硅晶切割废浆液回收利用工艺研究.pdf

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1、第29卷第1期能源环境保护V01．29．NO．12015年2月EnergyEnvironmentalProtectionFeb．，2015硅晶切割废浆液回收利用工艺研究陈云根(浙江省绍兴市上虞区二轻工业总公司，上虞312300)摘要：硅晶太阳能电池片切割废浆液中含有绿碳化硅微粉、聚乙二醇、硅粉、金属离子和碳等杂质，采用压滤固液分离液与砂，砂用水力旋流、碱溶、酸浸、洗涤、分级等去除硅粉、金属离子和碳等杂质回收高纯碳化硅磨料。液用多级过滤、物理脱色、离子交换、多效浓缩等回收聚乙二醇，再与新砂、新液配伍后用于硅晶切割

2、。关键词：硅晶切割；废浆液；回收碳化硅；聚乙二醇中图分类号：TQ340．68文献标识码：A文章编号：1006—8759(2015)01—0027—021概述关键技术的突破，切割废液已能成功地回用，促使了光伏行业的飞速发展。随着光伏产品和新能源的发展，硅晶材料作回收后的碳化硅磨料(SiC)与聚乙二醇为太阳能电池的主要材料得到广泛运用，要做成(PEG)必须要达到以下质量指标：硅电池，必须要把硅棒切成160～230Ixm的硅片，表1回收后的碳化硅主要质量、技术标准再经清洗封装，作为电池成品。一般硅片是在进口多线切片机

3、上用钢线与切割液(绿碳化硅微粉和聚乙二醇1：0．96的混合液)进行切割，切割硅棒的切割液必须要有以下性能：(1)优秀的悬浮能力，可以有效悬浮碳化硅颗粒，提高切割效率，降低切割消耗；(2)良好的分散能，可以使碳化硅颗粒在与切割液混合时分布更均匀；(3)出色的润滑性，可在硅片表面形成保护膜，降低切割阻力，并保证切割出来的成品表面光滑；(4)杰出的冷却性能，可以有效的散发热量，降低切割应力；(5)优良的磨削性能，切削速度快，且表面光洁。切割时由于硅屑的进人及钢线的磨损，使得外观(25℃)切割液中引入了大量的固体硅屑、

4、金属离子和碳pH(5％水溶液)5．0-7．0粘度(25℃)Mpa·s25-45等杂质，这些杂质造成切割液的切割效率下降，对密度(20℃)m1．115～1．13O切割产品质量造成影响。切割液一般只能切割3水份％≤0．5％刀就须更换了。否则就会增加硅片病疵，钢线断电导率(25~C)p．s／cm≤1O(内控标准≤3)裂，出现大量废片。切割废液的主要成份为：35％～38％SiC、42％～45％PEG(聚乙二醇)、8％～2废液回收工艺12％Si、3—5％Fe、1．5％C、5％水份等，原来由于废浆液回收处理的核心是在混合均

5、匀稳定的切割液回收技术不过关，切片厂大量的废砂浆只废液中分离出碳化硅磨料与聚乙二醇溶液，精制能堆积起来，制约了光伏行业的发展，近年来由于后的产品达到切割用料要求。国内外，回收废浆采用的工艺多种多样．而且相互保密，但过程不外乎收稿日期：2014—10—10·28·陈云根硅晶切割废浆液回收利用工艺研究通过固液分离、提纯、脱色、精滤、浓缩、指标调节表3滤布及稀释倍数与滤液浊度和过滤速度的关系表等工艺技术，但不同的工艺生产出的产品质量及对环境污染程度大不一样。本人针对该切割废液进行不断的摸索实践，通过压滤、水力旋流、化

6、学精制、真空橡胶带滤洗涤过滤、烘干、气流分级、振动筛分等工艺制成合格的绿碳化硅磨料。通过多级脱色过滤，离子交换、多效浓缩蒸发等工艺制成了合格的PEG产品，详细的工艺流程如下：最后通过在4台250m厢式压滤机上调试．废砂浆一搅拌一压滤一滤饼打浆一水力旋流从生产节拍及滤液的清澈度上综合评价，确定选+用3927滤布作为第一道固液分离的滤布比较经一带滤洗涤一碱除硅一PEG一脱色压滤一精密过济合理。滤一超滤一离交一浓缩一定量包装一带滤洗碱3-2水力旋流器的选择一打浆一酸除铁一带滤洗酸一离心分离一烘干一水力旋流器的原理是利

7、用物料的密度差，在气流分级一振动筛分一定量包装一入库。离心力的作用下分离出粒径小于5微米的碳化硅注：水力旋流水循环过滤、除杂回用，循环水及硅屑．查阅资料及参考国内外旋流器产品，针对定期浓缩回收PEG，多效蒸发浓缩水套用到前端碳化硅的物料性能，材质上宜选用聚氨酯，送浆料原料浆稀释打浆。到生产厂进行单级旋分离试验。最后选定规格为2．1工艺特点：‘p50mm。工作压力0．25MPa，6级串联，经大生产(1)根据碳化硅与硅的密度差，采用水力旋流，线上试用，旋流后半成品各项检测指标见表4。用纯物理的方法从废浆中分离出粒径

8、小于5微米袁4旋流后的碳化硅主要质量指标的碳化硅和硅，比用卧螺加碱除硅，削减约9O％的氢氧化钠，大大减轻了后续污水处理的难度；(2)水力旋流水闭路循环，定期浓缩回收循环水中的PEG，废水中的CODcr从16万mg／L，缩减为零排放，全流程可削减约80％的PEG排放量，同时提高PEG的回收率3个百分点：(3)橡胶带滤在线连续洗涤及过滤，节水可达50％以上：3．3化学精制(4)浓缩蒸发冷凝