[發(fā)明專利]一種太陽能硅片切割廢粉料分離回收的工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810040723.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108046269A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁惠新;華煒杰;付雙成;方勇;董擎天;吳敏浩;石斌磊
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C01B32/956
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種用于太陽能硅片切割廢粉料分離回收的工藝，其特征在于由旋流洗滌器、攪拌料桶、泵、固液分離器I、固液分離器II、干燥器I、干燥器II組成。太陽能硅片切割廢粉料在攪拌料桶中用洗滌介質(zhì)進行充分分散，制成主要成分為硅和碳化硅的均勻懸浮液，由泵切向打入旋流洗滌器進行多級逆流洗滌，首級旋流洗滌器溢流管排出硅懸浮液，末級旋流洗滌器底流管排出碳化硅懸浮液，懸浮液經(jīng)過固液分離和干燥得到硅粉和碳化硅粉。本發(fā)明不但可以分離提取硅片切割廢粉料以使資源循環(huán)利用，實現(xiàn)硅和碳化硅的連續(xù)、高精度分離，而且可避免切割廢料排放造成的環(huán)境污染，具有耗水量低、環(huán)保、成品純度高等優(yōu)點，降低了生產(chǎn)成本和勞動強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能材料和分離回收的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于太陽能硅片切割廢粉料分離回收的工藝。

背景技術(shù)

近年來，隨著全球石油、煤炭等能源日益緊張，太陽能逐漸成為本世紀(jì)最重要的新能源，全球的太陽能產(chǎn)業(yè)進入了高速發(fā)展期，我國成為全球太陽能電池第一大生產(chǎn)國。制備太陽能電池時，需要將高純硅鑄成多晶硅錠，然后切割成硅片。硅片(包括單晶硅和多晶硅)切割是太陽能電池制造的關(guān)鍵步驟之一，用于處理單晶硅或晶體硅的固體硅錠，其加工效率和加工品質(zhì)直接關(guān)系到整個電池的性能。然而在切割過程中，從理論上計算會有44％的晶體硅被切磨為高純硅粉進入到了切割料漿中，而實際加工過程中會有高達50％-52％的晶體硅以硅粉的形式損失掉了。硅片切割過程中產(chǎn)生了大量的切割液廢砂漿且不可避免，目前對廢砂漿中的碳化硅及聚乙二醇的回收利用比較成功，并開始用于工業(yè)回收生產(chǎn)。但因硅粉粒度非常細(小于15μm)，與碳化硅顆粒有部分相同的粒度范圍，且硅和碳化硅的理化性質(zhì)都非常接近，如硅(2.33g/cm3)和碳化硅(3.2-3.25g/cm3)的密度均大于水且均不溶于水和鹽酸等，因此難以將硅粉和碳化硅粉二者徹底分離。如果能將切割廢料漿中的高純硅得以有效地回收并再用于制造太陽能電池，對緩解我國太陽能多晶硅的緊缺、減少多晶硅的進口量是很有意義的，這將會產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。

目前國內(nèi)外對于切割廢砂漿中碳化硅和硅粉混合物的回收處理主要有兩種，一是用化學(xué)方法處理掉硅粉從而回收碳化硅，因為碳化硅化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，但是這樣造成了硅粉的大量浪費。二是用一系列物理分離方法，主要表現(xiàn)為裝置流程過長、設(shè)備粗笨大、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、操作環(huán)境有潛在風(fēng)險，造成分離后的硅粉和碳化硅粉純度低。總的來說目前市場上對于硅粉和碳化硅粉的分離回收技術(shù)還有待改善。

專利ZL201110292597.8公開了用旋流器組分離得到碳化硅粉液的一種裝置，該裝置至少由三組旋流器組串聯(lián)組成，每組至少由兩個并聯(lián)的旋流分離器組成。但是該裝置并未涉及旋流洗滌后硅和碳化硅懸浮液的后處理，洗滌介質(zhì)，以及旋流分離器的結(jié)構(gòu)尺寸。

專利ZL201520105749.2公開了一種晶硅線切割廢砂漿中碳化硅及硅粉漿料旋流洗滌系統(tǒng)，洗滌后得到的漿料中碳化硅含量在96％以上。但是該旋流洗滌系統(tǒng)并未設(shè)計回收硅粉的工藝，僅僅對碳化硅進行了回收，造成了硅粉的浪費。

本發(fā)明不但可以分離提取硅片切割廢料中的硅和碳化硅以使資源循環(huán)利用，而且可避免切割廢料排放造成的環(huán)境污染，大大簡化了傳統(tǒng)的硅和碳化硅分離回收工藝，既提高了分離效率，又降低了分離的成本和時間。

發(fā)明內(nèi)容