CN101891196B - 一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术 - Google Patents

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Abstract

一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术,具体步骤是:a,分散凝固剂的添加;b,回收砂的分级和表面清洁;c,回收砂的表面改性;d,回收湿砂的再使用;e,回收工艺污水零排放。本发明的积极效果是:1、切割砂浆稳定性佳;2、切割良品率高;3、切割成本低;4、切割能力强;5.非常好的再分散能力。

Description

一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术。
背景技术
随着近几年光伏产业的发展,太阳能级多晶硅片已经成为各大光伏公司争相争夺的上游资源,单晶,多晶硅片的切片生产成本己成了影响光伏产业的首要环节。生产单晶,多晶硅片所必需的切割砂浆用量因此也得到了迅速增加。据统计,07年国内切割液使用量为3.5万吨,08年国内切割液使用量近7万吨,09年为14万吨,预计在10年将达到20-30万吨。
光伏用太阳能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳
化硅微粉作为主要切削介质.将碳化硅微粉按照一定比例加入到切割液中,并使其充分分散,配制成均匀稳定的切割砂浆,用于硅片切割。使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割的机理是利用切割刚线的高速运动,带动碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面,利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断,这一过程会伴随着较大的摩擦热释放,因此,切割砂浆需具备对碳化硅颗粒有良好的分散性,并且能带走切割过程中所产生的大量热量。其中,切片后的废切割砂浆的组成中除了加入的碳化硅颗粒,还包含了大量的在切割过程中产生的细小硅粉与由于碰撞和摩擦而产生的碳化硅破碎颗粒以及切割钢线在摩擦过程中脱落下来的铜和铁细屑。在砂浆中的这些固体颗粒会对硅片表面的产生机械损伤,因此,要求砂浆能将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系。对切割砂浆提出的要求:1.使砂浆具有良好的流动性,自身具有良好的导热性。2.确保包括碳化硅颗粒等一系列固体颗粒物在砂浆体系中均匀分散,同时保持良好的稳定性。目前行业所使用的切割砂浆大体有四个部分组成: 一定比例的新切割液加一定比例的回收切割液和一定比例的新碳化硅砂和一定比例的回收碳化硅砂.在确保有效的切割效率和品质条件来调整相关组份比例来降低切片成本. 其中,回收砂浆的再使用量和回收加工成本将直接影响到产品成本.目前, 传统的砂浆回收工艺是将废砂浆先进行固液分离, 分别对液和砂进行去杂提纯处理.其中最大的处理成本在回收砂的处理工序上.1.用几倍于回收砂重量的酸性/碱性的水洗和多次漂洗.将产生大量污水的处理和其它环保费用,2.回收砂的烘干能耗及砂的分级处理对周边空气和环境的污染而投入的大量环保设备的投资和运营费用所造成的产品成本的增加. 在此基础上成功地开发出一种具有独创性的废砂浆回收处理再使用的工艺流程,彻底废除了传统废砂浆的回收工艺中用水和烘干的工艺流程. 做到工艺中污水零排放和取消回收砂的烘干和分级工艺,取而代之的用回收聚乙二醇(PEG)为基础的可循环使用的清洗液为主,配以分散剂、表面活性剂、消泡剂、金属微粒和离子去除剂、纳米成膜剂。对回收砂进行无水化表面清洁处理和表面改性处理,以湿砂的方式再应用到德圣龙独创的砂浆制作方式,使回收湿砂的再使用工艺及生产成为可能。该工艺技术和生产方法为多晶硅片生产商节约大量成本,也实现了节能减排的长远利益。对切割液领域来说,将具有革命性的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术,以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明的技术方案是:一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用技术,具体步骤是:
