專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，屬于光伏行業(yè)廢砂漿回收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能光伏行業(yè)中，砂漿是硅片切割中比較大的耗材，砂漿的成分為碳化硅(俗稱(chēng)金剛砂)和主要成分為聚乙二醇的切割液，如果使用后就廢棄將造成很大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。目前現(xiàn)有技術(shù)利用沉降離心、化學(xué)清洗、絮凝過(guò)濾、精餾、萃取、旋風(fēng)分級(jí)等方法只回收得到符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的切割液和SiC微粉。由于Si和SiC這兩種固相組元的理化性質(zhì)相近，目前還沒(méi)有方法將砂漿中的切割液、SiC和Si粉同時(shí)回收的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種主要依靠物理方法分離，并能夠同時(shí)回收廢砂漿中切割液、SiC和Si的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為按照以下步驟進(jìn)行
第一步將廢砂漿攪拌加熱至75°C 120°C，保溫20min 60min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；
第二步攪拌加熱所述一級(jí)懸浮液至40°C 60°C，過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；
第三步將所述二級(jí)懸浮液攪拌加熱至40°C 75°C，而后使用中空纖維膜進(jìn)行超濾， 得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；
第四步將所述三級(jí)懸浮液在65°C 90°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液； 第五步將所述一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲混勻 25min-45min，得到固體顆粒懸浮液；
第六步將所述固體顆粒懸浮液加入浮選藥劑，攪拌12min 45min，靜置45min 90min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；
第七步將所述浮選物烘干得到碳化硅，同時(shí)將所述沉淀產(chǎn)物依次進(jìn)行酸洗，水洗，烘干后得到硅粉。固液分離設(shè)備采用過(guò)濾式離心機(jī)或沉降式離心機(jī)。過(guò)濾設(shè)備采用板框壓濾機(jī)。中空纖維膜超濾采用聚丙烯腈中空纖維膜，其截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米。浮選藥劑由捕捉劑和起泡劑組成；所述捕捉劑是對(duì)碳化硅有選擇性的脂肪酸，摩爾終濃度為0. 15 mol/L 0. 4 mol/L ；所述起泡劑為帶支鏈的長(zhǎng)鏈脂肪醇，摩爾終濃度為 0.05 mol/L 0. 25 mol/L。
捕捉劑為十二烷酸或亞油酸；所述的起泡劑為異丙醇或仲辛醇。浮選藥劑溫度為60°C "80°C。酸洗為使用重量百分比為26% 31%的鹽酸水溶液酸洗1 3小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為
同時(shí)回收砂漿中的切割液、SiC和Si粉，實(shí)現(xiàn)它們的循環(huán)利用，這樣既增加原料液的使用率，降低硅晶片的制造成本，又減少環(huán)境污染。主要用物理方法回收廢砂漿，保證了切割液的性能和降低了 Si粉和SiC粉的損
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具體實(shí)施例方式一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，按照以下步驟進(jìn)行
第一步將廢砂漿攪拌加熱至75°C 120°C，保溫20min 60min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；
第二步攪拌加熱所述一級(jí)懸浮液至40°C 60°C，過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；
第三步將所述二級(jí)懸浮液攪拌加熱至40°C 75°C，而后使用中空纖維膜進(jìn)行超濾， 得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；
第四步將所述三級(jí)懸浮液在65°C 90°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液； 第五步將所述一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲混勻 25min-45min，得到固體顆粒懸浮液；
第六步將所述固體顆粒懸浮液加入浮選藥劑，攪拌12min 45min，靜置45min 90min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；
