近年來，隨著我國光伏產業的快速發展，光伏玻璃的需求量與日俱增。光伏玻璃是光伏組件中最外層的部分，必須使用含矽純度高、雜質含量低的石英原料，才能符合高透光率的要求。然而，石英中的雜質眾多，這些雜質影響玻璃著色，降低光伏玻璃的透光性和光學性能。因此，如何對石英砂進行提純製備，生產出符合標準的光伏玻璃矽質原料，成為重要議題。
本文以湖北某石英礦為例，介紹光伏玻璃用石英砂的提純製備工藝流程。該項目采用“分級-重選-磁選-浸出”的方式進行提純，最終獲得高品質石英產品，達到光伏玻璃用矽質原料標準。
1、原礦性質
該礦樣的SiO2含量為97.36%，主要有害雜質則分別為0.25%Fe2O3、1.12%Al2O3、0.073%TiO2、0.100%CaO和1.95g/tCr2O3。根據光伏玻璃用矽質原料行業標準，該石英砂礦主要的問題為SiO2含量不足，且Fe2O3、Al2O3、TiO2含量超標。
2、磨礦工藝流程
粒度是石英砂在工業應用上非常重要的指標，目前浮法玻璃和光伏玻璃製造領域對石英原料的要求大多為0.106~0.50mm，而破碎後的產物中+0.50mm的粗顆粒含量較多，因此，在選礦作業前需要對原礦進行磨礦分級。
棒磨機處理量大、產品粒度均勻，且不容易發生過磨，常被用於石英砂磨礦作業。
原礦破碎篩分後可獲得34.11%的0.106~0.50mm粒級石英砂，隨後采用三段棒磨獲得適宜粒級石英砂對比原礦的產率分別為31.30%、8.98%和1.16%。由於第三段磨礦得到適宜粒級石英的占比較少，而增加一段磨礦會增加選礦成本，因此將磨礦製度定位兩段磨礦，各階段對應的磨礦時間為30s和60s，可獲得74%產率符合粒度要求的石英砂。
3、磁選
雜質元素Fe所對應的褐鐵礦為弱磁性礦物，故采取磁選的方式去除。由於不同磁場強度對選礦指標有較大影響，采用ZQS-1500行磁選機以不同磁場強度為變量進行實驗。
實驗結果表明磁場強度的提高會降低石英磁選精礦中Fe2O3和TiO2含量。當磁場強度達2.0T時，磁選對石英中雜質鐵的去除率最高，綜合考慮，選定2.0T為該石英砂磁選強度。
4、重磁聯合
TiO2對應的脈石礦物金紅石密度相對較大，可采用重選與石英分離，在磁選前通過重選預先去除部分金紅石，不僅可以降低磁選的壓力，還可以使重磁聯合精礦中Fe2O3和TiO2含量進一步降低。因此，本案例分別采用搖床與高梯度磁選機進行重磁聯合選礦，以分步除去石英砂中的鈦與鐵，選別效果很好。
5、酸浸
由於該石英砂大部分脈石礦物粒徑較細，且以零星分布在石英砂屑間隙中的方式存在，用重選與磁選等物理方法除去的雜質有限，必須要進一步采用化學浸出法才能達到深度除雜效果，以獲得高品質光伏玻璃用矽質原料。
經選礦試驗分析，確定酸浸工藝采用鹽酸-氫氟酸混酸進行酸浸，其中鹽酸、氫氟酸濃度分別為15%、5%，固液比為1:1，石英砂礦樣在6h浸出時間、75℃浸出溫度時，SiO2含量達到99.79%，而三種主要雜質Fe2O3、Al2O3、TiO2含量分別為0.0075%、0.063%、0.008%，各項指標均達到行業標準要求。
通過“分級-重選-磁選-浸出”的選別流程，將石英砂中的雜質斜長石、雲母、金紅石和褐鐵礦等脈石礦物去除，其中SiO2、Fe2O3、Al2O3、TiO2含量分別為99.79%、0.0075%、0.063%、0.008%最終獲得產率為67.61%的高品質石英砂精礦，精礦產品各項指標達到JC/T
2314-2015《光伏玻璃用矽質原料》合格品的要求。