a,分散凝固剂的添加
称取由聚乙二醇配制的含5%的分散凝固剂(氨基环氧-丙烯酸酯多元聚合物)加入到待处理的回收砂浆中,边搅拌边加入,控制在30—40min内加完;再继续搅拌30min即可将新配制的回收砂浆加入到固液分离装置中,将所获得的液和砂分别进行再处理;
b, 回收砂的分级和表面清洁
称取分离出来的回收砂加入到砂表面清洁液 (含再生聚乙二醇90%、含甲基丙烯酸酯类多聚物分散剂1.5% 、溶水性二甲基硅油表面活性剂3.0%、乳物含硅丙烯酸消泡剂1.5%、有机盐类金属微粒和离子去除剂0.5%、丙烯酸酯类三聚物砂分级剂3.5% )的聚乙二醇混合液中, 用不同的搅拌速度按程序搅拌60—80min后将砂浆加入固液分离系统,部分不能再用的砂随混合液一起排出,再做二次调节分离处理,可再用的砂将进入下一步表面改性处理;
c, 回收砂的表面改性
将可用的回收砂,加入到配有10%表面改性剂(丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物 )的聚乙二醇混合液中, 充分搅拌2-3小时后, 存放于专用贮罐进行5-16小时时效改性处理; 
d, 回收湿砂的再使用
称取改性后的湿砂按不同的混比要求加入到专用砂浆制作系统, 按工艺要求自动进行切割砂浆制作, 测量、分析以砂浆形式运输至用户的砂浆供应系统或直接管道输送到各切片机台缸内;
e, 回收工艺污水零排放
对不能再用的回收湿砂将收集后用于其它行业. 做到污水零排放. 将工艺所产生的废液做到二次调节提纯,排放最小化。
本发明的过程可区分为各种添加剂在不同时间段和添加不同类型的添加剂的量,它的工艺过程将直接影响到废砂浆中碳化硅的分级和固液分离。
本发明的固液分离后液和砂的再利用,无大量废液排放。
本发明在湿砂状态下对砂表面进行改性处理,使回收所得到的湿砂能在添加的表面改性剂作用下,使湿砂直接进行新的砂浆制作。
本发明的积极效果是:1、切割砂浆稳定性佳;2、切割良品率高;3、切割成本低;4、切割能力强;5. 非常好的再分散能力。
附图说明
附图为测试样制作过程对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施例来详细介绍本发明的功效。
实施例 处理1000kg线切割回收砂浆
a,分散凝固剂的添加
称取500公斤由聚乙二醇配制的含5%的分散凝固剂(氨基环氧-丙烯酸酯多元聚合物)加入到待处理的1000kg回收砂浆中,边搅拌边加入,控制在30—40min内加完;再继续搅拌30min即可将新配制的回收砂浆加入到固液分离装置中,将所获得的液和砂分别进行再处理;
b, 回收砂的分级和表面清洁
称取250kg分离出来的回收砂加入到750kg砂表面清洁液 (含再生聚乙二醇90%、含甲基丙烯酸酯类多聚物分散剂1.5% 、溶水性二甲基硅油表面活性剂3.0%、乳物含硅丙烯酸消泡剂1.5%、有机盐类金属微粒和离子去除剂0.5%、丙烯酸酯类三聚物砂分级剂3.5% )的聚乙二醇混合液中, 用不同的搅拌速度按程序搅拌60—80min后将砂浆加入固液分离系统,部分不能再用的砂随混合液一起排出,再做二次调节分离处理,可再用的砂将进入下一步表面改性处理;
c, 回收砂的表面改性
将225kg可用的回收砂,加入到255kg配有10%表面改性剂(丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物 )的聚乙二醇混合液中, 充分搅拌2-3小时后, 存放于专用贮罐进行5-16小时时效改性处理; 
d, 回收湿砂的再使用
称取300--400kg改性后的湿砂按不同的混比要求加入到专用砂浆制作系统, 按工艺要求自动进行切割砂浆制作, 测量、分析以砂浆形式运输至用户的砂浆供应系统或直接管道输送到各切片机台缸内;
e, 回收工艺污水零排放
对不能再用的回收湿砂将收集后用于其它行业. 做到污水零排放. 将工艺所产生的废液做到二次调节提纯,排放最小化。
废切割砂浆无水回收技术所获得的砂再分散能力测定
    测试流程:
1)取回收工序二 (回收砂的分级和表面清洁)样品60克,2)摇动后静放8小时,3)将上部液抽走再加入工序三(回收砂的表面改性液30克),4)再手动摇均匀,5)静止放置(5分钟),6) 手动反转倒置摇动后倒置10分钟,底部无凝聚砂。
  从图片对比可以看出,本发明的回收砂处理工艺比用传统回收工艺取获得的回收砂具有在切割砂浆中有更好,更持久地分散能力,非常好的稳定性能,并且再分散性非常好。这些特性有利于砂的切割刀刃得到充分发挥。

