太陽能玻璃生產線原料車間設計生產要點

太陽能玻璃（lí）生產線原料車間（jiān）設計生產要點
1 、前言
在能源危機日漸突（tū）出的今天，太陽能作為一種取（qǔ）之不盡無汙染的真正綠色能源，被認為是21世（shì）紀新型能源的（de）重（chóng）要來源，正（zhèng）被越來越多的國家所重視。與太（tài）陽能開發和利用有關的技（jì）術和產品發展迅猛，太陽能光熱發電、光（guāng）伏發電、太陽能建材化、太陽能建築一體化、產品化的技術不斷（duàn）發展進步，相關產品（pǐn）不斷被開發和（hé）完善，市場前景廣闊（kuò）。
太陽能玻璃基片，也稱低鐵玻璃或超白玻璃，作為一種太陽能產業的基礎（chǔ）產（chǎn）品，要求其能zui大限度地讓太陽（yáng）光和熱透射，以提高矽晶片（piàn）的光電（diàn）轉換率。其作（zuò）為一種高附加值的產品，這幾年國內發（fā）展（zhǎn）較快，有新設計建線的（de），有在原普通平板玻璃生產線基礎上改造的。改造的（de）首要和絕大部分工作是在原料車間（jiān）進行的，改造（zào）的目的就是（shì）要（yào）嚴格控製和減少原料中的鐵等使玻璃著色金屬氧化物的含量，使玻璃中Fe2O3控製在0.015%以下（xià），zui終提高玻璃的透光率和（hé）透熱率，均達到90%以上。
2 、原料的選（xuǎn）擇與質量控（kòng）製
太（tài）陽能玻璃的化學組成與（yǔ）普通平板玻璃沒有太大（dà）的區別（bié），屬於鈉鈣矽玻（bō）璃。但對引入各（gè）種氧化物的原料選擇更嚴格，尤其是矽質原料（liào）。SiO2是形成玻璃骨架的主體，引入的SiO2矽質原料是玻（bō）璃生（shēng）產中zui主要和用量zui大的原料，也是太陽（yáng）能玻璃生產中首先要解決和控（kòng）製的。要求其化（huà）學成分中SiO2>99%、Fe2O3≤0.01%、TiO2≤0.02%。其來源主要有兩（liǎng）種。一種是的石英岩（yán），其本身（shēn）的品位就滿足低鐵玻（bō）璃生產的要求，在加（jiā）工過程中要盡量減少鐵（tiě）的混入（rù），磨礦不能采用常用的棒磨，可以（yǐ）采用（yòng）傳（chuán）統的石碾，這種礦的儲量不大，並且分布的礦點很少，國內隻有安徽風陽等少數（shù）幾個地區有。另外一種是對普通平板玻璃用矽砂進行浮選等選礦處理，使其滿足要求，這（zhè）種砂的成本相對較高，是前述天然石英岩的2倍以上，其生產過程中（zhōng）排放的尾礦和廢水對環境的破壞較大。
石灰石是除矽砂外另一種主（zhǔ）要礦物原料（liào），其化學成分中Fe2O3也要控製（zhì）在0.01%以下。普通玻璃製品通常由長石引入Al2O3，但天然（rán）的長石礦一般較小，伴生礦物多，不可避免要混進有害雜質，zui主要的是氧化鐵，對玻璃的熔化（huà）質量和透光率都要造成不利的影響。因（yīn）此在太（tài）陽能玻（bō）璃（lí）生產中用氫氧化（huà）鋁（lǚ）代替長石引入Al2O3。 
氧化鐵有（yǒu）多種存在形式，FeO、Fe2O3、Fe3O4，它們都（dōu）會使玻璃著色，降低玻璃的透光度。玻璃中通常以FeO和Fe2O3存在，而FeO的（de）著色能力比Fe2O3強10倍，因此在玻璃（lí）配合料中加入（rù）適（shì）量的氧化劑，使其（qí）在熔化過程（chéng）中將FeO氧化成Fe2O3，從而降低鐵（tiě）的著色能力，提高玻璃透（tòu）光度。 譬如，可以同時加入適量硝（xiāo）酸鈉和三氧化二（èr）銻，硝酸鈉在較低溫度（350℃）分解（jiě）放出氧，而三氧化二銻在低溫階段吸收氧氣形成高價的五氧（yǎng）化二銻，後者在高溫下（＞1050℃）放出氧，將FeO氧化成Fe2O3。350℃時： 4NaNO 3→ 2Na2O + 4NO + 3O2 
 Sb2O3 + O2 → Sb2O5
＞1050℃時： 2Sb2O5＋8FeO → 2Sb2O3＋ 4Fe2O3
五氧化二（èr）銻放出的部分氧氣還能起到澄清的（de）作用。
3 、生產過程中減少鐵的（de）混入（rù）
生產普通平板玻璃（lí）時，合格原料在儲存、輸送、稱量、混合過（guò）程中由於設備、料（liào）倉等的磨損、鏽蝕或多或少會混入一些鐵（tiě）或氧化鐵。在太陽能玻（bō）璃（lí）的生（shēng）產（chǎn）中要（yào）采取必要的措施，盡量減少鐵的混入。
