Pandan peryòd "14yèm Plan Senk Ane" a, dapre plan estratejik "pik kabòn ak net kabòn" peyi a, endistri fotovoltaik la pral mennen nan yon devlopman eksplozif. Eklateman endistri fotovoltaik la "kreye richès" pou tout chèn endistriyèl la. Nan chèn sa a ki klere byen bèl, vè fotovoltaik se yon lyen endispansab. Jodi a, pou defann konsèvasyon enèji ak pwoteksyon anviwònman an, demann pou vè fotovoltaik ap ogmante chak jou, epi gen yon dezekilib ant òf ak demann. An menm tan, sab kwatz ki ba an fè ak ultra-blan, yon materyèl enpòtan pou vè fotovoltaik, te ogmante tou, epi pri a te ogmante epi òf la ra. Ekspè nan endistri a predi ke sab kwatz ki ba an fè pral gen yon ogmantasyon alontèm plis pase 15% pou plis pase 10 ane. Anba gwo van fotovoltaik la, pwodiksyon sab kwatz ki ba an fè te atire anpil atansyon.
1. Sab kwatz pou vè fotovoltaik
Vè fotovoltaik jeneralman itilize kòm panèl enkapsulasyon modil fotovoltaik yo, epi li an kontak dirèk ak anviwònman ekstèn lan. Rezistans li nan move tan, fòs, transmisyon limyè ak lòt endikatè jwe yon wòl santral nan lavi modil fotovoltaik yo ak efikasite jenerasyon enèji alontèm. Iyon fè ki nan sab kwatz la fasil pou kolore, epi pou asire transmisyon solè ki wo nan vè orijinal la, kontni fè nan vè fotovoltaik la pi ba pase sa ki nan vè òdinè, epi yo dwe itilize sab kwatz ki gen ti fè, ki gen gwo pite Silisyòm ak yon kontni enpurte ki ba.
Kounye a, gen kèk sab kwatz kalite siperyè ki pa gen anpil fè epi ki fasil pou mine nan peyi nou an, epi yo sitou distribye nan Heyuan, Guangxi, Fengyang, Anhui, Hainan ak lòt kote. Nan lavni, avèk kwasans kapasite pwodiksyon vè ultra-blan anbose pou selil solè, sab kwatz kalite siperyè ak zòn pwodiksyon limite pral vin yon resous relativman ra. Pwovizyon sab kwatz kalite siperyè ak ki estab pral limite compétitivité konpayi vè fotovoltaik yo nan lavni. Se poutèt sa, kijan pou diminye efektivman kontni fè, aliminyòm, Titàn ak lòt eleman enpurte nan sab kwatz epi prepare sab kwatz ki gen gwo pite se yon sijè rechèch cho.
2. Pwodiksyon sab kwatz ki gen mwens fè pou vè fotovoltaik
2.1 Pirifikasyon sab kwatz pou vè fotovoltaik
Kounye a, pwosesis tradisyonèl pou pirifye kwatz ki aplike avèk matirite nan endistri a gen ladan yo triyay, fwote, kalsinasyon-trempe dlo, fanm k'ap pile, tamizaj, separasyon mayetik, separasyon gravite, flotasyon, lesivaj asid, lesivaj mikwòb, degazaj tanperati ki wo, elatriye, Pwosesis pirifikasyon pwofon yo gen ladan yo griye klorin, triyay koulè iradyasyon, triyay mayetik sipèkondiktè, vakyòm tanperati ki wo ak sou sa. Pwosesis anrichisman jeneral pou pirifye sab kwatz domestik la te devlope tou soti nan "fann k'ap pile, separasyon mayetik, lave" byen bonè rive nan "separasyon → kraze koryas → kalsinasyon → trempe dlo → fanm k'ap pile → tès depistaj → separasyon mayetik → flotasyon → asid". Pwosesis anrichisman konbine imèsyon → lave → siye, konbine avèk mikwo ond, ultrason ak lòt mwayen pou pretretman oswa pirifikasyon oksilyè, amelyore anpil efè pirifikasyon an. An konsiderasyon bezwen ki ba nan fè nan vè fotovoltaik, rechèch ak devlopman metòd retire sab kwatz yo prensipalman prezante.
