Кварцевый песок, также известный как кварцевый песок, представляет собой кремнеземный материал, полученный из природных кристаллов и минералов кварца или синтезированный химическим путем. Изделия из кварца имеют характеристики высокой твердости и низкого коэффициента расширения. Они хорошо работают с точки зрения устойчивости к высоким температурам, коррозионной стойкости, светопропускания, химической стабильности и электроизоляции. Они широко используются в области литья, строительных материалов, оптических волокон, фотогальваники, полупроводников и т. д. Применение кварцевого песка в фотоэлектрической области в основном включает в себя: фотоэлектрическое стекло, кронштейны для трубок кварцевых печей и другие детали конструкции, а также кварцевые тигли.
Производительность кварцевого песка можно значительно улучшить за счет повышения его чистоты. Таким образом, чистота является основным параметром, позволяющим отличить качество кварцевого песка, и основной основой для определения использования кварцевого песка. По чистоте его можно условно разделить на кремнезем (содержание SiO2 ниже 98,5%), обычный кварцевый песок, очищенный кварцевый песок и кварцевый песок высокой чистоты. Кварцевый песок разной чистоты имеет разные эксплуатационные характеристики, поэтому четко различаются и сценарии применения: от основных строительных материалов до прецизионного приборостроения. Кроме того, важными параметрами кварцевого песка являются также твердость, размер частиц, цвет и т. д.
Модули фотоэлектрических элементов работают на открытом воздухе круглый год. Чтобы справиться с суровыми климатическими условиями, такими как коррозия и окисление водяным паром, а также с изменениями температуры днем и ночью, элементы герметизируются между панелью и задним листом с помощью клейкой пленки. Фотоэлектрическое стекло, используемое в качестве упаковочных панелей или задних листов, после закалки и нанесения покрытия имеет высокую твердость и светопроницаемость. Он может защитить клетки и обеспечить передачу света. Это важный вспомогательный материал в процессе упаковки фотоэлектрических модулей.
Прочность и светопроницаемость фотоэлектрического стекла напрямую определяют срок службы и эффективность выработки электроэнергии компонентов, поэтому требования к светопроницаемости, поглощательной способности, отражательной способности, ударопрочности и коррозионной стойкости относительно высоки. Согласно соответствующим стандартам, коэффициент пропускания фотоэлектрического стекла должен составлять ≥ 91,5% (фотоэлектрическое стекло 3,2 мм), что значительно выше, чем у обычного стекла (около 88 ~ 89%). Содержание железа является ключевым фактором, определяющим светопропускание стекла: обычное стекло часто кажется зеленым и имеет низкую светопроницаемость из-за высокого содержания железа; При этом фотоэлектрическое стекло характеризуется высоким светопропусканием и высокой прозрачностью, а к содержанию железа предъявляются строгие требования. Согласно соответствующим стандартам, содержание оксида железа в кварцевом песке с низким содержанием железа для фотоэлектрического стекла не должно превышать 60 мкг/г.
Кварцевый песок высокой чистоты имеет три основных технологических маршрута: обработка природных кристаллов, очистка минералов кварцита и химический технологический синтез. Среди них технология обработки природных кристаллов относительно проста и была основным ранним методом производства кварцевого песка высокой чистоты. Однако из-за высокой цены сырья и ограниченности запасов промышленное массовое производство не может быть достигнуто; в то время как метод химического синтеза является дорогостоящим, но не опирается на минеральные ресурсы кварца. Это может быть будущим направлением развития индустрии кварцевого песка; с 1970-х годов процесс очистки минералов постепенно совершенствовался и в настоящее время является основной технологией подготовки.
Метод очистки минералов предъявляет очень высокие требования к процессу очистки и качеству сырья. С одной стороны, высококачественная кварцевая руда, необходимая для производства кварцевого песка высокой чистоты, относительно немногочисленна. Форма существования и содержание примесей в кварцевой руде определяют последующий процесс очистки, а также косвенно определяют верхний предел чистоты кварцевого песка. Обычно считается, что кварцевая руда высокой чистоты, которую можно перерабатывать и очищать до кварцевого песка выше 3N, должна достигать чистоты SiO2 98,8%. По состоянию на 2019 год количество выявленных во всем мире кварцевых руд высокой чистоты составляет около 72,87 миллиона тонн, в основном они распространены в Бразилии, Северной Америке и других местах. Кварцевый рудник из белого гранита Спрус-Пайн в США стал крупным производителем высокочистых кварцевых руд. -концевой кварцевый песок из-за большого размера рудного тела, низкого содержания жидких примесей и стабильного качества. Запасы ресурсов моей страны составляют примерно 6,85 миллиона тонн, что составляет лишь 9,4%. Все они представляют собой небольшие и средние горнодобывающие районы, а высококачественные рудные ресурсы относительно скудны.
С другой стороны, процесс очистки кварцевого песка высокой чистоты сложен и имеет высокие технические барьеры. В процессе подготовки кварцевого песка высокой чистоты компаниям необходимо разработать процесс очистки на основе качества сырой руды, примесных компонентов, характеристик применения и т. д. Например, щелочные металлы, такие как Na, K и Li ar.е тесно связано с термической стабильностью кварцевых изделий, тогда как Cr, Cu, Fe и т. д. элементы переходных металлов существенно влияют на проводимость кварцевых изделий.