ekziston në gjashtë format e mëposhtme të zakonshme në mineralin e kuarcit:
① Ekzistojnë në formën e grimcave të imta në argjilë ose feldspat të kaolinizuar
②Ngjitur në sipërfaqen e grimcave të kuarcit në formën e filmit të oksidit të hekurit
③Mineralet e hekurit si hematiti, magnetiti, speculariti, kiniti etj. ose minerale me përmbajtje hekuri si mikë, amfibol, granatë, etj.
④Është në gjendje zhytjeje ose lente brenda grimcave të kuarcit
⑤ Ekziston në gjendjen e tretësirës së ngurtë brenda kristalit të kuarcit
⑥ Një sasi e caktuar hekuri dytësor do të përzihet në procesin e shtypjes dhe bluarjes
Për të ndarë në mënyrë efektive mineralet që përmbajnë hekur nga kuarci, është e nevojshme që së pari të konstatohet gjendja e shfaqjes së papastërtive të hekurit në mineralin e kuarcit dhe të zgjidhet një metodë e arsyeshme përftimi dhe procesi i ndarjes për të arritur heqjen e papastërtive të hekurit.
(1) Procesi i ndarjes magnetike
Procesi i ndarjes magnetike mund të largojë mineralet e dobëta të papastërtive magnetike si hematiti, limoniti dhe biotiti duke përfshirë grimcat e bashkuara në masën më të madhe. Sipas forcës magnetike, ndarja magnetike mund të ndahet në ndarje të fortë magnetike dhe ndarje magnetike të dobët. Ndarja e fortë magnetike zakonisht miraton ndarës magnetik të lagësht të fortë ose ndarës magnetik me gradient të lartë.
Në përgjithësi, rëra kuarci që përmban minerale kryesisht papastërti magnetike të dobëta si limoniti, hematiti, biotiti etj., mund të zgjidhet duke përdorur një makinë magnetike të fortë të tipit të lagësht me një vlerë mbi 8.0×105A/m; Për mineralet e forta magnetike të dominuara nga minerali i hekurit, është më mirë të përdorni një makinë magnetike të dobët ose një makinë magnetike mesatare për ndarje. [2] Në ditët e sotme, me aplikimin e ndarësve magnetikë me gradient të lartë dhe të fortë të fushës magnetike, ndarja dhe pastrimi magnetik janë përmirësuar ndjeshëm në krahasim me të kaluarën. Për shembull, përdorimi i një ndarësi të fortë magnetik të tipit rul me induksion elektromagnetik për të hequr hekurin nën fuqinë e fushës magnetike 2.2T mund të zvogëlojë përmbajtjen e Fe2O3 nga 0.002% në 0.0002%.
(2) Procesi i flotacionit
Flotacioni është një proces i ndarjes së grimcave minerale përmes vetive të ndryshme fizike dhe kimike në sipërfaqen e grimcave minerale. Funksioni kryesor është heqja e mineralit të lidhur me mikë dhe feldspat nga rëra kuarci. Për ndarjen me notim të mineraleve që përmbajnë hekur dhe kuarcit, zbulimi i formës së shfaqjes së papastërtive të hekurit dhe formës së shpërndarjes së çdo madhësie grimce është çelësi për zgjedhjen e një procesi të duhur ndarjeje për heqjen e hekurit. Shumica e mineraleve që përmbajnë hekur kanë një pikë elektrike zero mbi 5, e cila është e ngarkuar pozitivisht në një mjedis acid, dhe teorikisht e përshtatshme për përdorimin e kolektorëve anionikë.
Acidi yndyror (sapun), hidrokarbil sulfonat ose sulfati mund të përdoret si kolektor anionik për flotimin e mineralit të oksidit të hekurit. Piriti mund të jetë flotacion i piritit nga kuarci në një mjedis turshi me agjentin klasik të flotimit për izobutil xanthate plus butilaminë pluhur të zi (4:1). Doza është rreth 200 ppmw.
Flotacioni i ilmenitit në përgjithësi përdor oleat natriumi (0.21mol/L) si një agjent flotacioni për të rregulluar pH në 4~10. Ndodh një reaksion kimik midis joneve oleate dhe grimcave të hekurit në sipërfaqen e ilmenitit për të prodhuar oleat hekuri, i cili është i absorbuar kimikisht Jonet e oleatit e mbajnë ilmenitin me lundrueshmëri më të mirë. Kolektorët e acidit fosfonik me bazë hidrokarbure të zhvilluara vitet e fundit kanë selektivitet dhe performancë të mirë grumbullimi për ilmenitin.