Anjeneral, fè egziste nan sis fòm komen sa yo nan minrè kwatz:
① Egziste sou fòm patikil amann nan ajil oswa fèlspa kaolinize
② Kole sou sifas patikil kwatz yo nan fòm yon fim oksid fè
③Mineral fè tankou ematit, mayetit, espekilarit, kinit, elatriye oubyen mineral ki gen fè tankou mika, anfibòl, grenat, elatriye.
④Li nan eta imèsyon oswa lantiy andedan patikil kwatz yo
⑤ Egziste nan eta solisyon solid andedan kristal kwatz la
⑥ Yon sèten kantite fè segondè pral melanje nan pwosesis kraze ak moulen an.
Pou separe mineral ki gen fè ak kwatz efektivman, li nesesè pou premye detèmine eta prezans enpurte fè nan minrè kwatz la epi chwazi yon metòd anrichisman ak yon pwosesis separasyon rezonab pou reyalize retire enpurte fè yo.
(1) Pwosesis separasyon mayetik
Pwosesis separasyon mayetik la ka retire mineral enpurte mayetik fèb yo tankou ematit, limonit ak byotit, ki gen ladan patikil konjwen yo nan pi gwo limit. Selon fòs mayetik la, separasyon mayetik la ka divize an separasyon mayetik fò ak separasyon mayetik fèb. Separasyon mayetik fò a anjeneral itilize separateur mayetik fò mouye oswa separateur mayetik gradyan wo.
Anjeneral, sab kwatz ki genyen sitou mineral enpurte mayetik fèb tankou limonit, ematit, byotit, elatriye, ka chwazi lè l sèvi avèk yon machin mayetik fò tip mouye nan yon valè ki pi wo pase 8.0 × 105A/m; Pou mineral mayetik fò domine pa minrè fè, li pi bon pou itilize yon machin mayetik fèb oswa yon machin mayetik mwayen pou separasyon. [2] Sèjousi, avèk aplikasyon separateur mayetik gradyan wo ak chan mayetik fò, separasyon ak pirifikasyon mayetik yo te amelyore anpil konpare ak tan lontan. Pa egzanp, lè l sèvi avèk yon separateur mayetik fò tip woulo endiksyon elektwomayetik pou retire fè anba yon fòs chan mayetik 2.2T ka diminye kontni Fe2O3 soti nan 0.002% a 0.0002%.
(2) Pwosesis flotasyon an
Flotasyon se yon pwosesis pou separe patikil mineral yo atravè diferan pwopriyete fizik ak chimik sou sifas patikil mineral yo. Fonksyon prensipal la se retire mineral ki gen rapò ak yo, mika ak fèlspa, nan sab kwatz la. Pou separasyon flotasyon mineral ki gen fè ak kwatz, chèche konnen fòm prezans enpurte fè yo ak fòm distribisyon chak gwosè patikil se kle pou chwazi yon pwosesis separasyon ki apwopriye pou retire fè. Pifò mineral ki gen fè yo gen yon pwen elektrik zewo ki pi wo pase 5, ki chaje pozitivman nan yon anviwònman asid, e teyorikman apwopriye pou itilize kolektè anyonik.
Yo ka itilize asid gra (savon), idrokarbil sulfonat oswa silfat kòm kolektè anyonik pou flotasyon minrè oksid fè. Yo ka flotasyon pirit ki soti nan kwats nan yon anviwònman marinad avèk ajan flotasyon klasik la pou izobutil ksantat plis poud nwa butilamin (4:1). Dòz la se anviwon 200ppmw.
