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27
2024
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什么是高純石英砂、光伏石英砂？選別條件有何不同
高純石英砂的概念
高純石英砂（High Purity Quartz Sand）是一種SiO2含量極高、雜質(zhì)含量極低的石英砂。其主要應(yīng)用于高科技領(lǐng)域，如半導(dǎo)體、光纖、太陽能電池、陶瓷和光學(xué)玻璃。高純石英砂的純度通常在99.99%以上，某些特殊應(yīng)用甚至要求達(dá)到99.999%以上。關(guān)鍵雜質(zhì)元素如Fe、Al、Ti、Li、K、Na等的含量必須控制在極低水平。
光伏石英砂的概念
光伏石英砂（Photovoltaic Quartz Sand）是用于光伏行業(yè)的高純度石英砂，主要應(yīng)用于制造光伏玻璃和太陽能電池。光伏石英砂的純度一般要求在99.5%以上，關(guān)鍵在于控制雜質(zhì)元素特別是Fe、Ti、Al等對(duì)光學(xué)和電學(xué)性能有顯著影響的元素。
選別條件的不同
1. 原料選擇
- 高純石英砂：選擇SiO2含量在99.9%以上的天然石英礦床，雜質(zhì)元素Fe、Al、Ti等總含量小于100 ppm（百萬分之一）。
- 光伏石英砂：選擇SiO2含量在99.5%以上的石英礦床，F(xiàn)e、Ti、Al等雜質(zhì)元素總含量控制在500 ppm以內(nèi)。
2. 破碎與磨礦
高純石英砂：
設(shè)備：采用無金屬污染的設(shè)備，如陶瓷或高鋁球磨機(jī)。
顆粒度控制：通常破碎至100 μm以下，磨礦至10 μm以下。
避免引入雜質(zhì)：整個(gè)過程需避免引入金屬雜質(zhì)。
光伏石英砂：
設(shè)備：可以使用標(biāo)準(zhǔn)的球磨機(jī)，但要定期檢測(cè)設(shè)備磨損情況。
顆粒度控制：破碎至200 μm以下，磨礦至20 μm以下。
稍微寬松的純度控制：適度磨礦即可。
3. 浮選
高純石英砂：
浮選次數(shù)：多次浮選，通常3-4次，以確保雜質(zhì)去除。
浮選藥劑：選擇高效藥劑，如異辛醇、松醇油等，浮選時(shí)間30-60分鐘。
浮選參數(shù)：pH值控制在7-8之間。
光伏石英砂：
浮選次數(shù)：1-2次浮選。
浮選藥劑：相對(duì)簡單的藥劑，浮選時(shí)間15-30分鐘。
浮選參數(shù)：pH值控制在7-9之間。
4. 磁選
高純石英砂：
磁選設(shè)備：高梯度磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度1.0-1.5 T。
磁選次數(shù)：至少3次，以確保鐵含量小于10 ppm。
光伏石英砂：
磁選設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度0.8-1.0 T。
磁選次數(shù)：1-2次，以確保鐵含量小于50 ppm。
5. 酸洗
高純石英砂：
酸洗溶液：高純度HF（5-10%）和HCl（10-20%）混合酸。
酸洗時(shí)間：6-12小時(shí)。
溫度：60-80℃。
酸洗效果：雜質(zhì)總量減少至10 ppm以下。
光伏石英砂：
酸洗溶液：HF（5%）和HCl（10%）。
酸洗時(shí)間：2-4小時(shí)。
溫度：常溫或略高。
酸洗效果：雜質(zhì)總量減少至100 ppm以下。
6. 水洗與烘干
高純石英砂：
水洗：高純水多次洗滌，電導(dǎo)率小于1 μS/cm。
烘干：高溫烘干（120-150℃），防止二次污染。
光伏石英砂：
水洗：普通水洗，電導(dǎo)率小于10 μS/cm。
烘干：中溫烘干（80-100℃）。
數(shù)據(jù)與參數(shù)示例
高純石英砂：
SiO2含量：≥99.99%
Fe2O3含量：≤10 ppm
Al2O3含量：≤20 ppm
TiO2含量：≤5 ppm
光伏石英砂：
SiO2含量：≥99.5%
Fe2O3含量：≤50 ppm
Al2O3含量：≤100 ppm
TiO2含量：≤50 ppm
通過以上分析可以看出，高純石英砂和光伏石英砂雖然在概念上都強(qiáng)調(diào)高純度，但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，其選別條件和工藝要求存在顯著差異。高純石英砂的選別條件更加嚴(yán)格，工藝更加復(fù)雜，而光伏石英砂則在確保一定純度的前提下，工藝相對(duì)簡化。這些差異反映了各自應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兌群碗s質(zhì)控制的不同需求。
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