[發明專利]單晶硅切割廢液的處理回收方法

無效

• 申請號: 200610029378.X
• 申請日: 2006-07-26
• 公開（公告）號: CN101113029A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 金柏林;陳鈞;陳丕烈
• 申請（專利權）人: 金柏林
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C01B33/02;C01B31/36
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫粹芳

技術領域

本發明是關于一種單晶硅切割廢液的處理回收方法。

背景技術

隨著能源的日益緊張和污染的加重，引起各國對清潔能源使用的重視。全球都掀起太陽能電池建設風潮，我國研制太陽能電池近年來發展很快，太陽能電池廣泛的應用已促使作為太陽能電池的主要原料單晶硅的生產也迅猛發展。太陽能電池使用的單晶硅片是由單晶硅棒切割加工而成，單晶硅棒在切割過程中必須使用起潤滑冷卻作用的切割液，因此在切割過程中就產生大量的切割廢液。目前在國內通常采用的切割液是一個包括聚乙二醇，碳化硅，三乙醇胺，皂化液，煤油等的混合物，因此切割廢液的COD值大大超過廢水排放標準，按環保要求是禁止排放的。而目前又沒有找到合適的廢液處理回收方法，因此國內生產廠只能將大量廢液堆放著，隨著生產不斷發展，長年累月堆積的切割廢液也堆積如山，已成為企業繼續生產的攬路虎。因此迫切要尋找一個簡便而有效的單晶硅切割廢液的處理回收方法，從切割廢液中主要回收聚乙二醇，碳化硅和硅。廢液的處理回收非但解決了環保問題，又有很大的經濟效益。

發明內容

本發明提供一種單晶硅切割廢液的處理回收方法，方法的工藝流程參見圖1，該方法包括下列步驟：

1.將除去煤油的單晶硅切割廢液放入噴霧攪拌器中，加入稀鹽酸處理，鹽酸的濃度是0.0001-0.4mol，每公斤廢液加入100-500ml鹽酸溶液，循環噴霧攪拌10-30分鐘，得初步混合料，排出進入噴霧混合器，再循環噴霧混合10-30分鐘，溫度上升到30-50℃，得二次混合料，排出；

生產廠已將存放在桶中的廢液多次傾潷回收，因此待處理的廢液中煤油已基本除去。

單晶硅切割廢液是一個粘度很大的帶有固體粉粒的粘稠料，不易流動輸送，工藝處理困難。本發明方法將廢液用稀鹽酸處理，通過中和作用生成鹽將廢液中含有的堿性物質三乙醇胺和皂化液除去，同時廢液的粘度明顯降低，通過在噴霧攪拌器和噴霧混合器中的循環噴霧攪拌混合，使得廢液成為一個易流動輸送的均勻混合料，利于工藝處理。

噴霧攪拌器是通過循環噴霧攪拌，使加入的酸液與粘稠的廢液盡量攪勻與反應。混合料通過噴霧攪拌器中的第一噴霧通道噴出，形成一個大范圍循環混合，又由于在噴嘴腔內形成負壓，混合料通過液流孔進入噴嘴腔，再形成一個小范圍混合，這樣可大大增加攪拌混合與反應效果。

噴霧混合器的結構特點是在其噴霧裝置中設有噴霧通道及導向板，噴霧通道中設有湍流道，液流的雷諾數Re(液體流動時的慣性力和內摩擦力之比稱為雷諾數)大于3000，因此液流呈湍流流動，混合料在湍流道中發生分子撞擊與摩擦，使混合料混合并顆粒更細化，再由于導向板的設置，使得混合料形成小范圍流竄，使混合與反應效果更好。

2.從噴霧混合器排出的二次混合料進入固液分離器，混合料通過加熱溫度為50-80℃的電加熱板加熱，水蒸汽和聚乙二醇一起蒸出，通過第一冷凝器冷卻，得水及聚乙二醇的混合液。再進入噴霧脫水器中通過循環噴霧脫水15-40分鐘，溫度上升到40-80℃，水分由噴霧脫水器中排出，就可回收得聚乙二醇。固液分離器底部放出碳化硅和硅的粗固體混合物；

噴霧脫水器的工作原理是，水及聚乙二聚的液流在湍流道中呈湍流流動，在湍流道中發生分子撞擊與摩擦，使水及聚乙二醇的分子顆粒更細化，在循環噴霧混合過程中，溫度逐漸上升，沸點低的水分子就蒸發排出，從而達到聚乙二醇脫水的目的。

3.將碳化硅和硅的粗固體混合物送入第一噴霧清洗器中，加入為粗固體混合物重量的10-20％量的水，一起進行循環噴霧清洗10-30分鐘，溫度上升到40-80℃，清洗后混合物放入第一搖床，分離除去比重輕的“外殼殘渣”，得碳化硅和硅的一次清洗固體混合物。再送入第二噴霧清洗器中，固體混合物再同樣重覆一次循環噴霧清洗后，混合物放入第二搖床，再分離除去“外殼殘渣”，得到碳化硅和硅的二次清洗固體混合物；

碳化硅和硅的粗固體混合物中含有的中和生成的鹽和其它雜質，以“外殼”的形式緊密的包裹在碳化硅粉粒和硅粉粒的外面，很難除去。通過噴霧清洗器二次用水清洗處理，通過反復循環混合攪拌清洗，混合物中物料分子與水分子撞擊與摩擦，物料顆粒細化，“外殼”松裂而脫落，起到了清洗作用，再通過搖床分離，由于比重的差異，使碳化硅和硅與“外殼殘渣”分離，分出的“外殼殘渣”回收后，有可能利用來作為肥料用。