[发明专利]一种晶体硅金刚石线切割废料浆回收再利用的方法

摘要

一种晶体硅金刚石线切割废料浆回收再利用的方法，属于硅材料制备领域。本发明针对用金刚石线切割晶体硅产生的废料浆，通过采用固液分离、净化除杂、压制球团、高温熔炼和定向凝固即可得到工业硅、高纯硅或太阳能级晶体硅。该方法实现了晶体硅金刚石线切割废料浆中的高纯硅粉的高效生态化的回收和再利用，减少了环境污染，而且变废为宝，降低了晶体硅生产成本，此外，这也会间接降低了太阳能电池的生产成本，这对我国光伏产业的发展具有重要促进的意义该方法具有流程短、能耗低、污染小、回收率高、简单易行等优点，并且易于实现工业化生产。

主权项

一种晶体硅金刚石线切割废料浆回收再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将晶体硅金刚石线切割废料浆进行固液分离，得到固体物料；其中晶体硅是指制备太阳能电池用的太阳能级多晶硅和单晶硅；切割废料浆是指用金刚石线切割晶体硅产生的废料浆；晶体硅金刚石线切割废料浆成分，按质量百分含量为：水料为5～20wt％，固体物料为80～95wt％；其中，水料为水和分散剂，固体物料成分按质量百分含量为：硅为86～99wt％，二氧化硅为0～10wt％，Fe为1～3wt％，游离碳为0～1wt％；步骤2，按重量比，酸液：固体物料＝(5～20):1，将固体物料进行酸洗，得到净化物料；其中，酸液为盐酸或/和硫酸，酸液的重量浓度为5～30wt％；酸洗采用超声酸洗，除去固体物料中的铁和氧化铁杂质，超声酸洗的条件为：频率45～200kHz，酸洗时间为0.5～4h；酸液为盐酸和硫酸时，按质量比，盐酸：硫酸＝(1～2)：(1～3)；步骤3，将净化物料水洗至PH值为6～7后，再进行固液分离得到水洗物料；其中，水洗物料的含水率30wt％；步骤4，按重量比，水洗物料：高纯碳粉：粘结剂＝1：(0～20％)：(0.5～2.5％)进行配料，混合均匀后，压制成团块；压制方法采用常规压制或真空压制方法，压制压力为0.2～500MPa；碳粉的纯度99％，粒度为20m～50m；团块的形状：长轴为30～80mm、短轴为10～20mm椭圆形；粘结剂为水和/或纤维素，当粘结剂为水和纤维素时，按质量比，水：纤维素＝(1～2)：(1～2)；步骤5，将团块烘干，烘干后的团块含水率5wt％；其中，烘干温度为50～200℃，烘干时间为2～12h；步骤6，将烘干后的团块，在高于1430℃的条件下，进行熔炼，制成工业硅块或高纯硅块；采用真空感应炉、常压感应炉、电弧炉或电阻炉进行熔炼，其中，采用真空感应炉时，熔炼真空度为0.1～10Pa，熔炼温度为1450℃～1600℃，保温时间为0.5～2h；采用常压感应炉时，熔炼温度为1430℃～2000℃，保温时间为1～3h；采用电弧炉时，温度为1600℃～3000℃，保温时间为1～3h；采用电阻炉时，熔炼温度为1500℃～2500℃，保温时间为2～5h；步骤7，在真空度≤1000Pa、温度＞1450℃、冷却速率≤200mm/min条件下，将工业硅块或高纯硅块进行定向凝固，出炉冷却后将硅锭底部和顶部杂质切除，得到高纯硅或太阳能级晶体硅。