[發明專利]一種流化床干燥硅片切割廢料的方法

在審

• 申請號: 202010729525.4
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111829293A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 魏奎先;楊時聰;馬文會
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F26B3/08
• 分類號: F26B3/08;F26B21/14;F26B25/00
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種流化床干燥硅片切割廢料的方法，屬于硅二次資源再生利用技術領域。本發明針對硅片切割廢料壓濾后的濾餅水分含量高，采用常規的蒸汽干燥、微波干燥等方式，不僅干燥效率低、水分去除不徹底，還會造成硅片切割廢料二次氧化和降低硅的回收率等問題，提出硅片切割廢料的流化床干燥處理。在硅片切割廢料進行高溫處理再生利用前預先進行流化床干燥，使得殘留在硅片切割廢料濾餅中的水分得以高效快速的去除，同時抑制干燥過程中的硅顆粒氧化。通過流化床干燥降低原料中的水分含量，提高干燥的效率，從而提高硅片切割廢料在后續過程中的利用效率，進一步提高硅的回收率。干燥后的硅片切割料可直接熔煉回收硅，或與硅原料合并精煉。

技術領域

本發明涉及一種流化床干燥硅片切割廢料的方法，屬于硅二次資源再生利用技術領域。

背景技術

在國內現行的晶體硅切片過程中，不可避免的造成將近30％的高純硅以切割碎屑的形式進入硅片切割廢料中，切割廢液經板框壓濾處理實現液固分離后，所產生的濾餅廢料中仍然含有30-50％的附著水分殘留，殘留的水分不僅增加后續運輸成本，還會引起超細硅微顆粒的表面氧化發熱，不僅增加儲存的安全隱患，還降低了硅的回收率。如果在后續利用制備其材料過程中直接處理未經干燥脫水的硅片切割廢料，易引發生產安全事故，加劇硅的二次氧化損失，進一步降低硅的回收利用率。而在現行的硅片切割廢料干燥預處理過程中主要有蒸氣干燥和微波干燥方式，干燥均勻性差、生產效率低、能耗高、水分去除不徹底，易揚塵等，這些缺點在一定程度上制約了其在超細切割廢料干燥方面的應用。

發明內容

本發明針對硅片切割廢料壓濾后獲得的濾餅水分含量高，采用常規的蒸汽干燥、微波干燥等方式，不僅干燥效率低、水分去除不徹底，還會造成硅片切割廢料二次氧化和降低硅的回收率等問題，提供一種流化床干燥硅片切割廢料的方法，即采用流化床干燥預處理硅片切割廢料，使得殘留在硅片切割廢料濾餅中的水分得以高效快速的去除，同時抑制干燥過程中的硅顆粒氧化，提高干燥的效率和降低硅片切割廢料中的水分殘留，從而提高硅片切割廢料在后續過程中的利用效率，提高硅的回收率。通過本發明方法獲得的干燥料可進行直接熔煉回收再生硅，也可以按比例兌摻返回進入工業硅爐外精煉工藝制備高品質工業硅產品，還可以用于其它用途。

本發明采用流化床干燥硅片切割廢料的方法可以改善流體與顆粒間的接觸和促進熱量的交換與傳遞，提高干燥過程的傳熱傳質效率及能源的利用率，具有熱能利用率高、干燥速率快、干燥均勻性高，不易產生局部過熱、安全性高、能耗低和易于控制的優點。

一種流化床干燥硅片切割廢料的方法，采用流化床干燥設備進行干燥，具體步驟如下：

將硅片切割廢料進行壓濾破碎篩分得到硅片切割廢料粉料，干燥介質加熱后形成穩定的干燥介質熱氣流，將硅片切割廢料粉料加入流化床干燥腔體內與干燥介質熱氣流進行逆流熱交換脫除水分得到無水硅片切割廢料粉料，無水硅片切割廢料粉料冷卻并經流化床出料口排出后經氣固分離得到水分達標的干燥硅片切割廢料。

所述硅片切割廢料為砂漿切割廢料或金剛石線切割廢料。

所述干燥介質為氮氣和/或氬氣。

所述流化床內為常壓、微負壓或微正壓。

所述流化床的干燥介質熱氣流的溫度為60-200℃、干燥介質熱氣流的流量為1-300m³/h，流化床底部待干燥料層厚度為1-100mm，待干燥料的進料速度為100-300Kg/min。

所述流化床干燥設備包括依次連通的保護氣蓄氣裝置1、增壓送風風機2、氣壓緩沖裝置3、熱風爐4、和流化床5。

所述流化床5底部設置有分布板6，氣壓緩沖裝置3的保護氣出口與熱風爐4的進氣口連接，熱風爐4的熱風出口與流化床5底端的熱風進口連通，流化床5頂部開設有進料口9，流化床5頂端設置有與流化床5內部連通的流化床爐頂收塵管道8，流化床5側部開設有卸料口7且卸料口7位于分布板6的上方。