碳化矽濾餅旋流提純工藝的製作方法
2023-06-12 17:14:41 1
專利名稱：碳化矽濾餅旋流提純工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及廢砂漿的固液分離技術領域，尤其是一種從單晶矽切片廢砂漿中經固液分離後，得到碳化矽濾餅，然後採用旋流工藝提純碳化矽的方法。
背景技術：
碳化矽(微粉級)與聚乙二醇切削液按5: 5混合後，形成碳化矽懸浮砂漿，對光伏產品單(多)晶矽棒進行切割，經切割後，該砂漿可以進行回收利用，避免影響環境。廢砂漿中主要含有碳化矽、聚乙二醇切削液、矽粉等，該廢砂漿經過壓濾機固液分離後，得到碳化矽濾餅(主要含有碳化矽、矽粉、碳等)。碳化娃濾餅一般碳化娃含量80%、娃粉含量15%、碳含量3.5 %、其他雜質1.5 %。按傳統工藝化學提純主要工藝為，鹼洗、水洗、酸洗、水洗。其中鹼洗時投入氫氧化鈉，與矽粉反應，生成矽酸鈉和大量氫氣，該工藝有一定危險性和高汙染性，產生的大量氫氣有可能會引起氫氣爆炸；鹼洗後的水為黑色、清洗用水量大，大量黑色汙水難以處理，排入自然環境中，嚴重影響水質和土質。
發明內容
本發明的目的是提供一種碳化矽濾餅旋流提純工藝方法，適合工業規模化生產。本發明採用以碳化矽濾餅為原料，經過加水混合、振動篩過篩、旋流分離提純、離心，得到粗碳化矽；廢棄物經壓濾後得到粗矽粉。本發明的目的是通過採用以下技術方案來實現的:碳化矽濾 餅旋流提純工藝，所述工藝步驟如下:(I)碳化矽濾餅與水按重量比2: 3進行混合，攪拌均勻；(2)碳化矽濾餅懸浮液經過200目振動篩振動過篩；(3)旋流，將碳化矽濾餅懸浮液輸送進入旋流器，進行旋流；(4)將步驟(3)獲得的下層碳化矽懸浮液經離心後，得到溼粗碳化矽；(5)將步驟(3)獲得的上層矽粉懸浮液經壓濾後，得到溼粗矽粉。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(I)中碳化矽濾餅與水混合攪拌至無沉降物出現。作為本發明的優選技術方案，所述步驟(3)碳化矽懸浮液經過5組旋流器旋流，旋流器中壓力為0.18-0.2MPa。作為本發明的優選技術方案，所述粗碳化矽中碳化矽的含量為96-97%。作為本發明的優選技術方案，所述粗矽粉中矽粉的含量為60%以上。本發明的有益效果是:相對於現有技術，本發明針對傳統工藝的缺陷，對碳化矽濾餅進行旋流預處理，利用碳化矽、矽粉和碳的比重不同，進行旋流粗分離，將碳化矽濾餅中碳化矽含量從80%提升至96-97%，壓濾出的矽粉廢棄物矽粉含量60%以上，可以進行矽粉再提純；後道鹼洗、酸洗可以減少用鹼、酸、清水量，廢水不為黑色，汙水處理簡單，不影響環境，大大縮短生產周期。
具體實施例方式本發明旋流提純工藝是根據碳化矽與矽粉的比重不同，去除碳化矽濾餅中的大部分矽粉，從而在後道化學提純碳化矽時，大大減少用鹼、酸、水的量，縮短生產周期，減少環境汙染。碳化矽濾餅經加水混合、過篩、旋流、離心、壓濾進行提純。1、投料混合在5000L攪拌釜中依次投入1500kg水和IOOOkg碳化矽濾餅，開啟攪拌3-4小時，直至釜底無沉降物，形成碳化矽濾餅懸浮液(濾餅濃度40% )。2、碳化矽濾餅懸浮液經過200目超聲波振動篩，去除懸浮液中大顆粒雜質。3、碳化矽濾餅懸浮液依次進入1、2、3組旋流器，進行旋流。採用變頻砂漿泵輸送懸浮液至旋流器中，形成旋流渦，利用碳化矽、矽粉比重不同，下溢流口出碳化矽懸浮液，上溢流口出矽粉懸浮液，保持旋流器中壓力為0.18-0.2MPa。3號旋流器下溢流口出的碳化矽懸浮液進入緩衝釜中，可以進行離心。上溢流口的矽粉懸浮液再次經過4、5號旋流器進行旋流，保持同樣的壓力0.18-0.2MPa，其中5號旋流器上溢流口出的矽粉懸浮液進入緩衝罐中，進行下道壓濾工序；下溢流口的碳化矽懸浮液返回I號旋流器再次進行旋流。4、碳化矽懸浮液進行離心機離心，得到溼碳化矽粗品950kg，經檢測水分12%，碳化矽含量96.6% (按幹品計)、矽粉含量2 %、碳含量I %、其他雜質含量0.4 %。5、矽粉懸浮液進行板框壓濾機壓濾，得到溼矽粉粗品300kg，經檢測水分18%，矽粉含量68 %，碳化矽細粉(粒 徑< 4 μ m)含量30 %。
權利要求
1.一種碳化矽濾餅旋流提純工藝，其特徵是所述工藝步驟如下: (1)碳化矽濾餅與水按重量比2: 3進行混合，攪拌均勻； (2)碳化矽濾餅懸浮液經過200目振動篩振動過篩； (3)旋流，將碳化矽濾餅懸浮液輸送進入旋流器，進行旋流； (4)將步驟(3)獲得的下層碳化矽懸浮液經離心後，得到溼粗碳化矽； (5)將步驟(3)獲得的上層矽粉懸浮液經壓濾後，得到溼粗矽粉。
2.根據權利要求1所述的碳化矽濾餅旋流提純工藝，其特徵是:所述步驟(I)中碳化矽濾餅與水混合攪拌至無沉降物出現。
3.根據權利要求1所述的碳化矽濾餅旋流提純工藝，其特徵是:所述步驟(3)碳化矽懸浮液經過5組旋流器旋流，旋流器中壓力為0.18-0.2MPa。
4.根據權利要求1所述的碳化矽濾餅旋流提純工藝，其特徵是:所述粗碳化矽中碳化矽的含量為96-97%。
5.根據權利要求1所述的碳化矽濾餅旋流提純工藝，其特徵是:所述粗矽粉中矽粉的含量為60%以上。·
全文摘要
本發明涉及碳化矽濾餅旋流提純工藝，步驟如下(1)碳化矽濾餅與水按重量比2∶3混合攪拌均勻；(2)碳化矽濾餅懸浮液經過200目振動篩過篩；(3)將碳化矽濾餅懸浮液輸入旋流器進行旋流；(4)將步驟(3)獲得的下層碳化矽懸浮液經離心後得到溼粗碳化矽；(5)將步驟(3)獲得的上層矽粉懸浮液經壓濾後得到溼粗矽粉。本發明對碳化矽濾餅進行旋流預處理，利用碳化矽、矽粉和碳的比重不同，進行旋流粗分離，將碳化矽濾餅中碳化矽含量從80％提升至96-97％，壓濾出的矽粉廢棄物矽粉含量60％以上，可以進行矽粉再提純；後道鹼洗、酸洗可以減少鹼、酸、清水的用量，廢水不為黑色，汙水處理簡單，不影響環境，大大縮短生產周期。
文檔編號C01B31/36GK103232039SQ20131018746
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月16日 優先權日2013年5月16日
發明者周彬 申請人:周彬