何少亭　朱廣輝　智明　劉宇河

摘要：石英砂是玻璃生產(chǎn)中最主要的原料，同時(shí)對(duì)玻璃性能有著決定性的作用。超白玻璃的光學(xué)性能非常好，因此本文中對(duì)超白玻璃生產(chǎn)中的主要原料石英砂的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，希望能夠?yàn)槌撞ＡУ纳a(chǎn)制造有所助益。

關(guān)鍵詞：超白玻璃 ??石英砂 ???用途 ??方法

引言：超白玻璃具有高透光率、晶瑩剔透和高雅靈秀的特性，其透光率可達(dá)到91.5%以上，在高檔建筑、太陽(yáng)能光伏、裝飾家具等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并且應(yīng)用前景十分廣闊。所以在超白玻璃的生產(chǎn)制造中需要對(duì)其配合料的配比進(jìn)行嚴(yán)格把控，石英砂的含量需要在總配合料的60%以上，以此確保鐵含量的穩(wěn)定，而石英砂熔化困難，因此對(duì)其選擇十分重要。

一、超白玻璃概念及其用途

超白玻璃是性能和品貌都非常優(yōu)異的新型玻璃產(chǎn)品，超白玻璃又稱(chēng)之為低鐵玻璃，無(wú)色玻璃，高透明玻璃。它是一種以低鐵石英砂等礦物原料加工制成的高品質(zhì)、多功能的新型高檔玻璃品種，具有高透光率、高透明性、高貴典雅、安全、環(huán)保、節(jié)能、時(shí)尚等特性，有玻璃家族“水晶王子”之稱(chēng)。超白玻璃區(qū)別于普通浮法玻璃最大的特征在于：對(duì)含鐵量有近乎苛刻的要求。目前，國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能玻璃成份中鐵雜質(zhì)含量一般要求控制在100-150ppm以內(nèi)。另?yè)?jù)中國(guó)建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心起草的太陽(yáng)能玻璃行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯示：太陽(yáng)電池玻璃含鐵量不大于0.015%，可見(jiàn)光透射比≥91.5%（折合3mm標(biāo)準(zhǔn)厚度），太陽(yáng)光直接透射比（300nm-2500nm）≥91.0%（折合3mm標(biāo)準(zhǔn)厚度）。

超白玻璃所應(yīng)用的范圍及其廣泛，如高檔建筑、太陽(yáng)能光伏、裝飾家具、各種水晶仿制品、文物保護(hù)展示等多個(gè)方面。超白平板玻璃在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中可劃分為兩類(lèi)：一類(lèi)是安裝與單獨(dú)的建筑屋頂、幕墻的光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用硅光電池、硒光電池、蹄光電池等陽(yáng)光直射產(chǎn)生光伏效應(yīng)，繼而由光能轉(zhuǎn)換為電能供建筑內(nèi)部使用。一類(lèi)是大面積集熱式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，例如由以色列素來(lái)公司開(kāi)發(fā)成功的以太陽(yáng)能作為發(fā)電機(jī)動(dòng)力的新技術(shù)，就是以數(shù)座通體透明的大型超白玻璃建筑物作為集熱裝置的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。

二、超白玻璃中石英砂的選用

（一）石英砂概述

石英砂是一種經(jīng)過(guò)自然界中多種因素風(fēng)化和分解而成的石英砂巖、長(zhǎng)石、石英巖等巖石，經(jīng)過(guò)加工后的顆粒。不同地區(qū)的石英砂中的二氧化硅含量也存在很大的不同，這是由于石英砂中所包含的黏土、巖屑等雜質(zhì)不等，所以石英砂又稱(chēng)之為硅石。由于石英砂中的雜質(zhì)不同，因此其所呈現(xiàn)的顏色也不盡相同。石英屬于硅酸鹽類(lèi)礦物，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和堅(jiān)硬耐磨等特點(diǎn)?，F(xiàn)在我們生產(chǎn)用的石英砂主要有四種存在形式：石英巖、石英砂巖、天然石英砂和脈石英。而在石英礦中鐵所賦存狀態(tài)可分為五種：泥質(zhì)鐵、薄膜鐵、鐵礦物或含鐵礦物、包裹體鐵、固溶體鐵

