[發明專利]碳化硅氣浮分離提純裝置及方法

有效

• 申請號: 201310475548.7
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103523782A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王杰;高敏杰;徐元清;袁慶冬;楊亞坤
• 申請（專利權）人: 河南新大新材料股份有限公司
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36;B03D1/02
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 張建東

技術領域

本發明涉及晶硅片切割刃料碳化硅微粉生產中的提純裝置，具體來說涉及一種碳化硅氣浮分離提純裝置及方法。

背景技術

碳化硅微粉是當前晶硅片切割行業的主要切割材料，應用于太陽能晶硅片切割領域。碳化硅在工業生產過程中，在2000~2500℃高溫條件下，將石英砂和過量的焦碳在艾奇遜爐中通電加熱一段時間后，石英砂中的二氧化硅和碳反應，生成碳化硅。碳化硅在高溫合成時會燒結成塊，碳化硅塊料中同時包裹有一定量的合成反應過量的碳粉。碳化硅塊料和游離碳粉經過碳化硅微粉破碎、篩分、粉磨等生產過程工序后，碳粉附著在碳化硅粉體表面，使兩者完全混合在一起難以去除。

而作為切割刃料應用于太陽能晶硅片切割領域的碳化硅微粉對碳化硅的純度有較高要求，因此必須將碳化硅微粉進行提純處理。不同的碳化硅提純方法對碳化硅生產影響較大，現有的提純方法存在游離碳去除率低、設備投資大、生產工藝復雜等缺點，因此設計一種碳化硅微粉提純裝置，去除掉其中的游離碳粉等附著物雜質，提高碳化硅微粉提純效率，使其滿足晶硅片切割刃料的使用要求顯得尤為重要。

中國專利文獻公布號為202499714U的名為碳化硅微粉除碳裝置中，公開了一種碳化硅微粉除碳的方案，該方案中，除碳裝置包括氣浮分離池，攪拌裝置，氣浮分離池內設有連接氣源和/或液體源的微孔氣管，微孔氣管上設有若干個鼓氣孔，工作時，在砂漿中形成氣泡，利用游離碳有較強的吸附性附著在氣泡上，浮于砂漿表面后，可手工分離。

該方法解決了從碳化硅中分難以分離出碳的問題，但是該方法本身分離的過程需要人工，此外該方法雖然能夠分離出游離碳，但是分離速度尚待提高，就產生了分離效率低的問題。

此外，中國專利文獻公布號為102424385A的名為碳化硅微粉中游離碳清除裝置及方法，公開了一種碳化硅微粉除碳的方案，該方案中裝置包括攪拌機構、刮板、鼓氣機構及驅動機構，攪拌機構中空心轉軸的空腔連通液體源，同攪拌槳上分布的布水口連通，鼓氣機構包括布氣管和送氣管，攪拌容器上開有溢流槽口，與刮料板相對應。

此方法通過添加刮料板和攪拌機構帶動的水道，相對當時的現有技術提升了游離碳的分離效率，但是該裝置結構復雜，安裝比較繁瑣，同時，攪拌機構帶動的水道會對氣泡有導流的作用，使氣泡在生至表面時，但是還未充分吸附游離碳，使游離碳的吸附效率還沒有達到最高。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的各種不足，設計一種結構簡單、能提升分離提純效率的碳化硅氣浮分離裝置，同時還公開了一種利用上述分離裝置對碳化硅漿液進行氣浮分離提純的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種實施碳化硅氣浮分離提純方法的裝置，包括氣浮分離池、攪拌機構、鼓氣機構和清渣機構，所述清渣機構、攪拌機構和鼓氣機構自上而下地設置于所述氣浮分離池內，所述攪拌機構包括傳動器、中空的攪拌軸，所述清渣機構包括設置于所述氣浮分離池池口上沿部位的排渣槽和安裝于所述攪拌軸上且對應于所述排渣槽的刮料板，所述鼓氣機構包括氣源和/或液體源和與氣源和/或液體源連通的布氣管，其中，布氣管安裝于所述攪拌軸的尾端，形成所述攪拌機構的攪拌槳/桿，且所述布氣管與所述攪拌軸的空腔相連通。

本發明中的布氣管由至少一個在平面或空間方向以攪拌軸底端為中心發散布置的微孔氣管構成。微孔氣管為圓柱型管，該微孔氣管上布設有至少一個鼓氣孔。

本發明中所述排渣槽的內壁和外壁上分別設置有與其高度對應的刮料口和排渣口，該排渣槽底部的高度不低于所述刮料板底部的高度，所述刮料板一端固定于攪拌軸上隨攪拌軸旋轉，其另一端垂直并緊貼于氣浮分離池的內壁。

作為優選實施例，微孔氣管表面分布的鼓氣孔的孔徑為0.5～1毫米。

作為優選實施例，刮料板和傳動器之間的攪拌軸上設有氣浮增壓器，該氣浮增壓器自上而下為一端直徑漸縮的圓管，其主進氣口與攪拌軸的空腔的氣源和/或液體源相連接，該主進氣口的孔徑大于所述氣浮增壓器出口的孔徑，該氣浮增壓器內部設有與氣浮增壓器內腔對應的錐筒型氣浮腔內襯，該氣浮腔內襯的粗糙度等級Ra≤3.2。

作為優選實施例，本發明還包括設置在氣浮分離池內設置的的進料口和出料口，其中所述出料口設置在氣浮分離池底部，所述進料口設置在氣浮分離池的側壁底部或靠近底部的側壁上，由閥門控制進料口和/或出料口的啟閉。

作為優選實施例，本發明的傳動器為帶傳動方式的傳動器。