CN102179299A - 一种利用涡流分选硅料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏或半导体领域的一种硅料分选方法，尤其是一种利用涡流分选硅料的方法。该方法主要是利用电磁感应原理，当硅料中混有金属或重掺硅料时，检测机构内变化的磁场会在其内部产生涡流，引发涡流探测器发出报警声，再通过分离机构将金属或重掺硅料与正常硅料分离。通过本发明提供的硅料分选方法，能够将硅料中混有的金属或重掺硅料彻底除去，分选得到的硅料可再次用作多晶硅铸锭的原料。
Description
技术领域
本发明涉及光伏或半导体领域的一种硅料分选方法，尤其是一种利用涡流将杂质与硅料分离的方法。
背景技术
在光伏或半导体行业的各个生产环节中，会产生很多碎硅料，为了节省生产成本，很多厂家会将这些碎硅料经过处理后再次用作多晶硅铸锭或是单晶拉制的原料。这些碎硅料中含有很多杂质，通常包括石英、有机胶、金属等杂质，石英和有机胶杂质可以通过电选、或是碱液浮选的方法除去。如公开号为CN101623672A的中国专利一种混有杂质的硅料的分选方法公开了一种混有杂质的硅料通过在电场中带电或其他方式带电后，因硅料与石英、胶带、灰尘、碳化硅等杂质的电阻率差异较大，可以在电选设备的不同分离区域分开。
对于硅料里面混有的金属主要指铁、铜、铝、银等杂质，由于铁属于导磁性物质，所以可以采用磁选的方式将铁与硅料分离。但对于金属铜、铝、银等非导磁性物质，通过常规的磁选方法则无法将其与硅料分离。
硅料中除了含有石英、有机胶、金属等杂质要除去外，还有一些电阻率较小的硅料要与正常硅料分离，这些硅料的电阻率一般小于0.1Ω.cm，俗称重掺硅料。现有技术中，对于这种电阻率较小的重掺硅料，一般是通过人工利用半导体测试仪对硅料进行逐个测试。采用这种人工分选方式，效率较低，而且只能将一些形状规则的大尺寸重掺硅料分离，对于一些细碎硅料采用常规的检测设备是无法将其与正常硅料分离的。
发明内容
本发明提供了一种利用涡流分选硅料的方法，通过该方法能够将硅料中混有的一些金属或重掺硅料与正常硅料分离，而且分选效率较高。
本发明的技术方案为：
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的方法是将含有杂质的硅料置于涡流分选机中，利用硅料与其他杂质电阻率的区别进行涡流分选。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是金属，可以是铁、铜、镍、铝、银中的任意一种或是几种的混合。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率小于正常硅料的重掺硅料。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的重掺硅料是电阻率小于或等于0.1Ω.cm的硅料。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：涡流分选的操作步骤包括：
（A）将含有杂质的硅料置于涡流分选机中；
（B）调节交变电流参数；
（C）通过在硅料与杂质内部产生不同的涡流值，将硅料与杂质分离。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的涡流分选过程可以分步进行。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的分步进行是将已经分离出来的硅料再次置于涡流分选机中进行涡流分离。
一种利用涡流分选硅料的方法，其中：该方法涉及的分选装置，包括储料装置（1）和接料器（2），其中储料装置（1）与检测机构相连，检测机构内设有涡流探测器（3）和分离机构（4），探测器（3）和分离机构（4）通过识别电路连接；
分离方法如下：
（A）先将硅料置于储料装置（1）中，硅料再自动进入到检测机构内；
（B）当硅料中混有金属或重掺硅料时，检测机构内的变化磁场会在金属或重掺硅料内部产生涡流，从而引发涡流探测器（3）发出信号，信号可以是报警声或闪烁灯光；
（C）当检测到硅料中含有金属或重掺硅料时，探测器（3）会将涡流信号传送给分离机构（4），从而将金属或重掺硅料与正常硅料分离。
本发明与现有技术实施效果比较：
现有技术中，要除去硅料中的金属铁，一般是通过人工采用磁铁在硅料表面移动的方式来吸附硅料中混有的铁；也有通过现有的磁选设备来除去硅料中的铁。但采用这种方式，对于一些细小的铁削可能会吸附于碎硅片之间而不能除去。而对于硅料中混有的一些非磁性物质，如铝、铜、银等金属，则不能通过磁选的方法除去。另外，对于硅料中混有的一些电阻率低的重掺硅料，现有技术中主要是通过人工采用电阻率测试仪来对硅料进行测试。由于这种测试方式必须对每一片硅料进行检测，对于形状不规则的硅料，还必须对硅料的不同部位进行检测。所以这种检测重掺硅料的方式效率极低。对于一些尺寸极小的硅料，采用这种人工的检测方式无法检测。
本发明的工作原理：本发明主要是利用电磁感应的原理，采用通有交流电的线圈，产生迅速变化的磁场，该磁场会在金属物体或电阻率低的重掺硅料内部产生涡电流，涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出报警声，从而达到检测硅料中是否含有金属或重掺硅料的目的。当检测到金属或重掺硅料时，涡流探测器会将该信号传达给分离机构并驱动分离机构将金属或重掺硅料与正常硅料分离。
本发明的优点：本发明的优点在于能够通过本发明提供的涡流分选方法将硅料中混有的金属或重掺硅料与正常硅料分离。相比现有技术，本发明可以同时实现将金属或重掺硅料与正常硅料分离，提高了工作效率及分选精度。另外，由于本发明是自动分离，在整个分离过程中都属于无接触式分离，所以不会由于人为操作造成硅料的多次污染，对于常规设备无法分离的细碎硅料也可通过本发明提供的分离方法进行分离。因此，本发明不仅能够将硅料中混有的金属或重掺硅料与正常硅料分离，提高了硅锭质量进而提高太阳能电池片的转化效率，同时也为光伏或半导体行业的发展提供了更多的硅料来源。
附图说明
附图1是本发明的装置结构示意图；
附图标记：储料装置1、接料器2、涡流探测器3、分离机构4和传送带5。
具体实施方式
实施例1、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的方法是将含有杂质的硅料置于涡流分选机中，利用硅料与其他杂质电阻率的区别进行涡流分选。
