[發明專利]一種硅片切割硅泥回收利用工藝

在審

• 申請號: 201811076390.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109205626A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 冉祎;魏強;袁中華;陳井建;廖元
• 申請（專利權）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C01B33/025
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強;羅滿

本發明公開一種硅片切割硅泥回收利用工藝，包括：干燥：去除硅泥中的水和第一雜質，得到包含有硅粉的第一混合物；熔融：將第一混合物送入熔煉爐加熱熔煉，所述硅粉熔融得到包含有二氧化硅雜質的硅液；還原：向所述熔煉爐中加入碳粉，所述硅液中的所述二氧化硅雜質與碳粉反應，得到純度大于98％的硅液；冷卻：所述硅液冷卻形成硅塊，按重量計，所述硅泥包括：第一雜質2.8?9份，水40?50份，硅粉25?50份，二氧化硅雜質1.1?3份。本申請所公開的回收工藝能夠回收硅片切割的廢硅粉，消除了有機物雜質對硅粉純度的影響，具有硅粉回收率高、節能環保的優點。

技術領域

本發明涉及硅片切割廢料回收利用領域，具體涉及一種硅片切割硅泥回收利用工藝。

背景技術

目前，硅片加工生產中一般通過金剛線切割硅錠，金剛線切割技術通過電鍍或樹脂粘結有金剛石磨料的鋼線對硅棒或硅錠進行磨削。

金剛石在切割硅棒或硅錠時，為了保證加工精度提高硅片的表面質量，需要輔助切割液對切割面進行潤滑沖洗，形成硅泥。硅泥中包括金剛線在切割硅棒或硅錠過程中產生的硅粉與金剛石磨料脫落殘余，該硅粉的平均尺寸為1-5μm，硅泥中液體成分包括水、二乙二醇或乙二醇或聚乙二醇等切削液乳化劑，以及表面活性劑等。由于“硅泥”中硅粉的尺寸較小，且含有水分和非硅雜質，回收再利用難度較高。一般通過經過干燥脫水作為耐火材料使用，或簡單燒結后作為鋼鐵冶煉原料使用，導致大量的硅泥無法有效回收應用于多晶硅加工中。由于硅泥價格低廉，且無法有效重復利用于硅片加工，限制了多晶硅生產成本，造成了能源浪費。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種硅片切割硅泥回收利用工藝，可以有效利用硅泥中的硅，回收制備得到純度大于98％的硅錠，使硅錠可以應用于多晶硅生產中，降低了多晶硅生產成本，且無需輔助化渣劑等，具有節約能源，可行性高的優點。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是一種硅片切割硅泥回收利用工藝，包括：

干燥：去除硅泥中的水和第一雜質，得到包含有硅粉的第一混合物；

熔融：將第一混合物送入熔煉爐加熱熔煉，所述硅粉熔融得到包含有二氧化硅雜質的硅液；

還原：向所述熔煉爐中加入碳粉，所述硅液中的所述二氧化硅雜質與碳粉反應，得到純度大于98％的硅液；

冷卻：將所述硅液冷卻形成硅塊。

按重量計，所述硅泥包括：第一雜質2.8-9份，水40-50份，硅粉25-50份，二氧化硅雜質1.1-3份。

優選的，所述干燥步驟具體包括：

將所述硅泥送入壓濾設備進行壓濾，去除部分第一雜質和水，得到壓濾后的硅泥；

將所述壓濾后的硅泥送入微波干燥設備，在真空環境下2300MHz-2500MHz微波加熱去除所述壓濾后的硅泥中的水和第一雜質，得到第一混合物。

優選的，所述微波加熱去除所述壓濾后的硅泥中的水和第一雜質過程，微波加熱溫度為95-300℃，所述真空環境具體為：氣壓為0.03-0.05MPa的負壓環境。

優選的，按重量計，所述壓濾后的硅泥包括：第一雜質1.4-7.5份，水32-40份，硅粉25-50份，二氧化硅雜質1.1-3份；

按重量計，所述第一混合物包括：第一雜質0.8-2份，硅粉25-50份，二氧化硅雜質1.1-3份。

優選的，所述第一雜質包括二乙二醇、乙二醇和聚乙二醇中的一種或多種。

優選的，所述熔融步驟具體包括：

將所述第一混合物送入熔煉爐；