[發(fā)明專利]一種用于太陽能硅片切割的廢砂漿的無水回收再使用技術(shù)

有效

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• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101891196A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周榮華;盛忠;龔波一
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭溪市德圣龍電子材料有限公司
• 主分類號: C01B33/02
• 分類號: C01B33/02;C02F1/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所 33216
• 代理人: 朱楓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于太陽能硅片切割的廢砂漿的無水回收再使用技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著近幾年光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，太陽能級多晶硅片已經(jīng)成為各大光伏公司爭相爭奪的上游資源，單晶,多晶硅片的切片生產(chǎn)成本己成了影響光伏產(chǎn)業(yè)的首要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)單晶,多晶硅片所必需的切割砂漿用量因此也得到了迅速增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，07年國內(nèi)切割液使用量為3.5萬噸，08年國內(nèi)切割液使用量近7萬噸，09年為14萬噸，預(yù)計(jì)在10年將達(dá)到20-30萬噸。

光伏用太陽能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒徑分布集中的碳

化硅微粉作為主要切削介質(zhì).將碳化硅微粉按照一定比例加入到切割液中，并使其充分分散，配制成均勻穩(wěn)定的切割砂漿，用于硅片切割。使用碳化硅微粉作為介質(zhì)在太陽能硅片線切割的機(jī)理是利用切割剛線的高速運(yùn)動，帶動碳化硅微粉顆粒持續(xù)快速沖擊硅棒表面，利用碳化硅顆粒的堅(jiān)硬特性和鋒利菱角將硅棒逐步截斷，這一過程會伴隨著較大的摩擦熱釋放，因此,切割砂漿需具備對碳化硅顆粒有良好的分散性,并且能帶走切割過程中所產(chǎn)生的大量熱量。其中,切片后的廢切割砂漿的組成中除了加入的碳化硅顆粒，還包含了大量的在切割過程中產(chǎn)生的細(xì)小硅粉與由于碰撞和摩擦而產(chǎn)生的碳化硅破碎顆粒以及切割鋼線在摩擦過程中脫落下來的銅和鐵細(xì)屑。在砂漿中的這些固體顆粒會對硅片表面的產(chǎn)生機(jī)械損傷，因此,要求砂漿能將切割熱及破碎顆粒及時帶出切割體系。對切割砂漿提出的要求：1.使砂漿具有良好的流動性，自身具有良好的導(dǎo)熱性。2.確保包括碳化硅顆粒等一系列固體顆粒物在砂漿體系中均勻分散，同時保持良好的穩(wěn)定性。目前行業(yè)所使用的切割砂漿大體有四個部分組成:?一定比例的新切割液加一定比例的回收切割液和一定比例的新碳化硅砂和一定比例的回收碳化硅砂.在確保有效的切割效率和品質(zhì)條件來調(diào)整相關(guān)組份比例來降低切片成本.?其中,回收砂漿的再使用量和回收加工成本將直接影響到產(chǎn)品成本.目前,?傳統(tǒng)的砂漿回收工藝是將廢砂漿先進(jìn)行固液分離,?分別對液和砂進(jìn)行去雜提純處理.其中最大的處理成本在回收砂的處理工序上.1.用幾倍于回收砂重量的酸性/堿性的水洗和多次漂洗.將產(chǎn)生大量污水的處理和其它環(huán)保費(fèi)用,2.回收砂的烘干能耗及砂的分級處理對周邊空氣和環(huán)境的污染而投入的大量環(huán)保設(shè)備的投資和運(yùn)營費(fèi)用所造成的產(chǎn)品成本的增加.?在此基礎(chǔ)上成功地開發(fā)出一種具有獨(dú)創(chuàng)性的廢砂漿回收處理再使用的工藝流程,徹底廢除了傳統(tǒng)廢砂漿的回收工藝中用水和烘干的工藝流程.?做到工藝中污水零排放和取消回收砂的烘干和分級工藝,取而代之的用回收聚乙二醇（PEG）為基礎(chǔ)的可循環(huán)使用的清洗液為主,配以分散劑、表面活性劑、消泡劑、金屬微粒和離子去除劑、納米成膜劑。對回收砂進(jìn)行無水化表面清潔處理和表面改性處理,以濕砂的方式再應(yīng)用到德圣龍獨(dú)創(chuàng)的砂漿制作方式,使回收濕砂的再使用工藝及生產(chǎn)成為可能。該工藝技術(shù)和生產(chǎn)方法為多晶硅片生產(chǎn)商節(jié)約大量成本，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的長遠(yuǎn)利益。對切割液領(lǐng)域來說，將具有革命性的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于太陽能硅片切割的廢砂漿的無水回收再使用技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于太陽能硅片切割的廢砂漿的無水回收再使用技術(shù)，具體步驟是：

a,分散凝固劑的添加

稱取由聚乙二醇配制的含5%的分散凝固劑(氨基環(huán)氧-丙烯酸酯多元聚合物)加入到待處理的回收砂漿中,邊攪拌邊加入，控制在30—40min內(nèi)加完；再繼續(xù)攪拌30min即可將新配制的回收砂漿加入到固液分離裝置中，將所獲得的液和砂分別進(jìn)行再處理；

b,回收砂的分級和表面清潔

稱取分離出來的回收砂加入到砂表面清潔液?(含再生聚乙二醇90%、含甲基丙烯酸酯類多聚物分散劑1.5%?、溶水性二甲基硅油表面活性劑3.0%、乳物含硅丙烯酸消泡劑1.5%、有機(jī)鹽類金屬微粒和離子去除劑0.5%、丙烯酸酯類三聚物砂分級劑3.5%?)的聚乙二醇混合液中,?用不同的攪拌速度按程序攪拌60—80min后將砂漿加入固液分離系統(tǒng),部分不能再用的砂隨混合液一起排出,再做二次調(diào)節(jié)分離處理，可再用的砂將進(jìn)入下一步表面改性處理；

c,回收砂的表面改性

將可用的回收砂,加入到配有10%表面改性劑(丙烯酸酯與丙烯酰胺類共聚物?)的聚乙二醇混合液中,?充分?jǐn)嚢?-3小時后,?存放于專用貯罐進(jìn)行5-16小時時效改性處理；?

d,回收濕砂的再使用