上料提升機（jī）料鬥的磨損和殼體的鏽蝕會帶入機械（xiè）鐵和氧化鐵。為此殼體可用非金（jīn）屬材料或在其（qí）內壁安裝一層高分子塑料板等（děng），以防止生鏽或鏽渣落入原（yuán）料中。用於生料的料鬥可采用高分子塑料（liào）鬥，用於碎玻璃的料鬥可采用硫化（huà）工（gōng）藝襯耐（nài）磨橡膠的料鬥，取代（dài）普通的鋼鬥，這（zhè）樣還可以解決鬥內粘料、掛料的現象。底部的弧形板（bǎn）也要進行防（fáng）鐵處理。
上料鬥、配料儲倉和（hé）設備之間連接溜管內壁的磨（mó）損和鏽蝕也是（shì）鐵汙染的重（chóng）要來源之一，為此（cǐ）在生料的料倉和溜管內壁安裝一種超高分子量的耐磨聚乙烯板（簡稱UHMWPE板），這是一種（zhǒng）分子量在200萬以上的線性結構聚乙烯材料，由於其分子量*，具有*的耐磨損、耐壓、耐衝擊、耐低溫、自潤滑、抗結垢等（děng）優異性能，比不鏽鋼、黃銅等還耐磨數倍。使（shǐ）用這種板（bǎn）材（cái）還可以很好地解決料倉和溜管內的粘料和堵料現象，既（jì）經濟又實用。由於碎玻璃棱角（jiǎo）銳利，具有很強的（de）劃傷性，在（zài）料倉（cāng）和（hé）溜管內壁不能采用上述UHMWPE板。可以采用一種複合耐磨合金板製作，它由二層熔（róng）融複合而成，背麵基板為普通的鋼材，工作麵為一層鎳、鉻、鉬合金。其洛氏硬度63～65HRC。這種材料由（yóu）法國zui先開發，現在國內也有（yǒu）生產。一般以板材出廠（chǎng），也可以（yǐ）根據使用要求加工成各種異形（xíng），如可以用於製造碎玻璃（lí）給料機的（de）槽體。
電子秤是配料的關鍵設備（bèi），在振動料鬥內壁和電磁振動（dòng）給料機槽體內表麵塗一（yī）層防鏽耐磨塗層，防止生鏽。由於物料在給料機（jī）槽體（tǐ）內是作拋物線運動的，對槽體的磨損本來就少，這樣帶來的鐵汙染就很少。在秤量鬥內壁內及其它可能接觸物料的地方安裝前述（shù）UHMWPE材料。
普通的混合機在混合過程中也會帶入較大量的鐵，主要（yào）來自（zì）襯板、刮板、鏟片（piàn）等的磨損，因此要對（duì）混合機進行改造。內外筒壁襯（chèn）板、底襯板改用耐磨的UPE板或複合耐磨合金板；在（zài）刮板、鏟片表麵（miàn）嵌焊耐磨合金或噴塗碳化物；加水、加氣裝置，采用不鏽鋼（gāng）管材並（bìng）在（zài）管材表（biǎo）麵噴塗耐磨塗層，噴嘴采用銅材。混合過程中鐵含量增加控製在8ppm以（yǐ）下。對運送散狀（zhuàng）原料（如（rú）砂和碎玻璃）的車輛，也要進行防鐵處理。
4、 除鐵
 即（jí）使采（cǎi）取了上述措施仍難免會有少量的鐵雜質（zhì）混入，為（wéi）此要采取除鐵措施。由於剛磨損下來的基本上是鐵，尚未（wèi）被氧化，可以采用磁（cí）力吸除。在入庫的溜管上（shàng）安裝管道除鐵器，在物料處於半失重狀態下，更容易（yì）將鐵（tiě）吸除（chú），以（yǐ）碎玻璃為例（lì），吸除前後通過（guò）化驗分析（xī）比（bǐ）較Fe2O3相差達110ppm。在輸送皮帶機適當位置的上方安裝懸（xuán）掛式除鐵器（qì），除（chú）去料層上部的鐵；小功率皮帶機的頭輪（lún）可采用電磁滾筒，除去料層下部的鐵。 碎玻璃磨損下來的鐵基本都在細粉當（dāng）中，可以增加（jiā）一套篩（shāi）分係統，對篩下來的細粉除鐵後再投入使用。
5 、結語
某項目改造前（qián）成品玻璃中的Fe2O3與各種原料中的Fe2O3加權值和相比增加了400～500ppm，而改造後隻增加了不到40ppm，效（xiào）果明顯。改造後（hòu）玻璃（lí）的透光率和透熱率都達到了92％以上，產品附加值大幅提（tí）高，大部（bù）分出口國外，市場供（gòng）不應求。在防（fáng）鐵方麵，除碎玻璃（lí）外，應盡量采用類似UHMWPE等高分子材料，雖然複合（hé）耐磨合金（jīn）板的耐磨性、穩定性強，但其含鉻、鎳、鉬等（děng）對（duì）玻璃有害的元素；另外其成本很高（gāo）（是普通（tōng）鋼材的7倍以上（shàng）），且安裝及附材費用也很高。 除要防鐵外，與物料（liào）接觸的部分盡量不（bú）用含鎳的材（cái）料（安裝UHMWPE板時用的不鏽鋼螺栓和壓板），以免造成玻（bō）璃在後期鋼化時和鋼化（huà）後自爆。