[發明專利]一種多晶硅制絨工藝中廢酸的再生方法及廢酸再生系統

有效

• 申請號: 201010289132.2
• 申請日: 2010-09-24
• 公開（公告）號: CN102409343A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 郭海峰;王勝亞;龔振剛;姜俊剛
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C23F1/46
• 分類號: C23F1/46;C23F1/24;C30B33/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種廢酸的再生方法及再生系統，尤其是一種多晶硅制絨工藝中廢酸的再生方法及廢酸再生系統。

背景技術

目前，世界各國對環境問題日益重視起來，我國也提出了節能減排的可持續發展戰略。隨著人們環保意識的不斷提高，工業“三廢”的處理問題也成為關系企業生存和發展的大問題。其中廢酸液的排放，不僅浪費了大量的可用資源，而且導致了嚴重的環境污染問題，影響企業生存與發展。從環境的觀點考慮，減少工業廢棄物的排放，對工業廢棄物進行分類并再利用能夠有效減小人類對自然環境的負面影響，是一件功在當代、利在千秋的好事；從企業經營考慮，對廢棄物的回收再利用節約了企業的成本，使企業在市場競爭中更具有競爭力。

在太陽能多晶硅電池片的生產工藝中，需要對多晶硅片進行制絨，使硅片產生多孔硅結構，當入射光照射到絨面硅片時，經過絨面結構的多次反射，將最終反射出去的光減到最少，增加了光的吸收。此工藝通常會用到氫氟酸和硝酸。含氟廢水一旦流到自然界，會打亂生態系統的平衡。因此，從廢水中除去氟，在環境保護及工業上是件非常重要的事情。例如，《GB8978-1996污水綜合排放標準》中規定了含氟廢水的排放條件的標準值為10mg/L以下。

目前，同行業中對氫氟酸廢水的處理方法基本上都采用化學沉淀法。例如通過氫氟酸廢水和氫氧化鈣反應生成氟化鈣沉淀，但由于氫氧化鈣的溶解度不大，此法的處理效果并不理想。為了能夠使處理后的廢水中的氟含量低于國家的規定，一些企業采用加氯化鈣的方法，但此法除耗費大量氯化鈣之外，還耗費大量的堿以中和廢水，增加了企業的費用。例如，100MW多晶硅生產線采用氫氧化鈣處理廢酸的藥品費用約為500萬/年，而采用氯化鈣處理廢酸的藥品費用約為1000萬/年。除此之外，用沉淀法處理廢酸為大型設備，處理過程中產生的大量污泥屬于危廢，需委托給有資質的環保公司進行處理還需要一筆處理費用，極大的增加了成本。同時，采用上述方法進行處理的效果并不明顯，無法對酸液進行回收利用。

發明內容

為了克服現有技術中處理廢酸耗費成本高、酸液被浪費的問題，本發明提供了一種多晶硅制絨工藝中廢酸的再生方法，通過該方法對廢酸進行回收的效率高，成本低，并且酸液可重復利用。

本發明公開的多晶硅制絨工藝中廢酸的再生方法包括：將廢酸液與絡合劑進行混合，得到混合液；然后將混合液通入擴散滲析器，所述擴散滲析器包括離子擴散膜及位于離子擴散膜兩側的第一通道和第二通道，所述混合液通入第一通道，并在第二通道中通入去離子水，混合液與去離子水的流向相反；第二通道流出為回收酸液，第一通道流出的為分離液；其中，所述絡合劑為可與硅形成絡合物的有機絡合劑。

同時，本發明還公開了使用上述方法的廢酸再生系統，包括用于盛放廢酸液的廢酸儲罐、用于盛放絡合劑的絡合劑儲罐及擴散滲析器，所述擴散滲析器包括離子擴散膜及位于離子擴散膜兩側的第一通道和第二通道；所述廢酸儲罐和絡合劑儲罐連通并延伸至第一通道的入口，第一通道的出口連通至分離液儲罐，所述第二通道的入口連通至去離子水源，第二通道的出口連通至回收酸液儲罐；其中，所述絡合劑為可與硅形成絡合物的有機絡合劑。

采用本發明公開的方法對多晶硅太陽能電池生產工藝中產生的氫氟酸和硝酸等廢酸進行回收利用，避免了采用沉淀法的弊端，設備具有占地小、無需添加任何藥劑、不產生污泥、耗電低等優點，為企業節約大量成本。

通過本發明公開的再生方法回收酸液時，在擴散滲析器中，離子擴散膜兩側的第一通道和第二通道內的溶液中的各種離子的濃度不同（第一通道內液體中的各種離子的濃度高于第二通道內液體中的各種離子的濃度），存在一定的濃度梯度，導致第一通道內液體中的各種離子向第二通道滲透。但離子擴散膜具有選擇透過性，不會讓每種離子以均等的機會通過。首先離子擴散膜骨架本身帶有正電荷，在溶液中具有吸引帶負電荷水化離子而排斥帶正電荷水化離子的特性，故在濃度差的作用下，第一通道內液體中的氟離子和硝酸根離子被吸引而順利的通過膜孔道，同時根據電中性要求，也會夾帶正電荷的離子，由于H⁺的水化半徑比較小，電荷較少，因此H⁺會優先通過離子擴散膜。并且，由于采用逆流操作，在第一通道的出口處，混合液中的酸雖因擴散作用而大大降低了濃度，但仍比第二通道的入口處液體中廢酸的濃度高，通過此方法可以實現氫氟酸、硝酸和六氟硅酸的分離。