CN105001969B - 一种基于温度敏感性的高效分离砂浆的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于温度敏感性高效分离砂浆的方法，将切割时产生的废砂浆液输送至冷却缸冷却至5℃—10℃，得到低温废砂浆液，使用第一离心机将低温废砂浆液进行固液分离处理，分离后得到固相碳化硅和液相悬浮液，将液相悬浮液输送至升温缸，在升温缸内将液相悬浮液边搅拌边加热至80℃—90℃，得到高温悬浮液，使用第二离心机将高温悬浮液进行固液分离处理，分离后得到固相废硅泥和液相聚乙二醇，将固相碳化硅和液相聚乙二醇进行配制，得到砂浆液，将砂浆液回输至多线切割机重新使用，利用了温度影响砂浆运动粘度，运动粘度影响沉降速度，沉降速度作用于离心分选效果，根据不同环节的特点设置合适温度，从而高效分离砂浆中的硅粉。

Description

一种基于温度敏感性的高效分离砂浆的方法

技术领域

本发明属于分离砂浆领域，特别涉及一种基于温度敏感性的高效分离砂浆的方法。

背景技术

太阳能硅片切割工艺普遍采用多线砂浆切割工艺，由碳化硅和悬浮液(聚乙二醇PEG)组成的砂浆为其主要耗材，切割硅片后砂浆中含有较多的硅粉微粉，影响砂浆的切割能力,一般采用离心回收设备将硅粉分离出来，实现重复利用,回收机主要由两个离心机组成，一次离心机回收出碳化硅，同时产生悬浮液、硅粉混合液，经二次离心机将混合液分离为悬浮液和泥状硅粉，碳化硅和悬浮液重新配制为所需的砂浆。然而传统回收工艺均为室温作业，缺陷有：1、去除小颗粒碳化硅效果不明显；2、硅粉分离不彻底，硅粉包裹在砂粒外围，影响切割质量；3、分离效率低；4、容易受季节和天气情况的影响，影响回收砂浆质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题为现有的砂浆分离方法效率过低的问题而提出了一种基于温度敏感性高效分离砂浆的方法，以实现降低硅粉和小粒径碳化硅含量，提高切削能力，提高硅片切割质量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

提供了一种基于温度敏感性的高效分离砂浆方法，其包括以下步骤：

S1：将切割时产生的废砂浆液输送至冷却缸，在冷却缸内将废砂浆液边搅拌边冷却至5℃—10℃，得到低温废砂浆液；

S2：使用第一离心机将步骤S1中得到的低温废砂浆液进行固液分离处理，分离后得到固相碳化硅和液相悬浮液；

S3：将步骤S2中得到的液相悬浮液输送至升温缸，在升温缸内将液相悬浮液边搅拌边加热至80℃—90℃，得到高温悬浮液；

S4：使用第二离心机将S3中得到的高温悬浮液进行固液分离处理，分离后得到固相废硅泥和液相聚乙二醇；

S5：将步骤S2中得到的固相碳化硅和S4步骤中得到的液相聚乙二醇进行配制，得到砂浆液。

进一步的，在第一离心机对低温砂浆液进行固液分离处理时，还对第一离心机的主轴与轴承连接处有进行冷却处理。

进一步的，所述的冷却缸、第一离心机、第二离心机、升温缸外都包裹有防止外界环境影响砂浆温度的隔温保温材料。

本发明遵循了温度与粘度，粘度与沉降速度的关系，使离心机的效能得到大幅提升，其有益效果如下：

(1)以上温控措施既保证了系统温度恒定精度，又避免了室温环境随季节和天气情况波动的影响；

(2)提高了大粒径碳化硅的回收率，将破碎和磨损较大的低切削能力沙粒去除；

(3)大幅降低了硅粉含量，避免了切屑对具有切削能力碳化硅的阻碍，从而提升了砂浆切削能力；

(4)二次分离机分离量大，是工作效率的咽喉环节，升温后粘度明显降低，显著提高了工作效率，从而有效提升了回收机的整体效率。

(5)利用了温度影响砂浆运动粘度，运动粘度影响沉降速度，沉降速度作用于离心分选效果，根据不同环节的特点设置合适温度，从而高效分离砂浆中的硅粉。

(6)本发明能够提高碳化硅质量，提高回收砂浆纯度，较传统砂浆循环方式有极大的技术进步。

附图说明

图1为本发明离心装置结构示意图

附表标记说明：冷却缸—11、回收缸—13、第一离心机—14、升温缸—15、第二离心机17；

具体实施方式

实施例1

如图1所示，包括冷却缸11，冷却缸11通过管路连接到第一离心机14的原料输入端口，第一离心机14的原料输出端口通过管路接通到升温缸15，第一离心机14离心产物端口对准到回收缸13，所述的升温缸15通过管路连接到第二离心机17的原料输入端口，第二离心机17的原料输出端口通过管路连接到回收缸13。