第七步將所述浮選物烘干得到碳化硅，同時(shí)將所述沉淀產(chǎn)物依次進(jìn)行酸洗，水洗，烘干后得到硅粉。固液分離設(shè)備采用過(guò)濾式離心機(jī)或沉降式離心機(jī)。過(guò)濾設(shè)備采用板框壓濾機(jī)。中空纖維膜超濾采用聚丙烯腈中空纖維膜，其截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米。浮選藥劑由捕捉劑和起泡劑組成；所述捕捉劑是對(duì)碳化硅有選擇性的脂肪酸，摩爾終濃度為0.15 mol/L 0.4 mol/L ；所述起泡劑為帶支鏈的長(zhǎng)鏈脂肪醇，摩爾終濃度為 0. 05 mol/L 0. 25 mol/L。捕捉劑為十二烷酸或亞油酸；所述的起泡劑為異丙醇或仲辛醇。浮選藥劑溫度為60°C -80°C。酸洗為使用重量百分比為26% 31%的鹽酸水溶液酸洗1 3小時(shí)。酸洗、水洗、烘干所使用的方法為現(xiàn)有技術(shù)。實(shí)施例1
先將廢砂漿攪拌加熱至80°C，保溫55min，使用沉降式離心機(jī)，控制轉(zhuǎn)速為1200r/min， 離心20min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；然后攪拌加熱一級(jí)懸浮液至 ，使用板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；再將二級(jí)懸浮液攪拌加熱至45°C，使用截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米的聚丙烯腈中空纖維膜對(duì)其進(jìn)行超濾，得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；將三級(jí)懸浮液在85°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液；再將一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲35min，得到固體顆粒懸浮液；將固體顆粒懸浮液加入十二烷酸和仲辛醇組成的浮選藥劑，十二烷酸摩爾終濃度為0. 3mol/L，仲辛醇摩爾終濃度為0. 17mol/L ；同時(shí)控制浮選藥劑溫度為65°C直至浮選結(jié)束，攪拌40min，靜置75min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；將浮選物烘干即得到碳化硅，同時(shí)將沉淀產(chǎn)物使用重量百分比為27%的鹽酸水溶液酸洗1. 5小時(shí)，再水洗pH至
6.5 7. 5后，進(jìn)行烘干得到硅粉。實(shí)施例2
先將廢砂漿攪拌加熱至100°c，保溫30min，使用過(guò)濾式離心機(jī)，控制轉(zhuǎn)速為IlOOr/ min，離心25min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；然后攪拌加熱一級(jí)懸浮液至45°C，使用板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；再將二級(jí)懸浮液攪拌加熱至60°C，使用截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米的聚丙烯腈中空纖維膜對(duì)其進(jìn)行超濾，得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；將三級(jí)懸浮液在70°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液；再將一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲30min，得到固體顆粒懸浮液；將固體顆粒懸浮液加入十二烷酸和異丙醇組成的浮選藥劑，十二烷酸摩爾終濃度為0. 2mol/L，仲辛醇摩爾終濃度為0. 09mol/L ；同時(shí)控制浮選藥劑溫度為75°C直至浮選結(jié)束，攪拌15min，靜置50min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；將浮選物烘干即得到碳化硅，同時(shí)將沉淀產(chǎn)物使用重量百分比為30%的鹽酸水溶液酸洗2小時(shí)，再水洗pH 至6. 5 7. 5后，進(jìn)行烘干得到硅粉。實(shí)施例3
先將廢砂漿攪拌加熱至90°C，保溫40min，使用沉降式離心機(jī)，控制轉(zhuǎn)速為lOOOr/min， 離心30min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；然后攪拌加熱一級(jí)懸浮液至 50°C，使用板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；再將二級(jí)懸浮液攪拌加熱至50°C，使用截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米的聚丙烯腈中空纖維膜對(duì)其進(jìn)行超濾，得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；將三級(jí)懸浮液在80°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液；再將一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲40min，得到固體顆粒懸浮液；將固體顆粒懸浮液加入亞油酸和仲辛醇組成的浮選藥劑，亞油酸摩爾終濃度為0. 25mol/L，仲辛醇摩爾終濃度為0. 21mol/L ；同時(shí)控制浮選藥劑溫度為75°C直至浮選結(jié)束，攪拌30min，靜置60min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；將浮選物烘干即得到碳化硅，同時(shí)將沉淀產(chǎn)物使用重量百分比為29%的鹽酸水溶液酸洗2. 5小時(shí)，再水洗pH至6. 5
7.5后，進(jìn)行烘干得到硅粉。實(shí)施例4
