CN103087813A - 一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，是一种切割硅片废液有效回收利用聚乙二醇的新方法。所述的方法包括如下步骤：向切割硅片废液中加入蒸馏水搅拌离心，以达到固液分离的目的；将分离后的液体物料装入蒸馏器中,在100℃-108℃加热蒸馏器,使用通水冷凝器冷却水蒸气,使用收集瓶收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏瓶剩余物质为提纯聚乙二醇,提纯的聚乙二醇再次配制切割液用于硅片的切割而回收利用.本发明使用切割硅片的废料浆，不仅使废弃物得以回收利用，保护环境，而且制备工艺简单，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃物的回收利用工艺，具体涉及一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法。
背景技术
随着光伏产业的发展，碳化硅被广泛使用于太阳能电池中硅片的多线切割。通常碳化硅在切割加工过程中，由于机械力作用，导致碳化硅微粒的球形系数、粒径和粒径分布发生变化，最终导致切削液不能满足切割要求而成为废料浆。切割废砂浆主要成分包括SiC、聚乙二醇、Si和Fe,长期以来，这些经过使用的废弃浆料，已成为硅片切割行业的沉重负担，大量的堆积不仅造成资源浪费，而且占用场地，污染环境。
半导体工业所用的单晶硅和太阳能电池所用的多晶硅都需将高纯晶体硅切割成硅片。切割过程中需使用硬度高、粒度小的碳化硅微粉和聚乙二醇混合作为主要切削介质。太阳能电池片普遍采用多线锯配合砂浆切割生产，线切割中使用砂浆通常是聚乙二醇(PEG)等带有一定粘度的介质与SiC磨料粉混合而成；线锯丝径一般为0.18mm，产生的锯缝宽度一般为0.2～0.3mm，而当前太阳能电池硅片的厚度为0.18～0.22mm。切割过程中的磨损使碳化硅颗粒破碎及钝化，失去切割功能，被切磨为高纯硅粉进入到切割料浆中。切割过程产生的切割热及破碎的碳化硅颗粒和金属屑的混入使切割液的性质发生变化，最终使切割体系不能满足切割要求成为废料浆。为了保持切削能力，切割料浆在使用几次后必须更换，而一次切割后的料浆中90%以上的碳化硅和聚乙二醇仍未充分利用，这导致原材料的大量浪费。在更换下来的废料浆中，主要包含三种成分：聚乙二醇(PEG)溶液，碳化硅颗粒，从硅棒上锯下的多晶或单晶硅粉。因此，如果将废料浆中的高纯硅、聚乙二醇和碳化硅进行回收利用， 将会减少环境污染， 提高资源利用率。为了进一步降低太阳能电池成本，回收提纯的聚乙二醇广泛应用于增塑剂、软化剂、增湿剂、润滑剂，以及用于制作油膏和药物、化妆品、制药、化纤、橡胶、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，回收提纯的聚乙二醇广泛应用于增塑剂、软化剂、增湿剂、润滑剂，以及用于制作油膏和药物、化妆品、制药、化纤、橡胶、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业.本发明不仅使废弃物得以回收利用，保护环境，而且制备工艺简单，生产成本低。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法包括如下步骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:1—1:4，搅拌时间为10-30min；
(2)将搅拌好的混合砂浆在1000-4000rpm离心机中分离10-30min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器中,在100℃-108℃加热蒸馏器,使用通水冷凝器冷却水蒸气,使用收集瓶收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器剩余物质为提纯聚乙二醇。
（4）步骤(3)中液体物料组成为（质量%）：聚乙二醇 10 %--30%， 水分90%～70%。
本发明一种利用切割硅片碳化硅废液制备炼钢脱氧球团的方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明用碳化硅作脱氧剂，反应强烈，脱氧时间短，从而节约电能，提高电炉效率；脱氧剂利用率高，在炉内气氛中氧化减少，钢渣界面化学反应增多；形成的钢渣流动性好,易于翻倒，有利于生产操作；与硅铁粉相比碳化硅价格便宜，生产成本低。
从热力学条件来看，碳化硅的扩散脱氧能力与硅铁粉的扩散脱氧能力相当。而碳化硅与[O]直接反应时，其脱氧能力要比硅铁粉与[O]反应的脱氧能力强。从动力学讨论，用碳化硅脱氧的产物中除和硅铁粉脱氧时一样产生SiO2外，同时还伴有CO气体产生，生成的CO气泡在上浮过程中对炉渣产生搅拌作用，使渣层活跃,促使了反应界面的更替，加快了氧在渣中的传质速度，从而有利于使整个脱氧过程速度加快，获得比硅铁粉脱氧更好的动力学条件。
因此，本发明利用切割硅片废砂浆回收提纯聚乙二醇的方法，切割硅片废砂浆通过离心分离手段使达到废液中聚乙二醇和固体物料分离目的, 将分离后的液体物料装入蒸馏器中,在100℃-108℃加热蒸馏器,使用通水冷凝器冷却水蒸气,使用收集瓶收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏瓶剩余物质为提纯聚乙二醇, 回收提纯的聚乙二醇广泛应用于增塑剂、软化剂、增湿剂、润滑剂，以及用于制作油膏和药物、化妆品、制药、化纤、橡胶、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业.不仅使废弃物得以回收利用，保护环境，而且制备工艺简单，生产成本低。