Claims (2)

1.一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用方法,具体步骤是:
a,分散凝固剂的添加
称取由聚乙二醇配制的5%的分散凝固剂加入到待处理的回收砂浆中,边搅拌边加入,控制在30-40min内加完;再继续搅拌30min即可将新配制的回收砂浆加入到固液分离装置中,将所获得的液和砂分别进行再处理;所述分散凝固剂为氨基环氧-丙烯酸酯多元聚合物;
b,回收砂的分级和表面清洁
称取分离出来的回收砂加入到砂表面清洁液的聚乙二醇混合液中,用不同的搅拌速度按程序搅拌60-80min后将砂浆加入固液分离系统,部分不能再用的砂随混合液一起排出,再做二次调节分离处理,可再用的砂将进入下一步表面改性处理;所述的表面清洁液为含再生聚乙二醇90%、含甲基烯丙酸酯类多聚物分散剂1.5%、溶水性二甲基硅油表面活性剂3.0%、乳物含硅丙烯酸消泡剂1.5%、有机盐类金属微粒和离子去除剂0.5%、丙烯酸酯类三聚物砂分级剂3.5%的组合物;
c,回收砂的表面改性
将可用的回收砂,加入到配有10%表面改性剂的聚乙二醇混合液中,充分搅拌2-3小时后,存放于专用贮罐进行5-16小时时效改性处理;所述的表面改性剂为丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物;
d,回收湿砂的再使用
称取改性后的湿砂按不同的混比要求加入到专用砂浆制作系统,按工艺要求自动进行切割砂浆制作,测量、分析以砂浆形式运输至客户的砂浆供应系统或直接管道输送到各切片机台缸内;
e,回收工艺污水零排放
对不能再用的回收湿砂将收集后用于其它行业,做到污水零排放,将工艺所产生的废液做到二次调节提纯,排放最小化。
2.一种用于太阳能硅片切割的废砂浆的无水回收再使用方法,具体步骤是:
a,分散凝固剂的添加
称取500公斤由聚乙二醇配制的5%的分散凝固剂加入到待处理的1000kg回收砂浆中,边搅拌边加入,控制在30-40min内加完;再继续搅拌30min即可将新配制的回收砂浆加入到固液分离装置中,将所获得的液和砂分别进行再处理;所述分散凝固剂为氨基环氧-丙烯酸酯多元聚合物;
b,回收砂的分级和表面清洁
称取250kg分离出来的回收砂加入到750kg砂表面清洁液的聚乙二醇混合液中,用不同的搅拌速度按程序搅拌60-80min后将砂浆加入固液分离系统,部分不能再用的砂随混合液一起排出,再做二次调节分离处理,可再用的砂将进入下一步表面改性处理;所述的表面清洁液为含再生聚乙二醇90%、含甲基丙烯酸酯类多聚物分散剂1.5%、溶水性二甲基硅油表面活性剂3.0%、乳物含硅丙烯酸消泡剂1.5%、有机盐类金属微粒和离子去除剂0.5%、丙烯酸酯类三聚物砂分级剂3.5%的组合物;
c,回收砂的表面改性
将225kg可用的回收砂,加入到255kg配有10%表面改性剂的聚乙二醇混合液中,充分搅拌2-3小时后,存放于专用贮罐进行5-16小时时效改性处理;所述的表面改性剂为丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物;
d,回收湿砂的再使用
称取300-400kg改性后的湿砂按不同的混比要求加入到专用砂浆制作系统,按工艺要求自动进行切割砂浆制作,测量、分析以砂浆形式运输至客户的砂浆供应系统或直接管道输送到各切片机台缸内;
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