[實用新型]一種利用光伏產業硅廢料制備高純微納米硅粉的裝置

有效

• 申請號: 201922448238.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN211920881U
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 趙明才;汪煒
• 申請（專利權）人: 江蘇載馳科技股份有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

實用新型公開了一種利用光伏產業硅廢料制備高純微納米硅粉的裝置，包括：硅切割機，用于對硅片進行切割處理；重力過濾器，用于對硅切割機中得到的切割液進行重力過濾，含有硅粉的懸浮液從頂部排出；磁選器，連接于重力過濾器的頂部的出液管路，用于對出液管路中的含有硅粉的懸浮液進行磁選處理，吸除磁性顆粒；固液分離器，連接于磁選機的料液出口，用于對磁選處理后的料液進行固液分離處理，得到硅泥漿；酸洗槽，連接于固液分離器的濃縮漿料出口，用于對硅泥漿進行洗滌；氫氟酸儲罐和去離子水儲罐，分別連接于酸洗槽，分別用于向酸洗槽中加入氫氟酸和去離子水；氣氛爐，連接于酸洗槽；破碎機，連接于氣氛爐。

技術領域

本實用新型涉及一種利用光伏產業硅廢料制備高純微納米硅粉的裝置，屬于硅材料加工技術領域。

背景技術

目前，金剛線多線切割已經成為光伏硅片切割技術的主流，金剛線的最小線徑已達到60-80微米。盡管如此，多線切割過程中仍然存在40%左右的硅損耗，這些損耗以硅粉的形式分散在切屑液中，造成資源的浪費和環境破壞。

這些硅粉一般經過簡單壓濾后，價值較低，可以直接作為防火材料的原材料之一。另一個主要的用途是熔融提煉，中國專利CN1080040339A公開了一種采用埋弧的方法對硅粉材料進行熔煉得到冶金硅。這種冶金硅的純度較低，價值不高。硅材料的純度是決定了其價值的最重要的因素之一。

金剛線多線切割硅片產生的硅粉，大多為具有納米級厚度（50~150 nm）和亞微米或微米級長度（0.3~3 μm）尺寸的片狀結構，可稱之為微納米硅粉，高純度的微納米硅粉價值很高。目前市場上的微納米硅粉主要有多級球磨法和氣相沉積法，多級球磨法能耗高雜質多，氣相沉積法產量低難控制。如果可以利用光伏產業硅廢料制備滿足市場要求的高純微納米硅粉，是可以大大提高光伏產業硅廢料的價值。

實用新型內容

本實用新型提供一種利用光伏產業硅廢料制備高純微納米硅粉的方法，提高光伏產業硅廢料的價值。本實用新型采用的技術手段如下：

一種利用光伏產業硅廢料制備高純微納米硅粉的方法，包括如下步驟：

第1步，選擇金剛石線鋸和樹脂板用于硅錠的切割；

第2步，硅錠切割后得到的切削液經過重力過濾，將較大的顆粒去除，硅顆粒留在懸浮液中；

第3步，將含有硅顆粒的懸浮液通過磁選器，去除含鐵和鎳的雜質顆粒；

第4步，將磁選器處理后的懸浮液進行過濾，得到硅泥漿；

第5步，采用氫氟酸溶液對硅泥漿進行腐蝕處理，與氧化硅反應，再用去離子水洗滌后，得到去除了氧化硅的硅泥漿；

第6步，對第5步中去除了氧化硅的硅泥漿依次進行煅燒和破碎后，得到高純微納米硅粉。

在一個實施方式中，所述的金剛石線鋸是樹脂結合工藝制備的金剛石線鋸；且雜質來源是鐵和鎳。

在一個實施方式中，所述的樹脂板的材料是焙燒后生成物為有機物。

在一個實施方式中，所述的樹脂板的材料是純環氧樹脂板或添加有玻璃纖維的環氧化樹脂板。

在一個實施方式中，磁選器為永磁，磁通量為5000-12000Wb。

在一個實施方式中，第4步中采用板框壓濾得到硅泥漿。

在一個實施方式中，第5步中氫氟酸濃度為1%~20%，攪拌時間0.1~10h，用去離子水清洗后離心得到硅泥漿。

在一個實施方式中，煅燒過程中，溫度設置為300~1000℃，惰性氣體選擇高純氬氣或高純氮氣，保溫時間為1-20h。