CN101935581A - 硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，包括分离步骤和再生步骤，在常温常压下，将废砂浆置于离心机内进行一次分离，离心机的主机频率控制在17.5±0.5HZ，副机频率控制在6HZ，分离得到8um以上的碳化硅微粉以及剩余的废砂浆，将一次分离后的剩余废砂浆置于离心机进行二次分离，离心机的主机频率控制在38±0.5HZ，分离因数为1550，副机频率控制在22HZ，分离得到切割液和杂质，分离过程中不需要另外加入水或其它成份，因此节约了用水，只需对废砂浆本身进行处理，降低了成本，减少排放；分离效果好，回收比例高。

Description

硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺

技术领域

本发明涉及一种碳化硅微粉研磨材料和切割液，具体地说，涉及一种硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，属于太阳能光伏技术领域。

背景技术

切割硅片后的废砂浆中含有切割液、碳化硅、硅粉和铁，硅粉的含量约13％，铁的含量约1％，造成废砂浆的比重变大，1～5μm碳化硅粉的含量约10～15％，造成废砂浆的黏度增加，废砂浆不能继续使用，只有报废或储存。

目前，国内废砂浆的回收主要采用离线回收工艺，其工艺流程长，占地面积大，厂房设备投资大，回收成本高，耗水量大，生产现场产生大量的粉尘及异味，严重污染环境，不能连续处理废砂浆。

申请号为2009102330039的中国专利，公开了一种从硅片切削砂浆中提取硅、碳化硅及聚乙二醇的方法，该方法是将硅片切削砂浆用物理旋流分离器，分离得到固体流和液体流；将固体流打入滤渣分级分离装置进行分离，滤渣分级，轻的滤渣即为硅流，重的滤渣即为碳化硅流，分别从不同出口出料；硅流中加入清水，打入微孔过滤机，过滤得到产品硅料；将碳化硅流打入固液分离装置进行固液分离，滤渣即为混合有水分的合格碳化硅，在滤渣中加入清水，搅拌后打入过滤装置，得到含水率10-25％的碳化硅滤饼，进一步干燥，使碳化硅含水率低于0.1％，筛除大颗粒物质后，即得到成品碳化硅；将液体流过滤，在保持温度60℃的条件下，液体中加入脱色剂和助滤剂，再进行固液分离，液体部分加入离子吸附剂和助滤剂，然后进行固液分离，分离出的液体，经过过滤、脱色，再进行液液分离，去除聚乙二醇中的低沸物，获得成品聚乙二醇。该方法存在的缺陷是：成本高，污染、废水量大、得到的成品质量不稳定。

申请号为2009100276839的中国专利，公开了一种从硅片切割生产过程产生的废切割液中回收切割液的方法，该方法先分离设备中去除废切割液中的固体份；再将废切割液送入精密过滤器去除废切割液中残留的硅粉和颗粒杂质；利用水泵使经过精密过滤后的废切割液通过过滤膜去除废切割液中分子量大于50000到7000000的杂质；将经过膜分离后的废切割液通过离子交换设备，以吸附掉所述废切割液中的重金属离子、酸根离子以及钙、镁离子；离子交换后的废切割液送入浓缩设备内，使所述废切割液的含水率下降至0.5％，形成可回用的切割液。该方法存在的缺陷是：成本高，工艺复杂，回收的比例很低，且只回收切割液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上缺陷，提供一种工艺简单、分离效果好、不耗水、能够连续在线处理废砂浆的硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，其特征是：所述分离再生生产工艺包括分离步骤和再生步骤，分离步骤包括：

(1)在常温常压下，将废砂浆置于离心机内进行一次分离，离心机的主机频率控制在17.5±0.5HZ，副机频率控制在6HZ，分离得到8um以上的碳化硅微粉以及剩余的废砂浆；

(2)在常温常压下，将一次分离后的剩余废砂浆置于离心机进行二次分离，离心机的主机频率控制在38±0.5HZ，分离因数为1550，副机频率控制在22HZ，分离得到切割液和杂质。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述再生步骤包括：