(3) Procesi i shpëlarjes së acidit
Qëllimi kryesor i procesit të kullimit me acid është heqja e mineraleve të tretshme të hekurit në tretësirën e acidit. Faktorët që ndikojnë në efektin e pastrimit të shpëlarjes së acidit përfshijnë madhësinë e grimcave të rërës kuarci, temperaturën, kohën, llojin e acidit, përqendrimin e acidit, raportin e ngurtë-lëngshëm, etj., dhe rrisin temperaturën dhe tretësirën e acidit. Përqendrimi dhe zvogëlimi i rrezes së grimcave të kuarcit mund të rrisë shkallën e shpëlarjes dhe shpejtësinë e kullimit të Al. Efekti i pastrimit të një acidi të vetëm është i kufizuar dhe acidi i përzier ka një efekt sinergjik, i cili mund të rrisë shumë shkallën e largimit të elementeve të papastërtive si Fe dhe K. Acidet inorganike të zakonshme janë HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4. , H2C2O4, në përgjithësi dy ose më shumë prej tyre përzihen dhe përdoren në një proporcion të caktuar.
Acidi oksalik është një acid organik i përdorur zakonisht për kullimin e acidit. Mund të formojë një kompleks relativisht të qëndrueshëm me jonet metalike të tretura, dhe papastërtitë lahen lehtësisht. Ka avantazhet e dozës së ulët dhe shkallës së lartë të heqjes së hekurit. Disa njerëz përdorin ultratinguj për të ndihmuar në pastrimin e acidit oksalik dhe zbuluan se krahasuar me ultratingujt konvencionale me nxitje dhe në tank, ultratingulli i sondës ka shkallën më të lartë të heqjes së Fe, sasia e acidit oksalik është më pak se 4 g/L dhe shkalla e heqjes së hekurit arrin 75.4%.
Prania e acidit të holluar dhe acidit fluorik mund të largojë në mënyrë efektive papastërtitë metalike si Fe, Al, Mg, por sasia e acidit fluorik duhet të kontrollohet sepse acidi fluorik mund të gërryejë grimcat e kuarcit. Përdorimi i llojeve të ndryshme të acideve ndikon edhe në cilësinë e procesit të pastrimit. Midis tyre, acidi i përzier i HCl dhe HF ka efektin më të mirë përpunues. Disa njerëz përdorin agjent kullues të përzier HCl dhe HF për të pastruar rërën kuarci pas ndarjes magnetike. Nëpërmjet shpëlarjes kimike, sasia totale e elementeve të papastërtive është 40.71μg/g dhe pastërtia e SiO2 është deri në 99.993wt%.
(4) Shpëlarja mikrobiale
Mikroorganizmat përdoren për të shpëlarë hekurin me shtresë të hollë ose për të ngopur hekurin në sipërfaqen e grimcave të rërës kuarci, e cila është një teknikë e zhvilluar kohët e fundit për heqjen e hekurit. Studimet e huaja kanë treguar se përdorimi i Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus dhe mikroorganizmave të tjerë për shpëlarjen e hekurit në sipërfaqen e filmit të kuarcit ka arritur rezultate të mira, nga të cilat efekti i Aspergillus niger për pastrimin e hekurit është optimal. Shkalla e largimit të Fe2O3 është kryesisht mbi 75%, dhe shkalla e koncentratit Fe2O3 është aq e ulët sa 0.007%. Dhe u zbulua se efekti i kullimit të hekurit me kultivimin paraprak të shumicës së baktereve dhe mykut do të ishte më i mirë.
