CN105692624A - 金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法。其包括如下步骤：对金刚线切割硅片废切割浆液进行固液分离，并保留液体，得到硅粉悬浮液；对硅粉悬浮液进行浓缩处理，得到浓缩后的硅粉悬浮液；对浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离，并保留固体，得到硅砂；对硅砂进行压制，得到硅压制体硅压制体；以及将压制体硅压制体与硅铸锭工艺中温度大于1400℃的硅包混合，进行冶炼之后得到工业硅。上述金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法中，以金刚线切割硅片废切割浆液中的硅料作为原料，通过一系列处理过程得到工业硅，实现了废切割浆液中硅料的资源化利用，避免了资源的浪费。

Description

金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法
技术领域
本发明涉及废切割浆液的处理领域，特别是涉及一种金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法。
背景技术
目前，太阳能领域的硅片切割工艺中，太阳能级电池硅片是通过多线切割机将硅块或硅棒切割而成，根据当前产业的发展趋势，金刚线多线切割技术将成为未来多线切割的主流。然而，单晶硅或者多晶硅的金刚线切割过程中，金刚线切削硅棒时产生的硅粉与其他杂质一起沉积到切割浆液中，形成废切割浆液，其切削性能大大降低。切削硅棒时产生的硅粉的纯度较高，但较为细碎，因此，极容易对硅粉处理不当，造成了资源的浪费。
发明内容
基于此，有必要针对传统的对硅粉处理不当而造成资源浪费的问题，提供一种避免资源浪费的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法。
一种金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，包括如下步骤：
对金刚线切割硅片废切割浆液进行固液分离，并保留液体，得到硅粉悬浮液；
对所述硅粉悬浮液进行浓缩处理，得到浓缩后的硅粉悬浮液；
对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离，并保留固体，得到硅砂；
对所述硅砂进行压制，得到硅压制体硅压制体；
以及将所述压制体硅压制体与硅铸锭工艺中温度大于1400℃的硅包混合，进行冶炼之后得到工业硅。
上述金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法中，以金刚线切割硅片废切割浆液中的硅料作为原料，通过一系列处理过程得到工业硅，实现了废切割浆液中硅料的资源化利用，避免了资源的浪费。
此外，还避免了环境污染的问题，提高了企业的产能，降低生产成本，而且对我国工业硅冶金技术的进步和经济社会的发展将具有不小的推动作用。
在其中一个实施例中，还包括如下步骤：
对所述工业硅进行粉碎，直至所述工业硅的颗粒尺寸为50mm～100mm。
在其中一个实施例中，对所述硅粉悬浮液进行浓缩处理的操作为：将所述硅粉悬浮液通入浓缩分离处理装置进行处理。
在其中一个实施例中，所述浓缩后的硅粉悬浮液的含固量为6％～8％。
在其中一个实施例中，对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离的操作为：采用板框压滤的方式对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离。
在其中一个实施例中，所述硅砂的含水率为50％～70％。
在其中一个实施例中，对所述硅砂进行压制的操作为：采用球压设备对所述硅砂进行两次球压。
在其中一个实施例中，所述硅压制体的颗粒尺寸为40mm～70mm。
在其中一个实施例中，将所述硅压制体进行冶炼的操作为：将所述硅压制体通过送料的方式加入矿热炉中，与矿热炉内硅铸锭工艺中温度大于1400℃的硅包混合并进行冶炼。
在其中一个实施例中，所述硅压制体与所述硅包的质量比为1:8～1:12。
附图说明
图1为一实施方式的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
一实施方式的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法的流程图，如图1所示，包括如下步骤：
S10、对金刚线切割硅片废切割浆液进行固液分离，并保留液体，得到硅粉悬浮液。
由于金刚线切割硅片废切割浆液中含有醚类分散剂，因此，硅粉可以悬浮在废切割浆液中。而颗粒尺寸较大的金刚石粉以及其他大块硅片、金属颗粒等杂质则会沉淀下来，因此，对金刚线切割硅片废切割浆液进行固液分离之后可以除去金刚石粉以及大块硅片、金属颗粒等杂质。
步骤S10的固液分离可以采用沉淀的方式。
S20、对步骤S10的硅粉悬浮液进行浓缩处理，得到浓缩后的硅粉悬浮液。
对硅粉悬浮液进行浓缩处理的操作为：将硅粉悬浮液通入浓缩分离处理装置进行处理。经过浓缩处理之后，得到的浓缩后的硅粉悬浮液的含固量约为6％～8％。此时，浓缩后的硅粉悬浮液的固体中硅粉的含量大于90％。
