[發(fā)明專利]一種用太陽能硅晶片金剛線切割后廢棄的硅微粉制作煉鋼用還原劑的方法

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• 申請日: 2017-04-09
• 公開（公告）號: CN106916920A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭育輝;王央文;楊宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇陽帆機電設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: C21C7/04
• 分類號: C21C7/04
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 王清義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用太陽能硅晶片金剛線切割后，廢棄的硅微粉來制作煉鋼用還原劑的方法,屬于資源再利用范疇。

背景技術(shù)

中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)近十年發(fā)展迅猛，在太陽能硅晶片線切割中，大量使用金鋼線切割，太陽能硅晶片切割設(shè)備已超過萬臺投入運行，其中切割砂漿的用量已經(jīng)達到約2萬～3萬噸/天。

在太陽能硅晶片金剛線切割過程中，整個機理是利用電鍍在細(xì)鋼絲上碳化硅顆粒的堅硬特性和鋒利棱角，將硅棒逐步截斷。因此切割砂漿的主要特性是具有良好的流動性，碳化硅顆粒均勻地包覆在高速運動中的鋼絲表面,均勻平穩(wěn)的使碳化硅微粒作用于硅棒表面，同時切割砂漿及時帶走切割熱和破碎硅微粉顆粒，保證硅片的表面質(zhì)量。

隨著整個太陽能行業(yè)的發(fā)展，再生回收技術(shù)大量引入, 在每一次回收過程約30%～45%的硅微粉將不能再回收使用而作為廢棄物處理。不利于環(huán)境控制和造成企業(yè)成本的增加，為了適應(yīng)未來市場需求及價格的競爭發(fā)展需要，整個行業(yè)都在為如何利再生砂和降低切割成本而不停地尋找新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種用太陽能硅晶片金剛線切割后廢棄的硅微粉制作煉鋼用還原劑的方法，本發(fā)明制得的煉鋼用還原劑可取代常規(guī)用高價的鐵硅(FeSi)還原劑。

本發(fā)明所述的用太陽能硅晶片金剛線切割后廢棄的硅微粉制作煉鋼用還原劑的方法，包括以下步驟：a、 在線回收太陽能硅晶片金鋼線切割砂漿后進行壓濾得到廢渣；b、以廢渣作為基礎(chǔ)原料和復(fù)合溶劑攪拌混合后進行壓濾，排出液體，得到濕渣；c、向濕渣中加入粘合劑后進行捏合；d、再把捏合后的混合料擠壓成型后進行烘干定型，然后冷卻即得煉鋼用還原劑。

作為對上述的制作煉鋼用還原劑的方法的進一步改進，廢渣中各部分的重量比：

碳化硅 10%~17%

硅微粉 80%~85% ；

鐵粉 2%~3.5% ；

聚乙二醇 0.5%~1%；

二乙二醇 余量。

作為對上述的制作煉鋼用還原劑的方法的進一步改進，步驟b的具體過程如下：

b1. 稱取總量2/3的復(fù)合溶劑加入攪拌罐中,并保持溫度在15℃~40℃的條件下,將廢渣破碎加入至混合溶劑中，使廢渣分散成懸浮漿料；

當(dāng)添加廢渣量達到1/3總量后開始計時, 攪拌2~3小時,使廢渣中的聚乙二醇和二乙二醇充分溶于復(fù)合溶劑中；

b2. 將混合均勻的漿料泵入板框式壓濾機， 經(jīng)過3~5小時壓濾，進行固液分離。

作為對上述的制作煉鋼用還原劑的方法的進一步改進，將b2步驟中進行固液分離所得的液體進行分離提純，制得可再次使用的聚乙二醇/二乙二醇混合液和復(fù)合溶劑。

作為對上述的制作煉鋼用還原劑的方法的進一步改進，步驟d的具體過程：將混合料連續(xù)加入到對輥壓球機中擠出成型為2~5mm的球型或大塊粉碎體后，在90℃~150℃的烘道中進行烘干成型,冷卻至30℃~40℃時出料。

作為對上述的制作煉鋼用還原劑的方法的進一步改進，所述復(fù)合溶劑是由醇類溶劑和酮類溶劑混合組成的一個混沸點的溶劑, 沸點控制在80℃~100℃之間,該復(fù)合溶劑對聚乙二醇和二乙二醇有互溶能力。最好醇類溶劑為異丙醇、乙醇或正丁醇，酮類溶劑為丁酮。優(yōu)選復(fù)合溶劑由95wt%的異丙醇和5wt%的丁酮溶劑復(fù)配而成。

制得的鎂還原劑的組成配比（重量比）：

碳化硅 10~20%

硅微粉 55~75%

聚乙二醇 0.5~1%

二乙二醇 2~3%

復(fù)合溶劑 0.5%~1%

粘合劑 適量(約占全部固體總量的5-8%)

本發(fā)明具有積極的效果：（1）充分利用再生資源和特殊硅微粉，制作煉鋼用鎂還原劑,從而降低產(chǎn)品成本30%以上,減少廢棄硅微粉排放引發(fā)的環(huán)境污染，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。（2）本發(fā)明用太陽能硅晶片金剛線切割后，廢棄的硅微粉來制作煉鋼用鎂還原劑的方法。硅微粉中硅含量高, 是鐵硅(FeSi)鎂還原劑的良好替代品。（3）可有效地利用現(xiàn)有離線回收廢砂漿產(chǎn)生的大量廢棄的硅微粉，節(jié)約及回收率增加約96%。（4）與FeSi作為鎂還原劑的成本對比， Mg生產(chǎn)成本降低約12%。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程框圖。

具體實施方式

下面通過制備煉鋼用還原劑來具體闡述本發(fā)明的制作方法。

a．在線回收太陽能硅晶片金鋼線切割砂漿后進行壓濾得到廢渣。廢渣中含有硅微粉及切割冷卻液等微量雜質(zhì)組成，其中：

碳化硅10%~13%

硅微粉80%~83%；