2.2 Përparime të tjera kërkimore të rërës kuarci për xhami fotovoltaik
Për të reduktuar sasinë e acidit, për të zvogëluar vështirësinë e trajtimit të ujërave të zeza dhe për të qenë miqësor me mjedisin, Peng Shou [5] et al. zbuloi një metodë për përgatitjen e rërës kuarci me hekur të ulët 10 ppm me një proces jo turshi: kuarci me venë natyrale përdoret si lëndë e parë dhe grimcimi me tre faza, bluarja e fazës së parë dhe klasifikimi i fazës së dytë mund të marrin zhavorr 0,1~0,7 mm ; zhavorri ndahet nga faza e parë e ndarjes magnetike dhe faza e dytë e heqjes së fortë magnetike të hekurit mekanik dhe mineraleve hekurmbajtëse për të marrë rërë ndarëse magnetike; ndarja magnetike e rërës përftohet nga notimi i fazës së dytë Përmbajtja Fe2O3 është më e ulët se 10 ppm rërë kuarci me pak hekur, flotacioni përdor H2SO4 si rregullator, rregullon pH=2~3, përdor oleat natriumi dhe diaminë propileni me bazë vaji kokosi si kolektor. . Rëra e përgatitur e kuarcit SiO2≥99.9%, Fe2O3≤10ppm, plotëson kërkesat e lëndëve të para silicore të kërkuara për xhamin optik, xhamin e ekranit fotoelektrik dhe xhamin kuarc.
Nga ana tjetër, me shterimin e burimeve të kuarcit me cilësi të lartë, përdorimi gjithëpërfshirës i burimeve të nivelit të ulët ka tërhequr vëmendjen e gjerë. Xie Enjun nga Kina Materiale Ndërtimi Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. përdori mbetjet e kaolinit për të përgatitur rërë kuarci me përmbajtje të ulët hekuri për xhami fotovoltaik. Përbërja kryesore minerale e mbeturinave të kaolinës Fujian është kuarci, i cili përmban një sasi të vogël mineralesh të papastërta si kaolini, mikë dhe feldspat. Pasi mbetjet e kaolinit përpunohen nga procesi i përftimit të “bluarjes-klasifikimi hidraulik-ndarje magnetike-flotacion”, përmbajtja e grimcave 0,6~0,125mm është më e madhe se 95%, SiO2 është 99,62%, Al2O3 është 0,065%, Fe2O3 është Rërë e imët kuarci 92×10-6 plotëson kërkesat e cilësisë së rërës kuarci me përmbajtje të ulët hekuri për xhamin fotovoltaik.
Shao Weihua dhe të tjerë nga Instituti Zhengzhou i Përdorimit Gjithëpërfshirës të Burimeve Minerale, Akademia Kineze e Shkencave Gjeologjike, publikuan një patentë shpikjeje: një metodë për përgatitjen e rërës kuarci me pastërti të lartë nga mbetjet e kaolinit. Hapat e metodës: a. Sterilet e kaolinit përdoren si mineral i papërpunuar, i cili sitet pasi trazohet dhe pastrohet për të marrë material +0,6 mm; b. Materiali +0.6mm bluhet dhe klasifikohet, dhe materiali mineral 0.4mm0.1mm i nënshtrohet operacionit të ndarjes magnetike. mineralet e rënda të ndarjes së gravitetit dhe mineralet e lehta të ndarjes së gravitetit hyjnë në operacionin e grirjes në ekran për të marrë minerale +0,1 mm; c.+0.1mm Minerali hyn në operacionin e flotimit për të marrë koncentratin e flotacionit. Uji i sipërm i koncentratit të flotacionit hiqet dhe më pas turshihet me ultratinguj dhe më pas sitet për të marrë materialin e trashë +0,1 mm si rërë kuarci me pastërti të lartë. Metoda e shpikjes jo vetëm që mund të marrë produkte të koncentratit të kuarcit me cilësi të lartë, por gjithashtu ka kohë të shkurtër përpunimi, rrjedhje të thjeshtë procesi, konsum të ulët të energjisë dhe cilësi të lartë të koncentratit të kuarcit të marrë, i cili mund të plotësojë kërkesat e cilësisë së pastërtisë së lartë. kuarci.
Sterilet e kaolinit përmbajnë një sasi të madhe burimesh kuarci. Nëpërmjet përftimit, pastrimit dhe përpunimit të thellë, ai mund të plotësojë kërkesat për përdorimin e lëndëve të para të xhamit ultra të bardhë fotovoltaik. Kjo gjithashtu ofron një ide të re për shfrytëzimin gjithëpërfshirës të burimeve të mbetjeve të kaolinit.
