[發明專利]一種回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法

在審

• 申請號: 201811431790.3
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109574015A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 席飛
• 申請（專利權）人: 席飛
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025;C01B33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法，屬于硅材料制備的廢料回收技術領域，將晶體硅切割廢料漿采用固液分離、凈化除雜、壓制球團、高溫熔煉和定向凝固即可得到工業硅、高純硅或者太陽能級晶體硅，解決了現有回收晶體硅切割廢料漿的方法存在工藝復雜、成本較高，難以產業化，以及回收利用率低的問題。

技術領域

本發明屬于硅材料制備的廢料回收技術領域，涉及一種回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法。

背景技術

全球的石油和煤炭等化學能源日益緊張，環境問題日加突出，太陽能因取之不盡、用之不竭、清潔安全等優勢而成為人類解決能源危機、環境污染和全球變暖的首選新能源，隨著世界各國政府的鼓勵政策，太陽能產業進入了高速發展時期。目前太陽能電池主要是以晶體硅為主要材料，太陽能產業的高速發展使得晶體硅的需求量迅速增加。

制造太陽能電池的過程是，將太陽能級的晶體硅進行鑄錠后開方切片，或者是將太陽能級晶體硅拉成單晶硅然后切片，然后將晶體硅片制備成太陽能電池。晶體硅切割硅片的原理是，在以碳化硅顆粒作為磨料、聚乙二醇作為分散劑、水作為溶劑組成的水性切割液中，用金屬絲帶動碳化硅顆粒磨料進行研磨切割；由于切割絲的直徑和硅片的厚度很接近，按理論計算會有44％的多晶硅被切磨為高純硅粉進入到切割液，而實際切割過程中會有高達50～52％的多晶硅以硅粉的形式進入到切割液中而損失；在切割過程中，隨著大量硅粉和少量金屬屑逐漸進入了切割液，最終導致切割液不能滿足切割要求而成為廢料漿。隨著晶體硅片的需求量的增加，由此產生的切割廢料漿也將逐年顯著增長。

廢料漿中含有大量的聚乙二醇，聚乙二醇的原料是石油中提煉出來的，再聚合而成，其分子結構穩定，不易分解，極易溶于水，化學耗氧量高，生物耗氧量低，在自然界中不易降解，如不經過特殊處理，流入自然環境中會造成環境污染；另外由于廢料漿中還含有大量有價物質高純硅和碳化硅，如果能將廢料漿中的高純硅和碳化硅進行綜合回收利用，并用于制備工業硅、高純硅和太陽能級晶體硅，不僅顯著地降低了環境污染、而且也促進了資源的再利用，間接地大幅度降低了太陽能的電池成本，這對促進太陽能產業的發展起到了積極作用。

回收廢料漿中高純硅、聚乙二醇和碳化硅的方法有多種，有物理浮選方法，有酸或堿化學處理方法，無論是哪種方法均存在一些問題，要么工藝復雜成本較高，難以產業化，要么無法使硅和碳化硅很好的分離，得到的產品無法利用，因此，本發明提出了一種新的回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法。

發明內容

本發明的目的在于：提供了一種回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法，解決了現有回收晶體硅切割廢料漿的方法存在工藝復雜、成本較高，難以產業化，以及回收利用率低的問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種回收再利用晶體硅切割廢料漿的方法，包括以下步驟：

步驟1：將晶體硅切割廢料漿過濾或離心分離，獲得固體物料和液體物料；

步驟2：將固體物料置于真空度0.1～5Pa和溫度80～200℃條件下，烘干0.5～1.5h，然后降溫至40℃以下，獲得粉狀固體物料；

步驟3：將粉狀固體物料利用熔融鎂液制成鎂硅合金熔體，獲得碳化硅和氧化硅粉料，然后將粉料進行酸洗，得到凈化物料；

步驟4：將凈化物料水洗至PH值為6～7后，再進行固液分離得到含水率≤30wt％的水洗物料；

步驟5：按重量比，水洗物料∶高純碳粉∶粘結劑＝1∶(0～20％)∶(0.5～2.5％)進行配料，混合均勻后，采用壓制壓力為0.2～500MPa的常規壓制或真空壓制方法壓制成團塊；

步驟6：將團塊烘干2～12h至團塊溫度為50～200℃，含水率≤5wt％后，在高于1430℃的條件下，進行熔煉，制成工業硅塊或高純硅塊；