O vidro ultra-claro é um dos componentes importantes de células solares fotovoltaicas. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de células solares fotovoltaicas, a quantidade de vidro ultra-claro para embalagens está aumentando gradualmente, e a demanda do mercado está aumentando gradualmente. Ao mesmo tempo, requisitos mais altos também são apresentados para a qualidade do vidro ultra-claro fotovoltaico, ele deve ter alta transmitância de luz, então o teor de ferro precisa ser baixo. Em materiais compostos de vidro ultra-claro, areia de quartzo representa mais de 60% em peso, é o principal fator que afeta o teor de ferro do vidro.
Os requisitos de qualidade do vidro fotovoltaico para areia de quartzo
Os requisitos de qualidade do vidro fotovoltaico para areia de quartzo incluem principalmente quatro aspectos: teor de ferro, teor de titânio, tamanho de partícula e minerais pesados refratários.
① Teor de ferro:
A diferença óbvia entre a areia de quartzo usada em vidro fotovoltaico e o vidro comum está no teor de ferro. O teor de ferro da areia de quartzo no vidro fotovoltaico não deve exceder 100 ppm.
② Teor de titânio
O óxido de titânio na areia de quartzo colorirá o vidro e reduzirá a transmissão de luz e a transparência do vidro, portanto, o teor de titânio da areia de quartzo no vidro fotovoltaico não deve ser superior a 300 ppm.
③ Tamanho de partícula
O tamanho de partícula e o grau da areia de quartzo afetarão a qualidade do vidro fotovoltaico. O tamanho de partícula necessário é de 0,71-0,104 mm, e a proporção de partículas abaixo de 0,104 mm não pode exceder 5%.
④ Minerais pesados refratários
A areia de quartzo contém um pouco de cromita e zircão, que são minerais pesados refratários. Eles são fáceis de formar pedras em vidro fotovoltaico e afetam o processamento de produtos acabados. Portanto, a quantidade de minerais pesados refratários na areia de quartzo para vidro fotovoltaico precisa ser ≤5ppm, e o diâmetro da partícula única precisa ser ≤0,25mm.
Método de purificação de areia de quartzo para vidro ultra-claro
Os métodos de purificação da matéria-prima de quartzo incluem principalmente os seguintes:
1. Lavagem com água e deslodo graduado
A lavagem com água remove a sujeira e as impurezas da superfície da areia de quartzo por meio de descarga com água, enquanto a desloção graduada usa equipamento de classificação hidráulica para separar sujeira e impurezas de grãos finos. Esse método pode melhorar a pureza e a qualidade da areia de quartzo.
2. Método de limpeza mecânica
A lavagem mecânica se refere ao método que separa a película de ferro e as impurezas das partículas de quartzo por máquina. Especificamente, as partículas de quartzo colidem umas com as outras por meio de força externa gerada pela máquina, criando força de moagem entre as partículas, essa força de moagem descasca a película de ferro e as impurezas aderidas à superfície da areia de quartzo. Além disso, a configuração e a estrutura da máquina de lavagem, bem como a concentração e o tempo de lavagem podem afetar o efeito de lavagem.
3. Separação magnética
A separação magnética é separar minerais magnéticos de minerais não magnéticos por meio de força magnética. Este método pode remover minerais de impurezas fracamente magnéticas, como hematita, limonita, biotita e ilmenita, que estão firmemente ligados à superfície das partículas de areia; Este método também pode remover impurezas envolvidas com minerais magnéticos.
4. método de lotação
O método de flotação é usado principalmente para remover feldspato, mica, ferro secundário e várias impurezas associadas não magnéticas em areia de quartzo, alterando a hidrofobicidade da mica e do feldspato para atingir o efeito de separação. De acordo com diferentes ativadores, a flotação pode ser dividida em três tipos, que são o método de flúor e ácido, o método de ácido sem flúor, bem como o método sem flúor e sem ácido.
5. Método de lixiviação ácida
Com base no fato de que o quartzo é insolúvel em ácido (exceto HF) e minerais de impurezas contendo Fe podem ser dissolvidos por ácido, o método de lixiviação pode remover minerais contendo ferro da areia de quartzo. O método de lixiviação ácida pode remover minerais contendo ferro da areia de quartzo. Os ácidos comumente usados no método de lixiviação ácida incluem ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fluorídrico e ácido oxálico. Esses ácidos, especialmente o ácido fluorídrico, têm um efeito muito bom na remoção de Fe, Al e Mg, mas o ácido fluorídrico é o mais prejudicial ao meio ambiente.
6. Método microbiológico
O método microbiológico é remover a película de ferro ou ferro impregnado na superfície de partículas de quartzo por microrganismo. Este é um novo tipo de tecnologia de remoção de ferro e atualmente está em estágio de pesquisa laboratorial. A pesquisa mostra que a flora microbiana tem bom efeito de remoção de óxido de ferro na superfície da areia de quartzo, a flora microbiana inclui Aspergillus niger, Penicillium, Polymyxa e Lactococcus etc. Entre eles, Aspergillus niger tem o melhor efeito de remoção de ferro.
7. Método de remoção de ferro por ultrassom
O método de remoção de ferro ultrassônico é o método que remove impurezas de ferro de partículas de quartzo por meio de ondas ultrassônicas. Especificamente, use ondas ultrassônicas para gerar ondas de choque durante o processo de cavitação na água. Com este método, as impurezas de ferro são removidas da superfície das partículas de quartzo por meio de ondas de choque, obtendo-se assim o objetivo da remoção de ferro. Este método pode remover efetivamente o filme secundário de ferro na superfície das partículas de quartzo, mas seu custo é caro, por isso é usado principalmente na indústria de silício de alto valor agregado e precisão.
Posfácio
O quartzo natural pode ser aplicado ao vidro ultra-claro somente após moagem e classificação, seu teor de ferro e tamanho de partícula devem estar em certa faixa. Enquanto isso, para melhorar o desempenho da areia de quartzo em vidro ultra-claro, a modificação das partículas de quartzo também é necessária.
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