Quali flussi producono sabbia di quarzo a basso contenuto di ferro (<30ppm Fe₂O₃) per vetro fotovoltaico?

2025-10-22

Produzione di sabbia di quarzo a basso contenuto di ferro (<30 ppm Fe₂O₃) per applicazioni come il vetro fotovoltaico (PV) richiede processi specializzati per ridurre le impurità, in particolare l'ossido di ferro (Fe₂O₃). I flussi di produzione generalmente comprendono i seguenti passaggi:

Selezione delle Materie Prime

1. Silice di alta purezzaIl processo inizia con la selezione di depositi di quarzo naturale con molto basso contenuto di ferro e altre impurità. L'esplorazione geologica identifica il quarzo ad alta purezza, mirando specificamente a depositi con un contenuto minimo di ferro.

Fasi di elaborazione

2. Frantumazione e Screening:

   • Le rocce di quarzite o il quarzo grezzo vengono frantumati in particelle più piccole, garantendo che rimangano privi di contaminazione (ad esempio, metalli ferrosi provenienti dalle attrezzature).
   • La vagliatura rimuove il materiale grosso, garantendo una dimensione dei granelli coerente.

3. Pulizia dell'Attrito:

   • La scrubbing viene utilizzata per rimuovere le impurità superficiali, l'argilla, i rivestimenti di ferro e altri contaminanti legati alle particelle di silice.

4. Lavaggio e Disimpregnazione:

   • Il lavaggio con acqua rimuove particelle fini e altre impurità. La disidratazione filtra ulteriormente le ultrafini e l'argilla.

5. Separazione Magnetica:

   • I separatori magnetici ad alta capacità sono impiegati per rimuovere i minerali contenenti ferro (magnetite, ematite, ecc.) dalla sabbia di quarzo. Questo passaggio è fondamentale per ridurre il contenuto di Fe₂O₃ a livelli molto bassi.

6. Lisciviazione Chimica:

   • Il trattamento acido, spesso con acido solforico diluito (H₂SO₄) o acido cloridrico (HCl), dissolve le impurità di ferro intrappolate nella struttura del quarzo.
   • Questo passaggio garantisce la rimozione degli ossidi di ferro residui e di altre impurità metalliche.

7. Flottazione:

   • Le tecniche di flottazione sono utilizzate per separare eventuali minerali non quarzosi rimasti, come il feldspato o la mica, che possono contenere ferro.

8. Ultrafiltrazione/Washing Avanzato:

   • Metodi di lavaggio avanzati che utilizzano acqua pulita o sistemi di ultrafiltrazione assicurano che la superficie della sabbia sia priva di impurità.

Controllo e Analisi della Qualità

9. Ordinamento e Test:

   • La separazione ottica o l'ispezione manuale vengono effettuate per garantire la purezza delle particelle.
   • Analisi chimica dettagliata (XRF, ICP-MS) verifica il contenuto di Fe₂O₃ e assicura che soddisfi l'obiettivo di meno di 30 ppm.

10. Asciugatura e Imballaggio:

    • La sabbia di quarzo viene essiccata in forni ad essiccazione controllati da ossigeno per prevenire la contaminazione.
    • Il confezionamento avviene in un ambiente privo di contaminazione per il trasporto.

Questo processo complessivo è progettato per raggiungere un elevato grado di purezza, garantendo che la sabbia di quarzo abbia livelli di Fe₂O₃ che la rendono adatta per il vetro PV ad alta trasparenza e alta prestazione. Ogni fase di lavorazione deve essere controllata con precisione per evitare contaminazioni e massimizzare la rimozione del ferro e di altre impurità.

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