(3)在常温常压下，将步骤(1)得到的碳化硅微粉和步骤(2)得到的切割液置于容器内，混合均匀得到混合液；

(4)在混合液内添加新的碳化硅微粉和切割液，得到切割砂浆，切割砂浆的比重控制在1.5～1.65g/cc，粘度为106-125mPa·s。

所述离心机为卧式螺旋卸料沉降离心机。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比具有以下优点：本发明的分离过程中不需要另外加入水或其它成份，因此节约了用水，只需对废砂浆本身进行处理，降低了成本，减少排放；分离效果好，回收比例高。能够有效地利用回收的碳化硅微粉和切割液制备新切削砂浆，添加的成品碳化硅微粉和切割液量小，制备能够自动完成，减少人为因素，砂浆一致性好，新切削砂浆符合硅切片要求，切片的合格率高。有60％左右的碳化硅粉、50％左右的切割液在线循环使用。

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

具体实施方式

实施例，硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，废砂浆的分离再生通过安装在切割现场的两台离心机实现二次分离，并在现场实现砂浆的再生，本发明实施例中使用的离心机为淄博精宏机械制造有限公司生产的卧式螺旋卸料沉降离心机，型号为LW355A或LW355B，也可以使用浙江丽水市恒力离心机械设备有限公司、张家港市盛丰药化机械厂或上海化工机械厂有限公司生产的卧式螺旋卸料沉降离心机。

废砂浆的分离再生包括分离步骤和再生步骤，分离步骤包括：

(1)在常温常压下，将使用后的硅片线切割废砂浆进行过滤，然后置于储备罐内搅拌均匀，经稳流输送至第一台离心机内进行一次分离，离心机的转鼓频率控制在17.5±0.5HZ，转鼓转速为1295±37r/min，副机频率控制在6HZ，即444r/min，转鼓转速与转鼓频率之比为74，分离得到8um以上的碳化硅微粉以及剩余的废砂浆，碳化硅的回收率为74-79％；

按照以上方法进行八次试验，一次分离的实验情况如下表：

(2)将步骤(1)中一次分离后的剩余废砂浆置于搅拌罐内搅拌均匀，再输送至第二台离心机内进行二次分离，在常温常压下，离心机提高分离因数至Fr＝1550±5％，频率控制在38±0.5HZ，转鼓转速为2812±37r/min，副机频率控制在22HZ，即1628r/min，分离得到切割液和杂质，分离出的切割液占一次分离后剩余废砂浆的81-84％；

二次分离的实验情况如下表：

碳化硅微粉的回收率(％)如下表：

再生步骤包括：

(3)在常温常压下，将步骤(1)得到的碳化硅微粉和步骤(2)得到的切割液置于容器内，混合均匀得到混合液；

(4)在混合液内添加新的碳化硅微粉和成品切割液，得到切割砂浆，使用精度为0.001的比重流量计，连续监测，切割砂浆的比重在1.5～1.65即可；

(5)再生的切割砂浆输入储备罐，直接用于硅片的切割，实现了在线回收利用。

再生工艺的实验情况如下表：

将以上每次试验得到的再生切割砂浆分别用于硅片的切割，得到以下结果：

将再生得到的切割砂浆应用于硅片线切割，硅片的合格率为88％-92％，能够满足生产要求。

Claims (3)

1.硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，其特征是：所述分离再生生产工艺包括分离步骤和再生步骤，分离步骤包括：

(1)在常温常压下，将废砂浆置于离心机内进行一次分离，离心机的主机频率控制在17.5±0.5HZ，副机频率控制在6HZ，分离得到8um以上的碳化硅微粉以及剩余的废砂浆；

(2)在常温常压下，将一次分离后的剩余废砂浆置于离心机进行二次分离，离心机的主机频率控制在38±0.5HZ，分离因数为1550，副机频率控制在22HZ，分离得到切割液和杂质。

2.如权利要求1所述的硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，其特征是：所述再生步骤包括：

(3)在常温常压下，将步骤(1)得到的碳化硅微粉和步骤(2)得到的切割液置于容器内，混合均匀得到混合液；

(4)在混合液内添加新的碳化硅微粉和切割液，得到切割砂浆，切割砂浆的比重控制在1.5～1.65g/cc，粘度为106-125mPa·s。

3.如权利要求1所述的硅片线切割废砂浆的分离再生生产工艺，其特征是：所述离心机为卧式螺旋卸料沉降离心机。