附图说明
图1是本发明一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇工艺流程示意图。
其中：1、蒸馏器；2、温度计；3、加热设备；4、冷凝器；5、收集瓶；6、出水口；7、进水口。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法技术方案作进一步描述。
如图1所示，一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法方法包括下述步骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:1—1:4，搅拌时间为10-30min；
(2)将搅拌好的混合砂浆在1000-4000rpm离心机中分离10-30min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器1中,在100℃-108℃加热蒸馏器,1使用通水冷凝器4冷却水蒸气,使用收集瓶5收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器1剩余物质为提纯聚乙二醇。
所述步骤(3)中液体物料组成质量%比为：聚乙二醇 10 %--30%， 水分90%～70%。
实施例1：
实施例1：
一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，包括如下步骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:1，搅拌时间为10min；
(2)将搅拌好的砂浆在4000rpm离心10min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器1中,在100℃加热蒸馏器1,使用通水冷凝器4冷却水蒸气,使用收集瓶5收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器1剩余物质为提纯聚乙二醇。
实施例2：
一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，包括如下步骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:3，搅拌时间为30min；
(2)将搅拌好的砂浆在3000rpm下离心30min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器1中,在105℃加热蒸馏器1,使用通水冷凝器4冷却水蒸气,使用收集瓶5收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器1剩余物质为提纯聚乙二醇。
实施例3：
一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，包括如下步2骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:4，搅拌时间为40min；
(2)将搅拌好的砂浆在2500rpm离心40min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器1中,在108℃加热蒸馏1器,使用通水冷凝器4冷却水蒸气,使用收集瓶5收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器1剩余物质为提纯聚乙二醇。
实施例4：
一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，包括如下步骤：
(1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:2，搅拌时间为28min；
(2)将搅拌好的砂浆在2800rpm离心18min；
(3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器1中,在104℃加热蒸馏器1,使用通水冷凝器4冷却水蒸气,使用收集瓶5收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器1剩余物质为提纯聚乙二醇。
Claims (2)
1.一种利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，其特征是所述的方法包括下述步骤：
1)向切割废液中加入一定量的蒸馏水搅拌，其中废液与水的体积比为1:1—1:4，搅拌时间为10-30min；
2)将搅拌好的混合砂浆在1000-4000rpm离心机中分离10-30min；
3)将离心分离后的液体物料装入蒸馏器（1）中,在100℃-108℃加热蒸馏器（1）,使用通水冷凝器（4）冷却水蒸气,使用收集瓶（5）收集冷却的水分,当加热温度大于110℃停止加热,此时切割废液的水分蒸发完毕.蒸馏器（1）剩余物质为提纯聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述利用切割硅片废液回收提纯聚乙二醇的方法，其特征在于所述步骤3)中液体物料组成质量%比为：聚乙二醇 10 %--30%， 水分90%～70%。
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