S30、对步骤S20的浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离，并保留固体，得到硅砂。
对浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离的操作为：采用板框压滤的方式对浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离。板框压滤可以除去大量的水分，得到的硅砂的含水率约为50％～70％。硅砂中硅的含量也大于90％。
S40、对步骤S30的硅砂进行压制，得到硅压制体。
由于步骤S30得到的硅砂呈碎粒状态，其颗粒尺寸较小，需将其压制成较大颗粒尺寸的硅压制体，便于后续操作。其颗粒尺寸优选为40mm～70mm。
在一个较优的实施例中，对硅砂进行压制的操作为：采用球压设备对硅砂进行两次球压。得到的硅压制体为硅球。在一个优选的实施例中，硅球的直径为50mm。
需要说明的是，硅压制体的形状不限于上述球状，亦可为其他任意形状，例如方形块状等规则形状，当然，其亦可为其他不规则形状，只要不影响后续操作即可。
S50、将步骤S40的硅压制体进行冶炼，之后得到工业硅。
在一个较优的实施例中，将硅压制体进行冶炼的操作为：将硅压制体通过送料的方式加入矿热炉中，与矿热炉内硅铸锭工艺中温度大于1400℃的硅包混合并进行冶炼。
硅包为工业硅生产过程中的中间体，具体为二氧化硅被还原剂包覆之后并进行反应后的产物。还原剂可为碳。
在一个较优的实施例中，硅压制体与硅包的质量比为1:8～1:12。由于硅包的质量远大于硅压制体的质量，且矿热炉中温度大于1400℃的硅包为熔融状态，因此，当硅压制体通过送料的方式加入矿热炉中之后，固态的硅压制体很快被熔化，与硅包混为一体。有利于进行冶炼。
经过上述处理之后，得到的工业硅的颗粒尺寸较大，可达1mm左右。
因此，上述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，还可包括如下步骤：对步骤S50的工业硅进行粉碎，直至工业硅的颗粒尺寸为50mm～100mm。目的是使工业硅的粒径达到铸锭标准。之后可将达到铸锭标准的工业硅进行包装以便存放。
经过上述各个步骤的处理之后，最终得到的工业硅中硅的纯度较高，可达95％以上。
上述金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法中，以金刚线切割硅片废切割浆液中的硅料作为原料，通过一系列处理过程得到工业硅，实现了废切割浆液中硅料的资源化利用，避免了资源的浪费。
此外，还避免了环境污染的问题，提高了企业的产能，降低生产成本，而且对我国工业硅冶金技术的进步和经济社会的发展将具有不小的推动作用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
对金刚线切割硅片废切割浆液进行固液分离，并保留液体，得到硅粉悬浮液；
对所述硅粉悬浮液进行浓缩处理，得到浓缩后的硅粉悬浮液；
对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离，并保留固体，得到硅砂；
对所述硅砂进行压制，得到硅压制体；
以及将所述硅压制体进行冶炼，之后得到工业硅。
2.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，还包括如下步骤：
对所述工业硅进行粉碎，直至所述工业硅的颗粒尺寸为50mm～100mm。
3.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，对所述硅粉悬浮液进行浓缩处理的操作为：将所述硅粉悬浮液通入浓缩分离处理装置进行处理。
4.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，所述浓缩后的硅粉悬浮液的含固量为6％～8％。
5.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离的操作为：采用板框压滤的方式对所述浓缩后的硅粉悬浮液进行固液分离。
6.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，所述硅砂的含水率为50％～70％。
7.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，对所述硅砂进行压制的操作为：采用球压设备对所述硅砂进行两次球压。
8.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，所述硅压制体的颗粒尺寸为40mm～70mm。
9.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，将所述硅压制体进行冶炼的操作为：将所述硅压制体通过送料的方式加入矿热炉中，与矿热炉内硅铸锭工艺中温度大于1400℃的硅包混合并进行冶炼。
10.根据权利要求1所述的金刚线切割硅片废切割浆液中硅料的回收方法，其特征在于，所述硅压制体与所述硅包的质量比为1:8～1:12。
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