CN103232039A - 碳化硅滤饼旋流提纯工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及碳化硅滤饼旋流提纯工艺，步骤如下：(1)碳化硅滤饼与水按重量比2∶3混合搅拌均匀；(2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛过筛；(3)将碳化硅滤饼悬浮液输入旋流器进行旋流；(4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后得到湿粗碳化硅；(5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后得到湿粗硅粉。本发明对碳化硅滤饼进行旋流预处理，利用碳化硅、硅粉和碳的比重不同，进行旋流粗分离，将碳化硅滤饼中碳化硅含量从80％提升至96-97％，压滤出的硅粉废弃物硅粉含量60％以上，可以进行硅粉再提纯；后道碱洗、酸洗可以减少碱、酸、清水的用量，废水不为黑色，污水处理简单，不影响环境，大大缩短生产周期。

Description

碳化硅滤饼旋流提纯工艺
技术领域
本发明涉及废砂浆的固液分离技术领域，尤其是一种从单晶硅切片废砂浆中经固液分离后，得到碳化硅滤饼，然后采用旋流工艺提纯碳化硅的方法。
背景技术
碳化硅(微粉级)与聚乙二醇切削液按5∶5混合后，形成碳化硅悬浮砂浆，对光伏产品单(多)晶硅棒进行切割，经切割后，该砂浆可以进行回收利用，避免影响环境。废砂浆中主要含有碳化硅、聚乙二醇切削液、硅粉等，该废砂浆经过压滤机固液分离后，得到碳化硅滤饼(主要含有碳化硅、硅粉、碳等)。
碳化硅滤饼一般碳化硅含量80％、硅粉含量15％、碳含量3.5％、其他杂质1.5％。按传统工艺化学提纯主要工艺为，碱洗、水洗、酸洗、水洗。其中碱洗时投入氢氧化钠，与硅粉反应，生成硅酸钠和大量氢气，该工艺有一定危险性和高污染性，产生的大量氢气有可能会引起氢气***；碱洗后的水为黑色、清洗用水量大，大量黑色污水难以处理，排入自然环境中，严重影响水质和土质。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳化硅滤饼旋流提纯工艺方法，适合工业规模化生产。本发明采用以碳化硅滤饼为原料，经过加水混合、振动筛过筛、旋流分离提纯、离心，得到粗碳化硅；废弃物经压滤后得到粗硅粉。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
碳化硅滤饼旋流提纯工艺，所述工艺步骤如下：
(1)碳化硅滤饼与水按重量比2∶3进行混合，搅拌均匀；
(2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛振动过筛；
(3)旋流，将碳化硅滤饼悬浮液输送进入旋流器，进行旋流；
(4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后，得到湿粗碳化硅；
(5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后，得到湿粗硅粉。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(1)中碳化硅滤饼与水混合搅拌至无沉降物出现。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(3)碳化硅悬浮液经过5组旋流器旋流，旋流器中压力为0.18-0.2MPa。
作为本发明的优选技术方案，所述粗碳化硅中碳化硅的含量为96-97％。
作为本发明的优选技术方案，所述粗硅粉中硅粉的含量为60％以上。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明针对传统工艺的缺陷，对碳化硅滤饼进行旋流预处理，利用碳化硅、硅粉和碳的比重不同，进行旋流粗分离，将碳化硅滤饼中碳化硅含量从80％提升至96-97％，压滤出的硅粉废弃物硅粉含量60％以上，可以进行硅粉再提纯；后道碱洗、酸洗可以减少用碱、酸、清水量，废水不为黑色，污水处理简单，不影响环境，大大缩短生产周期。
具体实施方式
本发明旋流提纯工艺是根据碳化硅与硅粉的比重不同，去除碳化硅滤饼中的大部分硅粉，从而在后道化学提纯碳化硅时，大大减少用碱、酸、水的量，缩短生产周期，减少环境污染。碳化硅滤饼经加水混合、过筛、旋流、离心、压滤进行提纯。
1、投料混合在5000L搅拌釜中依次投入1500kg水和1000kg碳化硅滤饼，开启搅拌3-4小时，直至釜底无沉降物，形成碳化硅滤饼悬浮液(滤饼浓度40％)。
2、碳化硅滤饼悬浮液经过200目超声波振动筛，去除悬浮液中大颗粒杂质。
3、碳化硅滤饼悬浮液依次进入1、2、3组旋流器，进行旋流。采用变频砂浆泵输送悬浮液至旋流器中，形成旋流涡，利用碳化硅、硅粉比重不同，下溢流口出碳化硅悬浮液，上溢流口出硅粉悬浮液，保持旋流器中压力为0.18-0.2MPa。3号旋流器下溢流口出的碳化硅悬浮液进入缓冲釜中，可以进行离心。上溢流口的硅粉悬浮液再次经过4、5号旋流器进行旋流，保持同样的压力0.18-0.2MPa，其中5号旋流器上溢流口出的硅粉悬浮液进入缓冲罐中，进行下道压滤工序；下溢流口的碳化硅悬浮液返回1号旋流器再次进行旋流。
4、碳化硅悬浮液进行离心机离心，得到湿碳化硅粗品950kg，经检测水分12％，碳化硅含量96.6％(按干品计)、硅粉含量2％、碳含量1％、其他杂质含量0.4％。
5、硅粉悬浮液进行板框压滤机压滤，得到湿硅粉粗品300kg，经检测水分18％，硅粉含量68％，碳化硅细粉(粒径≤4μm)含量30％。

Claims (5)

1.一种碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是所述工艺步骤如下：
(1)碳化硅滤饼与水按重量比2∶3进行混合，搅拌均匀；
(2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛振动过筛；
(3)旋流，将碳化硅滤饼悬浮液输送进入旋流器，进行旋流；
(4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后，得到湿粗碳化硅；
(5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后，得到湿粗硅粉。
2.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是：所述步骤(1)中碳化硅滤饼与水混合搅拌至无沉降物出现。
3.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是：所述步骤(3)碳化硅悬浮液经过5组旋流器旋流，旋流器中压力为0.18-0.2MPa。
4.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是：所述粗碳化硅中碳化硅的含量为96-97％。
5.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是：所述粗硅粉中硅粉的含量为60％以上。
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