Flotasyon ilmenit la jeneralman itilize oleat sodyòm (0.21mol/L) kòm yon ajan flotasyon pou ajiste pH la a 4 ~ 10. Yon reyaksyon chimik rive ant iyon oleat yo ak patikil fè yo sou sifas ilmenit la pou pwodui oleat fè, ki absòbe chimikman. Iyon oleat yo kenbe ilmenit la ak yon pi bon flote. Kolektè asid fosfonik ki baze sou idrokarbur yo ki devlope nan dènye ane yo gen bon selektivite ak pèfòmans koleksyon pou ilmenit.
(3) Pwosesis lesivaj asid
Prensipal objektif pwosesis lesivaj asid la se pou retire mineral fè idrosolubl nan solisyon asid la. Faktè ki afekte efè pirifikasyon lesivaj asid la gen ladan gwosè patikil sab kwatz, tanperati, tan, kalite asid, konsantrasyon asid, rapò solid-likid, elatriye, epi ogmante tanperati ak solisyon asid la. Konsantrasyon ak rediksyon reyon patikil kwatz yo ka ogmante vitès lesivaj ak vitès lesivaj Al la. Efè pirifikasyon yon sèl asid limite, epi asid melanje a gen yon efè sinèjik, ki ka ogmante anpil vitès eliminasyon eleman enpurte tankou Fe ak K. Asid inòganik komen yo se HF, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO4, H2C2O4, jeneralman de oswa plis nan yo melanje epi yo itilize nan yon sèten pwopòsyon.
Asid oksalik se yon asid òganik ki souvan itilize pou lesivaj asid. Li ka fòme yon konplèks relativman estab ak iyon metal ki fonn yo, epi enpurte yo fasil pou lave. Li gen avantaj ke li gen yon dòz ki ba ak yon gwo pousantaj retire fè. Gen kèk moun ki itilize ultrason pou ede pirifye asid oksalik, epi yo te jwenn ke konpare ak brase konvansyonèl ak ultrason tank, ultrason sond gen pi gwo pousantaj retire Fe, kantite asid oksalik la mwens pase 4g/L, epi pousantaj retire fè a rive nan 75.4%.
Prezans asid dilye ak asid fluoridrik ka retire enpurte metal tankou Fe, Al, Mg efektivman, men kantite asid fluoridrik la dwe kontwole paske asid fluoridrik ka korode patikil kwatz yo. Itilizasyon diferan kalite asid afekte tou kalite pwosesis pirifikasyon an. Pami yo, asid melanje HCl ak HF la gen pi bon efè pwosesis la. Gen kèk moun ki itilize ajan lesivaj melanje HCl ak HF pou pirifye sab kwatz la apre separasyon mayetik. Atravè lesivaj chimik, kantite total eleman enpurte yo se 40.71μg/g, epi pite SiO2 a rive jiska 99.993wt%.
(4) Lesivaj mikwòb
Yo itilize mikwo-òganis pou retire fè nan fim mens oswa pou enpreye fè sou sifas patikil sab kwatz, yon teknik ki fèk devlope pou retire fè. Etid etranje yo montre ke itilizasyon Aspergillus niger, Penicillium, Pseudomonas, Polymyxin Bacillus ak lòt mikwo-òganis pou retire fè sou sifas fim kwatz la bay bon rezilta, e efè lesivaj fè Aspergillus niger la optimal. Pousantaj retire Fe2O3 la pi wo pase 75%, epi kalite konsantre Fe2O3 la osi ba ke 0.007%. Epi yo te jwenn ke efè lesivaj fè a ak pre-kiltivasyon pifò bakteri ak mwazi yo ta pi bon.