（二）石英原料深加工方法

1.機(jī)械擦洗：機(jī)械擦洗是借助機(jī)械外力和砂粒間的碰撞與摩擦來(lái)除去石英砂表面的薄膜鐵及粘附在石英砂表面的含鐵礦物，從而達(dá)到除鐵的目的。目前，擦洗工藝主要是指機(jī)械擦洗及棒磨擦洗。影響機(jī)械擦洗效果的主要因素為擦洗機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配置形式以及工藝方面。機(jī)械擦洗的效率只有在有限濃度范圍內(nèi)，根據(jù)礦漿濃度的提升而提升，這是由于礦漿濃度提升可以促進(jìn)顆粒間的碰撞概率。但濃度太高、過(guò)低都不利于擦洗效果。擦洗時(shí)間需要結(jié)合初步的質(zhì)量達(dá)標(biāo)程度來(lái)控制，不宜過(guò)長(zhǎng)，反而會(huì)加大設(shè)備磨損，增加生產(chǎn)成本，降低產(chǎn)能。在石英砂機(jī)械擦洗中加入一定量的擦洗助劑（水玻璃）對(duì)擦洗效果有一定的促進(jìn)作用，因?yàn)榧铀幙梢栽龃箅s質(zhì)礦物和石英顆粒表面的電斥力，增強(qiáng)雜質(zhì)礦物與石英顆粒相互間的分離效果。

2.磁選：磁選是根據(jù)被分選礦物顆粒間磁性的差異及其在磁場(chǎng)中所受磁力的大小，進(jìn)行礦物分離的選礦方法，其應(yīng)用型較強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。石英砂中主要礦物一石英，是非磁性礦物，在磁場(chǎng)中不能被磁化，所以可將石英砂中大部分的含鐵雜質(zhì)的磁性物質(zhì)磁化并除去，主要通過(guò)磁選工藝除去石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物。而濕法磁選是目前采用率最多的一種方法。另外，磁選次數(shù)越多，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好。

3.重選法

重選法是利用礦物顆粒之間存在密度差異，在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中顆粒所受流體動(dòng)力、重力和其他機(jī)械力不同[00，從而使不同密度的礦粒相互分離的一種方法。

4.浮選法

浮選法主要用以清除石英砂中的長(zhǎng)石、云母和次生鐵以及各種非磁性伴生雜質(zhì)為主。其過(guò)程是通過(guò)改變?cè)颇负烷L(zhǎng)石表面的疏水性和親水性，使之達(dá)到分離的效果。浮選法可分為有氟有酸法、采無(wú)氟有酸法、無(wú)氟無(wú)酸法。

5.酸浸法

酸浸除鐵是利用石英不溶于酸（HF酸除外），而含鐵雜質(zhì)的礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從石英原料中除去含鐵礦物和其它雜質(zhì)的目的[Sao。石英顆粒內(nèi)部的包裹體，進(jìn)入晶格的鐵雜質(zhì)，采用酸浸的方法能夠有效去除。酸浸法中常用的酸包括硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸和草酸等。在酸浸中，隨著酸浸次數(shù)的增加，其每次的酸液配比也要改變，從而提升鐵雜質(zhì)的去除效果。然而隨著環(huán)境保護(hù)的重視，氫氟酸提純的方法已經(jīng)被拋棄，采用了一種混合酸浸的有效方法。由于石英石的分布區(qū)域不同，因此不同區(qū)域的礦源特點(diǎn)也存在很大差異，有些區(qū)域直接采用酸浸處理，石英顆粒內(nèi)部的雜質(zhì)很容易與酸反應(yīng)而除去，有些區(qū)域則需要先對(duì)石英砂進(jìn)行物理處理，然后再進(jìn)行酸浸，以此將鐵雜質(zhì)降低到超白玻璃的生產(chǎn)制造要求。對(duì)于不同地區(qū)對(duì)石英砂原料所含鐵雜質(zhì)存在差異，即使采用的處理方法和處理?xiàng)l件相同，最后結(jié)果也會(huì)存在一定差異，可見(jiàn)這一影響并不是因?yàn)樵V鐵雜質(zhì)含量，而是鐵雜質(zhì)的含量而決定的。

6.微生物法

微生物除鐵法是利用其分解的有機(jī)酸（檸檬酸、草酸、葡萄糖酸）和代謝產(chǎn)物與鐵雜質(zhì)發(fā)生絡(luò)合作用，從而使其除去。其中最多的微生物有黑曲霉菌、青霉菌、假單胞菌、多粘芽抱桿菌、環(huán)狀芽抱桿菌、梨形毛菌、乳酸小球菌等。

結(jié)束語(yǔ)：綜合上述文中分析，石英砂作為超白玻璃生產(chǎn)的主要原材料，其深加工的過(guò)程及方法非常重要，對(duì)超白玻璃的成型質(zhì)量、色澤、透光率有著直接的影響，而超白玻璃作為目前綠色環(huán)保能源的最多應(yīng)用材料，對(duì)石英砂深加工的含鐵量的控制還需要進(jìn)一步完善，這樣才能保證生產(chǎn)出更多高品質(zhì)、高質(zhì)量的超白玻璃，促進(jìn)玻璃行業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜孝江.淺談超白玻璃工藝控制及行業(yè)發(fā)展前景fJl.中國(guó)玻璃，2014，（1）：4144.

[2]姜宏，周莉，趙會(huì)峰.原料中TiO2對(duì)超白玻璃光學(xué)性能的影響[J].玻璃與搪瓷.2013（5）：21‐23