焦锑酸钠
2021-10-21唐铁桥
唐铁桥
光伏玻璃生产原料配方中,必须使用澄清消泡脱色剂,迄今为止,世界上通用两个方法。一是用氧化锑(Sb2O3)加硝酸钠(NaNO3),一是用焦锑酸钠。这两种方法都在生产中使用,也都能达到澄清消泡的目的。
中国的两个焦锑酸钠的发明专利都是我发明的,在研制之初,我正是使用Sb2O3和NaNO3在炉内高温煅烧合成锑酸钠的方法;
Sb2O3+2NaNO3=2NaSbO3+NO2↑+NO↑
但由于此法产生大量剧毒的NO2和NO气体,对环境的污染太严重了,就舍弃了这个方法,改用了湿法工艺生产路线,这个火法炉内高温煅烧的办法得到的产品就是锑酸钠,很少有Sb2O5存在,事实证明Sb2O3和NaNO3在炉内高温下合成的产品不是不稳定的Sb2O5,而是十分稳定的锑酸钠NaSbO3。
既然都是在炉内生成锑酸钠NaSbO3,也就是说这两个方法中起作用的是同一种物质锑酸钠NaSbO3,也就是这两个方法本应是一样的,没有什么区别。
再让我们更进一步分析一下采用三氧化二锑加硝酸钠的方法所产生的系列严重问题,除了其在玻璃炉内产生大量剧毒NO2 和NO 之外,还存在下列问题:
1.三氧化二锑的性质是能在600多度高温下升华挥发,这是众所周知的,而玻璃炉内最低温度有800度,也就是说三氧化二锑一加进去炉内,还没来得及与硝酸钠发生反应,就会大量挥发损失了,使用三氧化二锑的工厂,其窑后烟道内的炉垢的成分几乎全部是三氧化二锑,足以证明这点。三氧化二锑的这一低温下易挥发的化学性质,在玻璃炉内的高温情况下使用三氧化二锑是极其不明智的。
2.三氧化二锑的粒度极细也是一个严重问题,三氧化二锑都是用锑溶液在高温空气中挥发气化的火法工艺方法生产的,所有的三氧化二锑的粒度都小于1微米,粒度极细,且完全无法控制其粒度,粒度基本上只能达到1微米,三氧化二锑的粒度这么小,很容易被炉内的气流抽到烟道中损失掉,甚至有可能飘到产品玻璃上形成黑点,从而影响玻璃质量,而焦锑酸钠是用湿法工艺生产的,是从水溶液中结晶出来的,粒度可控,一般粒度可达30微米,这远远大于三氧化二锑的粒度,加料时扬尘也小,不易被气流抽走浪费及污染产品玻璃。三氧化二锑加料时由于粒度极细,扬尘极其厉害,严重污染操作环境,三氧化二锑的粒度太细了,是一个严重的问题。
3.硝酸钠的分解温度是才380℃,很低,而炉内最低温有800℃,同三氧化二锑一样的情况,硝酸钠一加入炉内,还未来得及与三氧化二锑反应,就大量分解掉了,造成了大量浪费,本来按照两者反应的化学方程式计算,理论上1吨三氧化二锑只需0.6吨硝酸钠,实际上国内一个最大规模的光伏玻璃生产厂在改用焦锑酸钠以前,每吨三氧化二锑需配10吨硝酸钠,为什么要配10吨硝酸钠?因为大量的硝酸钠分解掉了,浪费掉了,而且硝酸钠十分容易结块,且结块后难以粉碎,粉碎过程中又易出重大危险事故,因为硝酸钠具有强腐蚀性、爆炸性,在高温炉内,强腐蚀性的硝酸钠有可能缩短炉子寿命,因此,硝酸鈉低温下分解的化学性质,在玻璃窑内高温温度下,使用硝酸钠与使用三氧化二锑一样,是十分不明智的。
4.使用三氧化二锑和硝酸钠这个方法使生产成本大量升高:
其实不用计算,由于上述几点原因,使用三氧化二锑+硝酸钠的方法一定会升高生产成本,以国内技术顶尖的一家光伏玻璃厂为例,我们来比较一下两者的成本情况:该厂改用焦锑酸钠以前,一个650T/日的炉子,原来一个月使用三氧化二锑32T,硝酸钠32*6=192T(这是所有工厂中硝酸钠使用量最少的),三氧化二锑的单价为43000元/吨,硝酸钠单价为2500元/吨,则一台650T/日的炉子每月需要的消泡剂费用为:32×4.3+192×0.25=137.6+48=185.6(万元),一年的费用185.6×12=2227.2万元。该厂改用焦锑酸钠后,每月使用40吨焦锑酸钠,焦锑酸钠单价按3万元/吨计。则每月消泡剂费用为:40×3=120万元,每年费用为:120×12=1440万元。所以,一台650T/日的炉子一年可节省成本约787万元。
如果一个日投料6500T的光伏玻璃厂,则每年可节省材料费7870万元。再加上脱硝费用,处理产生的大量的NO和NO2剧毒气体的污染问题,则每年可轻松节省成本至少8000万元。
假如全中国所有光伏玻璃厂都改用焦锑酸钠,按日投料3万T计算,则每年可节约成本3.69亿元,还是有显著经济效益的。
而且根据所有改用焦锑酸钠的光伏玻璃厂生产的玻璃质量情况,所有改用焦锑酸钠的光伏玻璃厂生产的玻璃质量都有不同程度的改善,普遍玻璃中气泡总数有所减少。
在显像管玻璃生产时代,全世界所有生产显像管玻璃的工厂,都是使用长沙烨星锑业有限公司生产的焦锑酸钠。长沙烨星锑业生产的焦锑酸钠当时垄断了全球显像管玻璃市场,我们十分熟悉焦锑酸钠的优点。因此,长沙烨星锑业有限公司在国内光伏玻璃生产工厂中推广使用焦锑酸钠作为光伏玻璃澄清消泡剂,作了大量工作。一家一家无数次反复沟通交流,在我们公司和国内所有光伏玻璃厂的共同努力下,目前国内绝大多数做光伏玻璃的生产工厂都采用了焦锑酸钠,相信不用多久,就像显像管玻璃行业彻底淘汰了三氧化二锑+硝酸钠这一方法,全部改用了焦锑酸钠一样,我们光伏玻璃行业也一定会彻底淘汰三氧化二锑+硝酸钠这一方法,一定会全部改用焦锑酸钠作为光伏玻璃澄清消泡脱色剂的。
光伏太阳能是千年大计,是新能源中最具竞争力、最有潜力的能源,现在其发电成本就与煤发电持平,其前途无量,这两年光伏玻璃生产扩展迅猛,也新建了不少新厂,新建工厂也还存在着澄清消泡剂的选择问题,光伏玻璃作为太阳能发电装置的盖板,不管太阳能发电装置中所有部件怎么变化改进,这块玻璃盖板不会改变,这已是最好最便宜最适用的了,焦锑酸钠作为一种唯一的、不可替代的光伏玻璃澄清消泡脱色剂,将永远服务于光伏玻璃行业。