2.2 Lòt pwogrè rechèch sou sab kwatz pou vè fotovoltaik
Pou diminye kantite asid, diminye difikilte tretman dlo egou yo, epi pou respekte anviwònman an, Peng Shou [5] et al. te devwale yon metòd pou prepare sab kwatz ki gen 10 ppm ki gen ti fè pa yon pwosesis san marinad: kwatz venn natirèl itilize kòm matyè premyè, epi kraze an twa etap. Premye etap moulen an ak dezyèm etap klasifikasyon an ka jwenn 0.1 ~ 0.7 mm grenn; grenn yo separe pa premye etap separasyon mayetik la ak dezyèm etap retire fò mayetik fè mekanik ak mineral ki gen fè pou jwenn sab separasyon mayetik; separasyon mayetik sab la jwenn pa dezyèm etap flotasyon an. Kontni Fe2O3 a pi ba pase 10 ppm sab kwatz ki gen ti fè, flotasyon an itilize H2SO4 kòm regilatè, ajiste pH = 2 ~ 3, itilize oleat sodyòm ak propilèn diamin ki baze sou lwil kokoye kòm kolektè. Sab kwatz ki prepare a SiO2 ≥ 99.9%, Fe2O3 ≤ 10 ppm, satisfè egzijans matyè premyè silise ki nesesè pou vè optik, vè ekspozisyon fotoelektrik, ak vè kwatz.
Yon lòt bò, avèk rediksyon resous kwatz kalite siperyè yo, itilizasyon konplè resous ki pa chè yo te atire anpil atansyon. Xie Enjun nan China Building Materials Bengbu Glass Industry Design and Research Institute Co., Ltd. te itilize ke kaolin pou prepare sab kwatz ki ba an fè pou vè fotovoltaik. Konpozisyon mineral prensipal ke kaolin Fujian yo se kwatz, ki gen yon ti kantite mineral enpurte tankou kaolinit, mika, ak feldspath. Apre ke kaolin yo fin trete pa pwosesis anrichisman "broyaj-klasifikasyon idwolik-separasyon mayetik-flotasyon", kontni gwosè patikil 0.6 ~ 0.125mm lan pi gran pase 95%, SiO2 se 99.62%, Al2O3 se 0.065%, Fe2O3 se 92 × 10-6 sab kwatz amann satisfè egzijans kalite sab kwatz ki ba an fè pou vè fotovoltaik.
Shao Weihua ak lòt moun ki soti nan Enstiti Zhengzhou pou Itilizasyon Konplè Resous Mineral, Akademi Chinwa Syans Jeolojik, pibliye yon patant envansyon: yon metòd pou prepare sab kwatz ki gen gwo pite apati dechè kaolin. Etap metòd la: a. Yo itilize dechè kaolin kòm minrè kri, ke yo tamize apre yo fin brase epi fwote pou jwenn materyèl +0.6mm; b. Yo moulen epi klase materyèl +0.6mm, epi yo sibi yon operasyon separasyon mayetik pou 0.4mm-0.1mm nan materyèl mineral. Pou jwenn materyèl mayetik ak materyèl ki pa mayetik, materyèl ki pa mayetik yo antre nan operasyon separasyon gravite pou jwenn mineral lejè ki separe pa gravite ak mineral lou ki separe pa gravite, epi mineral lejè ki separe pa gravite antre nan operasyon regrind pou yo pase nan paswa pou jwenn mineral +0.1mm; c. Mineral la antre nan operasyon flotasyon pou jwenn konsantre flotasyon an. Yo retire dlo ki anlè konsantre flotasyon an epi yo marinate l avèk ultrasons, epi yo tamize l pou jwenn materyèl koryas +0.1mm nan kòm sab kwatz ki gen gwo pite. Metòd envansyon an pa sèlman pèmèt ou jwenn pwodui konsantre kwatz ki gen bon kalite, men tou li gen yon tan pwosesis kout, yon koule pwosesis senp, yon konsomasyon enèji ki ba, epi yon bon kalite konsantre kwatz ki jwenn nan, sa ki ka satisfè egzijans kalite kwatz ki gen gwo pite.
Rezèv kaolin yo gen yon gwo kantite resous kwatz. Atravè anrichisman, pirifikasyon ak pwosesis pwofon, li ka satisfè egzijans pou itilizasyon matyè premyè vè ultra-blan fotovoltaik. Sa a bay tou yon nouvo lide pou itilizasyon konplè resous rezè kaolin yo.
