[发明专利]一种用晶体硅的碳化硅切割废料制备含硅合金的方法

说明书

一种用晶体硅的碳化硅切割废料制备含硅合金的方法，属于二次资源利用的技术领域。具体制备方法为：先将晶体硅碳化硅切割废料进行分选富集，得到Si富集料和SiC富集料，或者对切割废料不进行任何处理，其次根据所需配制的含硅合金准备其他金属；然后，将其他金属和Si富集料或切割废料置于熔炼炉中进行合金熔炼，待熔炼完全后进行扒渣处理；最后，将合金熔体浇入模具中，冷却，得到含硅合金。该方法实现了晶体硅的碳化硅切割废料的高效回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污染。该方法具有流程短、能耗低、简单易行等优点，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及二次资源利用的技术领域，特别涉及一种用晶体硅的碳化硅切割废料制备含硅合金的方法。

背景技术

目前，晶体硅的切割技术主要以砂浆碳化硅切割为主，由于切割丝的直径和所需硅片的厚度相差不大，所以在切割过程中有40％甚至50％的晶体硅以粉末的形式进入到废料浆中。虽然国内外对碳化硅切割废料浆回收利用的方法较多，但是大多数的处理方法只是将废料浆进行固液分离，将分离得到的液体聚乙二醇(PEG)净化除杂后返回切割工序，将分离得到的固体废料中大颗粒的碳化硅进行回收也返回切割工序，但是对剩下的细颗粒固体废料目前还没有得到很好的利用，这部分细颗粒固体废料成为了晶体硅的碳化硅切割废料(以下简称为切割废料)。

随着光伏行业的发展，晶体硅的需求量在逐年增加。可以看出切割晶体硅产生的碳化硅切割废料也在逐年增长。如果能够对这部分切割废料进行回收，用来制备含硅的合金，如铝含硅合金(Al-Si)、锂含硅合金(Li-Si)、镁含硅合金(Mg-Si)、锌含硅合金(Zn-Si)、钒含硅合金(V-Si)、铝镁含硅合金(Al-Mg-Si)、铝锂含硅合金(Al-Li-Si)、铝硅铁合金(Al-Si-Fe)、铝硅稀土合金(Al-Si-Re)、铝硅铜合金(Al-Si-Cu)、锌铝镁含硅合金(Zn-Al-Mg-Si)，这样不仅能减小环境污染，同时还能产生极大的经济效益。

发明内容

本发明的目的是提出一种用晶体硅的碳化硅切割废料制备含硅合金的方法。该方法的主要工序如下：首先，将晶体硅碳化硅切割废料进行分选富集，得到Si富集料和SiC富集料，或者对切割废料不进行任何处理，其次根据所需配制的含硅合金准备其他金属；然后，将其他金属和Si富集料或切割废料置于熔炼炉中进行合金熔炼，待熔炼完全后进行扒渣处理；最后，将合金熔体浇入模具中，冷却，得到含硅合金。

本发明的一种用晶体硅的碳化硅切割废料制备含硅合金的方法，按以下步骤进行：

步骤1：原料预处理

(1)将晶体硅碳化硅切割废料进行分选富集，得到Si富集料和SiC富集料；

(2)按照含硅合金的组分配比，配制含硅合金所需的除硅外的其他金属；

步骤2：合金熔炼

(1)将部分其他金属加入到熔炼炉中，升温并使其熔化；

(2)待部分其他金属完全熔化后，加入Si富集料，搅拌至Si富集料完全熔化；

(3)将剩余的其他金属加入熔炼炉中，待剩余的其他金属完全熔化后，搅拌至均匀，得到合金熔体；

步骤3：扒渣和浇注

合金熔体静置10～150min，进行扒渣，缓慢将合金熔体浇注到模具中，冷却，得到含硅合金。

所述的步骤1中，所述的除硅外的其他金属为铝(Al)、锂(Li)、镁(Mg)、锌(Zn)、钒(V)、钙(Ca)、铜(Cu)、铁(Fe)、钡(Ba)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、铬(Cr)或稀土(RE)中的一种或几种；混合使用时，比例为任意比；