实施例2、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是铁，其余同实施例1。
实施例3、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是铜，其余同实施例1。
实施例4、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是镍，其余同实施例1。
实施例5、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是铝，其余同实施例1。
实施例6、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是银，其余同实施例1。
实施例7、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是由铁、铜、镍、铝及银四种金属组成，其余同实施例1。
实施例8、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.1Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例9、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.05Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例10、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.01Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例11、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.005Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例12、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.001Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例13、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.0001Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例14、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：所述的杂质是电阻率为0.00001Ω.cm的重掺硅料，其余同实施例1。
实施例15、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：涡流分选的操作步骤包括：
（A）将含有杂质的硅料置于涡流分选机中；
（B）调节交变电流参数；
（C）通过在硅料与杂质内部产生不同的涡流值，将硅料与杂质分离；
另外，硅料分选过程可以分步进行，所述的分步进行是将已经分离出来的硅料再次置于涡流分选机中进行分选，通过多次分选可以得到较高纯度的硅料。
实施例16、一种利用涡流分选硅料的方法，其中：该方法涉及的分选装置，包括储料装置1和接料器2，其中储料装置1与检测机构相连，检测机构内设有涡流探测器3和分离机构4，探测器3和分离机构4通过识别电路连接；
分离方法如下：
（A）先将硅料置于储料装置1中，硅料再自动进入到检测机构内；
（B）当硅料中混有金属或重掺硅料时，检测机构内的变化磁场会在金属或重掺硅料内部产生涡流，从而引发涡流探测器3发出信号，信号可以是报警声或闪烁灯光；
（C）当检测到硅料中含有金属或重掺硅料时，探测器3会将涡流信号传送给分离机构4，从而将金属或重掺硅料与正常硅料分离。
Claims (8)
1.一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的方法是将含有杂质的硅料置于涡流分选机中，利用硅料与其他杂质电阻率的区别进行涡流分选。
2.如权利要求1所述的一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的杂质是金属，可以是铁、铜、镍、铝、银中的任意一种或是几种的混合。
3.如权利要求1所述的一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的杂质是电阻率小于正常硅料的重掺硅料。
4.如权利要求3所述的一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的重掺硅料是电阻率小于或等于0.1Ω.cm的硅料。
5.如权利要求1或2或3或4所述的任意一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：涡流分选的操作步骤包括：
（A）将含有杂质的硅料置于涡流分选机中；
（B）调节交变电流参数；
（C）通过在硅料与杂质内部产生不同的涡流值，将硅料与杂质分离。
6.如权利要求5所述的一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的涡流分选过程可以分步进行。
7.如权利要求6所述的一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：所述的分步进行是将已经分离出来的硅料再次置于涡流分选机中进行涡流分离。
8.一种利用涡流分选硅料的方法，其特征在于：该方法涉及的分选装置，包括储料装置（1）和接料器（2），其中储料装置（1）与检测机构相连，检测机构内设有涡流探测器（3）和分离机构（4），探测器（3）和分离机构（4）通过识别电路连接；
分离方法如下：
（A）先将硅料置于储料装置（1）中，硅料再自动进入到检测机构内；
（B）当硅料中混有金属或重掺硅料时，检测机构内的变化磁场会在金属或重掺硅料内部产生涡流，从而引发涡流探测器（3）发出信号；
（C）当检测到硅料中含有金属或重掺硅料时，探测器（3）会将涡流信号传送给分离机构（4），从而将金属或重掺硅料与正常硅料分离。
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