3. Apèsi sou mache sab kwatz ki gen ti fè pou vè fotovoltaik
Yon bò, nan dezyèm mwatye 2020 an, kapasite pwodiksyon ki limite akòz ekspansyon an pa ka fè fas ak demann eksplozif la anba yon gwo pwosperite. Pwovizyon ak demann vè fotovoltaik la dezekilibwe, epi pri a ap monte an flèche. Anba apèl konjwen anpil konpayi modil fotovoltaik, an Desanm 2020, Ministè Endistri ak Teknoloji Enfòmasyon an te pibliye yon dokiman ki klarifye ke pwojè vè fotovoltaik woule a pa ka fòmile yon plan ranplasman kapasite. Afekte pa nouvo politik la, to kwasans pwodiksyon vè fotovoltaik la pral elaji apati 2021. Selon enfòmasyon piblik yo, kapasite vè fotovoltaik woule a ak yon plan klè pou pwodiksyon an 21/22 pral rive nan 22250/26590t/j, ak yon to kwasans anyèl de 68.4/48.6%. Nan ka politik ak garanti bò demann, sab fotovoltaik la espere inogire yon kwasans eksplozif.
Kapasite pwodiksyon endistri vè fotovoltaik 2015-2022
Yon lòt bò, ogmantasyon sibstansyèl nan kapasite pwodiksyon vè fotovoltaik la ka lakòz rezèv sab silica ki gen ti fè a depase rezèv la, sa ki an vire limite pwodiksyon reyèl kapasite pwodiksyon vè fotovoltaik la. Selon estatistik yo, depi 2014, pwodiksyon sab kwatz domestik peyi mwen an jeneralman te yon ti kras pi ba pase demann domestik la, epi rezèv ak demann te kenbe yon balans sere.
An menm tan, resous lokal peyi mwen an an kwatz placer ki gen ti fè yo ra, yo konsantre nan Heyuan nan Guangdong, Beihai nan Guangxi, Fengyang nan Anhui ak Donghai nan Jiangsu, epi yo bezwen enpòte yon gwo kantite ladan yo.
Sab kwatz ultra blan ki gen mwens fè se youn nan matyè premyè enpòtan yo (ki reprezante anviwon 25% nan pri matyè premyè a) nan dènye ane yo. Pri a te ogmante tou. Nan tan lontan, li te anviwon 200 Yuan/tòn pandan yon bon bout tan. Apre epidemi premye trimès la nan 20 an, li te desann soti nan yon nivo ki wo, e kounye a li ap kenbe yon operasyon ki estab pou kounye a.
An 2020, demann jeneral peyi mwen an pou sab kwatz pral rive 90.93 milyon tòn, pwodiksyon an pral rive 87.65 milyon tòn, epi enpòtasyon nèt la pral rive 3.278 milyon tòn. Selon enfòmasyon piblik yo, kantite wòch kwatz nan 100kg vè fonn se anviwon 72.2kg. Selon plan ekspansyon aktyèl la, ogmantasyon kapasite vè fotovoltaik an 2021/2022 ka rive 3.23/24500t/j, dapre pwodiksyon anyèl la. Kalkile sou yon peryòd 360 jou, pwodiksyon total la pral koresponn ak nouvo ogmantasyon demann pou sab silica ki gen ti fè a ki rive 836/635 milyon tòn/ane, sa vle di, nouvo demann pou sab silica ki gen ti fè ke vè fotovoltaik la pote an 2021/2022 pral reprezante 9.2%/7.0% demann jeneral sab kwatz la an 2020. Si nou konsidere ke sab silica ki gen ti fè sèlman reprezante yon pati nan demann total sab silica a, presyon sou òf ak demann sou sab silica ki gen ti fè ki koze pa gwo envestisman nan kapasite pwodiksyon vè fotovoltaik la ka pi wo pase presyon sou endistri sab kwatz la an jeneral.
—Atik ki soti nan Powder Network
Dat piblikasyon: 11 Desanm 2021