3. Pasqyrë e tregut të rërës kuarci me përmbajtje të ulët hekuri për xhami fotovoltaik
Nga njëra anë, në gjysmën e dytë të vitit 2020, kapaciteti i prodhimit të kufizuar nga zgjerimi nuk mund të përballojë kërkesën shpërthyese në një prosperitet të lartë. Oferta dhe kërkesa e xhamit fotovoltaik është e pabalancuar dhe çmimi është në rritje. Nën thirrjen e përbashkët të shumë kompanive të moduleve fotovoltaike, në dhjetor 2020, Ministria e Industrisë dhe Teknologjisë së Informacionit nxori një dokument që sqaronte se projekti i xhamit të mbështjellë fotovoltaik mund të mos formulojë një plan për zëvendësimin e kapaciteteve. E ndikuar nga politika e re, ritmi i rritjes së prodhimit të xhamit fotovoltaik do të zgjerohet nga viti 2021. Sipas informacioneve publike, kapaciteti i xhamit fotovoltaik të mbështjellë me një plan të qartë për prodhimin në 22/21 do të arrijë në 22250/26590t/d, me një norma vjetore e rritjes prej 68.4/48.6%. Në rastin e garancive të politikës dhe të kërkesës, rëra fotovoltaike pritet të sjellë një rritje shpërthyese.
Kapaciteti prodhues i industrisë së xhamit fotovoltaik 2015-2022
Nga ana tjetër, rritja e konsiderueshme në kapacitetin e prodhimit të xhamit fotovoltaik mund të bëjë që furnizimi me rërë silicë me përmbajtje të ulët hekuri të tejkalojë furnizimin, gjë që nga ana tjetër kufizon prodhimin aktual të kapacitetit të prodhimit të xhamit fotovoltaik. Sipas statistikave, që nga viti 2014, prodhimi vendas i rërës kuarci në vendin tim ka qenë përgjithësisht pak më i ulët se kërkesa e brendshme dhe oferta dhe kërkesa kanë ruajtur një ekuilibër të ngushtë.
Në të njëjtën kohë, burimet vendase të vendosjes së kuarcit me përmbajtje të ulët hekuri të vendit tim janë të pakta, të përqendruara në Heyuan të Guangdong, Beihai të Guangxi, Fengyang të Anhui dhe Donghai të Jiangsu, dhe një sasi e madhe e tyre duhet të importohet.
Rëra kuarci ultra e bardhë me përmbajtje të ulët hekuri është një nga lëndët e para të rëndësishme (që përbën rreth 25% të kostos së lëndës së parë) vitet e fundit. Edhe çmimi ka ardhur në rritje. Në të kaluarën, ka qenë rreth 200 juan/ton për një kohë të gjatë. Pas shpërthimit të epidemisë Q1 në 20 vjet, ajo ka rënë nga një nivel i lartë dhe aktualisht po ruan funksionimin e qëndrueshëm për momentin.
Në vitin 2020, kërkesa e përgjithshme e vendit tim për rërë kuarci do të jetë 90,93 milionë tonë, prodhimi do të jetë 87,65 milionë tonë dhe importi neto do të jetë 3,278 milionë tonë. Sipas informacioneve publike, sasia e gurit të kuarcit në 100 kg xhami të shkrirë është rreth 72.2 kg. Sipas planit aktual të zgjerimit, rritja e kapacitetit të xhamit fotovoltaik në 2021/2022 mund të arrijë në 3.23/24500t/d, sipas prodhimit vjetor të llogaritur në një periudhë 360-ditore, prodhimi total do të korrespondojë me kërkesën e re të rritur për të ulët. -rërë silicë hekuri prej 836/635 milion ton/vit, domethënë kërkesa e re për rërë silicë me përmbajtje të ulët hekuri e sjellë nga xhami fotovoltaik në 2021/2022 do të përbëjë rërën e përgjithshme kuarci në vitin 2020 9,2%/7,0% të kërkesës. . Duke marrë parasysh që rëra silicë me përmbajtje të ulët hekuri përbën vetëm një pjesë të kërkesës totale për rërë silicë, presioni i ofertës dhe kërkesës për rërën silicë me përmbajtje të ulët hekuri, i shkaktuar nga investimi në shkallë të gjerë i kapacitetit të prodhimit të xhamit fotovoltaik, mund të jetë shumë më i lartë se presioni mbi industria e përgjithshme e rërës kuarci.
—Artikulli nga Powder Network
Koha e postimit: Dhjetor-11-2021