Welche Flüsse produzieren eisenarmen Quarzsand (<30ppm Fe₂O₃) für Photovoltaikglas?

2025-10-22

Die Herstellung von eisenarmem Quarzsand (<30 ppm Fe₂O₃) für Anwendungen wie Photovoltaik (PV)-Glas erfordert spezialisierte Verfahren zur Reduzierung von Verunreinigungen, insbesondere von Eisenoxid (Fe₂O₃). Die Produktionsabläufe umfassen typischerweise die folgenden Schritte:

Rohstoffauswahl

1. Hochreines QuarzDer Prozess beginnt mit der Auswahl von natürlichen Quarzlagerstätten mit sehr niedrigem Eisen- und anderen Verunreinigungen. Geologische Erkundungen identifizieren Quarz mit hoher Reinheit, wobei gezielt Lagerstätten mit minimalem Eisenanteil angestrebt werden.

Verarbeitungsschritte

2. Zerkleinern und Sieben:

   • Quarziterock oder Rohquarz werden in kleinere Partikel zerkleinert, wobei sichergestellt wird, dass sie frei von Verunreinigungen bleiben (z. B. von Eisenmetallen aus Geräten).
   • Das Sieben entfernt grobe Materialien und sorgt für eine einheitliche Korngröße.

3. Abwanderungsbereinigung:

   • Scrubbing wird verwendet, um Oberflächenunreinheiten, Ton, Eisenbeschichtungen und andere Verunreinigungen, die an Quarzpartikeln gebunden sind, zu entfernen.

4. Waschen und Entschlämmen:

   • Das Waschen mit Wasser entfernt feine Partikel und andere Verunreinigungen. Das Entslimen filtert zusätzlich Ultrafein- und Tonpartikel heraus.

5. Magnettrennung:

   • Hochkapazitative magnetische Separatoren werden eingesetzt, um eisenhaltige Mineralien (Magnetit, Hämatit usw.) aus dem Quarzsand zu entfernen. Dieser Schritt ist entscheidend, um den Fe₂O₃-Gehalt auf sehr niedrige Werte zu reduzieren.

6. Chemisches Auslaugen:

   • Die Säurebehandlung, häufig mit verdünnter Schwefelsäure (H₂SO₄) oder Salzsäure (HCl), löst Eisenverunreinigungen auf, die in der Quarzstruktur eingeschlossen sind.
   • Dieser Schritt sorgt für die Entfernung von verbleibenden Eisenoxiden und anderen metallischen Verunreinigungen.

7. Flotation:

   • Flotationstechniken werden verwendet, um verbleibende nicht-quarzhaltige Minerale wie Feldspat oder Glimmer zu trennen, die Eisen enthalten können.

8. Ultrafiltration/Erweiterte Reinigung:

   • Fortschrittliche Waschmethoden unter Verwendung von reinem Wasser oder Ultrafiltrationssystemen sorgen dafür, dass die Sandoberfläche frei von Verunreinigungen ist.

Qualitätskontrolle und Analyse

9. Sortierung und Testung:

   • Optische Sortierung oder manuelle Inspektion werden durchgeführt, um die Reinheit der Partikel sicherzustellen.
   • Detaillierte chemische Analysen (XRF, ICP-MS) bestätigen den Fe₂O₃-Gehalt und stellen sicher, dass er das Ziel von unter 30 ppm erfüllt.

10. Trocknung und Verpackung:

    • Quarzsand wird in sauerstoffkontrollierten Trockenöfen getrocknet, um eine Kontamination zu verhindern.
    • Die Verpackung erfolgt in einer kontaminationsfreien Umgebung für den Transport.

Dieser Gesamtprozess ist darauf ausgelegt, einen hohen Reinheitsgrad zu erreichen, um sicherzustellen, dass der Quarzsand Fe₂O₃-Werte hat, die ihn für hochtransparente und leistungsstarke PV-Gläser geeignet machen. Jeder Verarbeitungsschritt muss präzise gesteuert werden, um Kontaminationen zu vermeiden und die Entfernung von Eisen und anderen Verunreinigungen zu maximieren.

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