先將廢砂漿攪拌加熱至90°C，保溫40min，使用過(guò)濾式離心機(jī)，控制轉(zhuǎn)速為lOOOr/min， 離心30min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；然后攪拌加熱一級(jí)懸浮液至 50°C，使用板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；再將二級(jí)懸浮液攪拌加熱至50°C，使用截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米的聚丙烯腈中空纖維膜對(duì)其進(jìn)行超濾，得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；將三級(jí)懸浮液在80°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液；再將一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲40min，得到固體顆粒懸浮液；將固體顆粒懸浮液加入亞油酸和異丙醇組成的浮選藥劑，亞油酸摩爾終濃度為 0. 32mol/L，異丙醇摩爾終濃度為0. 215mol/L ；同時(shí)控制浮選藥劑溫度為80°C直至浮選結(jié)束，攪拌30min，靜置60min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；將浮選物烘干即得到碳化硅，同時(shí)將沉淀產(chǎn)物使用重量百分比為28%的鹽酸水溶液酸洗2. 5小時(shí)，再水洗pH至6. 5 7. 5后，進(jìn)行烘干得到硅粉。
權(quán)利要求
1.一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行第一步將廢砂漿攪拌加熱至75°c 120°C，保溫20min 60min，進(jìn)行固液分離，得到一級(jí)懸浮液和一級(jí)固體顆粒；第二步攪拌加熱所述一級(jí)懸浮液至40°C 60°C，過(guò)濾，得到二級(jí)懸浮液和二級(jí)固體顆粒；第三步將所述二級(jí)懸浮液攪拌加熱至40°C 75°C，而后使用中空纖維膜進(jìn)行超濾， 得到三級(jí)懸浮液和三級(jí)固體顆粒；第四步將所述三級(jí)懸浮液在65°C 90°C下蒸發(fā)至無(wú)水，得到切割液；第五步將所述一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆粒加入水中，超聲混勻 25min-45min，得到固體顆粒懸浮液；第六步將所述固體顆粒懸浮液加入浮選藥劑，攪拌12min 45min，靜置45min 90min，進(jìn)行浮選，得到浮選物和沉淀產(chǎn)物；第七步將所述浮選物烘干得到碳化硅，同時(shí)將所述沉淀產(chǎn)物依次進(jìn)行酸洗，水洗，烘干后得到硅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的固液分離設(shè)備采用過(guò)濾式離心機(jī)或沉降式離心機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的過(guò)濾設(shè)備采用板框壓濾機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的中空纖維膜超濾采用聚丙烯腈中空纖維膜，其截留分子量為67000道爾頓，孔徑為0. 01微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的浮選藥劑由捕捉劑和起泡劑組成；所述捕捉劑是對(duì)碳化硅有選擇性的脂肪酸，摩爾終濃度為0.15 mol/L 0.4 mol/L ；所述起泡劑為帶支鏈的長(zhǎng)鏈脂肪醇，摩爾終濃度為0. 05 mol/ L 0. 25 mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的捕捉劑為十二烷酸或亞油酸；所述的起泡劑為異丙醇或仲辛醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的浮選藥劑溫度為60°C -80°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，其特征在于所述的酸洗為使用重量百分比為26% 31%的鹽酸水溶液酸洗1 3小時(shí)。
全文摘要
一種單晶硅線(xiàn)切割廢砂漿的回收方法，屬于光伏行業(yè)廢砂漿回收領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供了一種主要依靠物理方法分離，并能夠同時(shí)回收廢砂漿中切割液、SiC和Si的方法；所采用的技術(shù)方案為將廢砂漿經(jīng)過(guò)固液分離、過(guò)濾和中空纖維超濾分別得到一級(jí)懸浮液、一級(jí)固體顆粒；二級(jí)懸浮液、二級(jí)固體顆粒；三級(jí)懸浮液、三級(jí)固體顆粒，將三級(jí)懸浮液蒸發(fā)得到切割液；將一級(jí)固體顆粒、二級(jí)固體顆粒和三級(jí)固體顆?；旌铣暫筮M(jìn)行浮選；將浮選物烘干得到碳化硅，將沉淀產(chǎn)物進(jìn)行酸洗、水洗、烘干后得到硅粉；本發(fā)明同時(shí)回收砂漿中的切割液、SiC和Si粉，實(shí)現(xiàn)它們的循環(huán)利用，這樣既增加原料液的使用率，降低硅晶片的制造成本，又減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C01B33/037GK102329687SQ20111019786
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者侯慧峰, 張志成, 秦海濱, 程亮, 郭強(qiáng) 申請(qǐng)人:山西天能科技股份有限公司