对《太阳能晶硅片切割废砂浆回收工艺研究》的评述

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1、对《太阳能晶硅片切割废砂浆回收工艺研究》项目的评审建议—、有关背景1、硅片切割废砂浆来源及成份集成电路用基板、太阳能电池用基板的产品切割，一般用钢丝带动由碳化硅磨料构成砂浆对高纯度单晶或多品硅棒进行切割。太阳能光伏电池行业的发展带动了整个晶硅生产、晶硅切片及晶硅切割废砂浆回收利用行业的发展。太阳能硅片切割液废砂浆是硅片切割的必然产物，其组成为：聚乙二醇35%;碳化硅微粉33%;单晶硅微粉9%;水5%和组成切割液其它物质15%;宥机胶粒；二氧化硅；金属及金属离子；破碎碳化硅微粉（色素和有机胶粒以及金属及金属离子和破碎碳化硅微粉3%）。2、硅片切

2、割废液回用价值废砂浆屮主要可冋用的是聚乙二醇、碳化硅和单晶硅。每吨废砂浆中含有8%〜9%（重量）高纯硅，也就是含有80kg〜90kg单品硅。（单晶硅主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。）每吨废砂浆中含有35%聚乙二醇，也就含有350kg聚乙二醇。（聚乙二醇可用作环氧树脂和聚乙烯醇的增韧剂。）每吨废砂浆中含有33%碳化硅微粉，即330kg碳化硅。（碳化硅主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。也可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，或者可用做制造

3、四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。）将切割砂浆中高纯硅粉、碳化硅和聚乙二醇提取出来，进一步用于制备单晶硅或多晶硅原料，还可以解决高纯度硅资源短缺问题，对于资源有效回收利用是一个重要贡献。回收原料再利用的具体经济价值应以当前市场价格进行测算。3、主要回收分离技术当前一般采用物理方法进行分离，即依据各成份的性质先进行固体和液体分离，再进行液体提纯分离。进行固体和液体分离的主要方法有：离心分离法、旋流分离、浮选法、虹吸法、过滤法、分级法、筛分法、电极法、超声法。液体提纯分离的主要方法有：压滤、膜过滤和蒸馏。3.1用于碳化硅微粉分离的方法1）离

4、心分离法。离心分离借助于离心力，使比重不同的物质进行分离的方法。由于离心机等设备可产生相当高的角速度，使离心力远大于重力，于是溶液中的悬浮物便易丁沉淀析出：乂由于比重不同的物质所受到的离心力不冋，从而沉降速度不同，能使比重不冋的物质达到分离。H前生产厂家采用的设备有卧螺离心机，平板离心机，三足式离心机，主要用于聚乙二醇和碳化硅固液分离，以及碳化硅微粉屮微小颗粒的分离,大约能将以下的微粒分离。这3种分离设备有各H的特点，可互相配合使用。也可单一使用；2）旋流分离法。浆液通过水压力从旋流器内壁外侧切Kd进入，在离心力的作用下，祖粒（重）度的固体颗

5、粒旋转向下，定量或不定量地从下部排渣口流出，而细粒（轻）度的同体颗粒（或清液）从溢流管N向上流出。口前厂家采用的多为小直径旋流分离器；3）浮选法。凼体颗粒白分表面具有疏水性或经浮选药剂作川产中或增强疏水性。疏水就是亲汕和亲气体，可在液，气或水一汕的界面发生聚集。本方法仅适用于特殊情况，以及单晶硅微粉的提纯上，由于实际运用教少，加之浮选剂的难找，此处不加评述；4）虹吸法。虹吸原理就是连通器的原理，加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。而虹吸管里灌满水，没有气，來水端水位高，出水口用手掌或其他物体封闭住。此吋管内压强处处相等。一切安S好后，打开

6、出水1_1，虽然两边的大气压相等，但是米水端的水位高，压强人，推动来水不断流出!li水口。本方法主耍在河南地区广泛使川，也称自然沉降法主要适用1200号碳化硅微粉。对于1500目以上的碳化硅微粉，岀现沉降速度慢，屯产周期长，硅料比较严重的问题；5）过滤法。液体穿过滤纸上的小孔，而固态物质留在滤纸上，从而使固体和液体分离。主要设备为压滤机；6）分级法。H前生产厂家使用的方法有水力分级和风力分级。水力分级为最原始可靠的方法，原理简单，便勾控制勾分级，但投资大，控制设备仪器尤其是分级锥斗角度，进液U速度精度要求高。水力分级为最原始可靠的方法，原理简

7、单，便与控制与分级，但投资大,控制设备仪器精度要求高。M然回用碳化硅微粉质景不如水力分级的好，但风力分级的碳化硅微粉也能满记回用要求，并JI.投资小，故目前风力分级为大多数厂商采用；7）筛分法。主要使用超声波微粉震动筛，可将500目以上的大颗粒杂质及碳化硅微粉团聚物筛除。3.2用于聚乙二醇分离的方法D电极法。通常所谓离子选择电极，是指带有敏感膜的、能对离子或分子态物质冇选择性响应的电极，使用此类电极的分析法属于电化学分析中的电位分析法；2）吸附法。目前回收厂家采用方法为活性碳或硅藻土吸附。以及离了•交换吸附；3）膜过滤法。膜过滤是一种与膜孔径

8、大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面吋，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而