所述的冷却缸11外围环绕有冷却水管，冷却缸11内设置有温度传感器，所述的冷却缸11上还封有保温盖，且冷却缸11外包裹有防止外界环境影响砂浆温度的隔温保温材料。

所述的升温缸15内内设置有温度传感器、加热管和液位传感器，所述的升温缸15上封有保温盖，且升温缸15外包裹有防止外界环境影响砂浆温度的隔温保温材料。

还包括有与冷却缸11和升温缸15相连的外部控制设备。

所述的第一离心机14对低温砂浆液进行固液分离处理时，还对第一离心机14的主轴与轴承连接处有进行冷却处理。

实施例2

所述的一种基于温度敏感性高效分离砂浆的处理方法的具体步骤为：

S1：将多线切割机工作中产生的废砂浆液输送至冷却缸11，冷却缸11根据外部控制设备所设定温度开始搅拌并降温，待废砂浆在冷却缸11内将废砂浆冷却至6℃，得到为6℃的低温废砂浆液。

S2：经由抽取泵将6℃的低温废砂浆液输送至第一离心机14，第一离心机14将步骤S1中得到的6℃低温废砂浆液进行固液分离处理，此时6℃的低温废砂浆液仍保持一定粘度，但不同粒径的碳化硅微粉沉降速度不同，离心机优先分离出切割效果好的大粒径碳化硅，分离后得到固相碳化硅和液相悬浮液；

S3：将步骤S2中得到的固相碳化硅排放至回收缸13，将液相悬浮液输送至升温缸15，升温缸15根据外部控制设备所设定温度开始搅拌并加热，悬浮液在升温缸15内加热至85℃，得到为85℃高温悬浮液；

S4：将步骤S3中得到的85℃高温悬浮液进行固液分离处理，在该较高温度下，砂浆粘度较低，除悬浮液外的所有硅粉和细小碳化硅微粒均更容易分离出来，分离完成后得到固相废硅泥和液相聚乙二醇，将聚乙二醇输送至回收缸13；

S5：在回收缸13内将步骤S2中得到的固相碳化硅和S4步骤中得到的液相聚乙二醇进行配制，得到砂浆液；

S6：配置完成后的砂浆液回输至多线切割机重新使用。

实施例3，结合数据对本发明的实现机理进行说明。

表一：温度对不同粒径的沉降速度的影响。

表二：温度对粘度的影响

温度℃	粘度mPa.s
		5	332
25	288
		90	116

由表一中可见，在同样的温度变化区间内(5℃-25℃)，粒径为2μm的碳化硅颗粒的降速比为55.56％，粒径为15μm的碳化硅颗粒的降速比为29.39％，降速越明显，小颗粒碳化硅越难被离心分离，可见降低温度可减少小粒径碳化硅微粉的回收。

由表二中可见，温度越低液体的粘度越大，广泛的小粒径颗粒会保持在稳定漂浮状态，大粒径颗粒可以克服液体拉力向下沉降，由此可见虽然降低温度也降低了大粒径和小粒径颗粒的沉降速度降低，但是可以使得小颗粒碳化硅越难被离心分离出来，间接相对的加大了大粒径颗粒的沉降速度，由此上述S1步骤中降低了温度就大大减少小粒径碳化硅微粉的排出率而保证了大粒径优质碳化硅的排出率。

实施例4：

在一级离心力为1000G，二级离心力为2000G，P1的流量55L/min，P2的流量25L/min条件下：

由上表中可见，在一次离心时对砂浆降温温度区间为5℃—10℃，在二次离心时对砂浆升温温度区间为80℃-90℃的情况下，通过比较表中2μm及以下的SiC微粉和硅粉含量可以得知，低温状态下进行一级分离可以大大提高大粒径碳化硅的含量，可以大幅度减少2μm及以下的SiC微粉和硅粉，高温状态下进行二级分离可以降低回收砂浆中硅粉含量，提高回收砂浆纯度。

Claims (3)

1.一种基于温度敏感性的砂浆回收方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将切割时产生的废砂浆液输送至冷却缸(11)，在冷却缸(11)内将废砂浆液边搅拌边冷却至5℃—10℃，得到低温废砂浆液；

S2：使用第一离心机(14)将步骤S1中得到的低温废砂浆液进行固液分离处理，分离后得到固相碳化硅和液相悬浮液；

S3：将步骤S2中得到的液相悬浮液输送至升温缸(15)，在升温缸(15)内将液相悬浮液边搅拌边加热至80℃—90℃，得到高温悬浮液；

S4：使用第二离心机(17)将S3中得到的高温悬浮液进行固液分离处理，分离后得到固相废硅泥和液相聚乙二醇；

S5：将步骤S2中得到的固相碳化硅和S4步骤中得到的液相聚乙二醇进行配制，得到砂浆液。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度敏感性的砂浆回收方法，其特征在于：在第一离心机(14)对低温砂浆液进行固液分离处理时，对第一离心机(14)的主轴与轴承连接处进行冷却处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于温度敏感性高效分离砂浆的方法，其特征在于：所述的冷却缸(11)、第一离心机(14)、第二离心机(17)、升温缸(15)外都包裹有防止外界环境影响砂浆温度的隔温保温材料。