CN106865552B - 一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，属于二次资源利用的技术领域。该方法，首先，晶体硅的切割可采用电镀金刚线或者树脂金刚线切割。其次，切割时采用不含氧化铝和氧化钙的板材作为把持材料，以替代传统的含氧化铝约为20～60％的树脂板。再次，将切割晶体硅所得的废料浆进行固液分离得到固体物料。然后，对固体物料进行磁选分离和酸浸除杂得到净化物料。最后，对净化物料进行干燥筛分得到纯度高于98％的高纯硅粉。该方法具有流程短、能耗低、污染小、回收率高、简单易行等优点，并且易于实现工业化生产。该方法实现了高效生态化的回收，不仅变废为宝，而且减少了环境污染。

Description

一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法
技术领域
本发明涉及二次资源利用的技术领域，特别涉及一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法。
背景技术
进入21世纪，全球各国家为了应对日益严重的能源和环境问题，大力发展可再生能源，其中太阳能被认为是可再生能源中最具发展前景的能源之一。太阳能的利用主要有光化学转换、光热和光伏发电三种形式。其中太阳能光伏发电的巨大潜力以及其社会、经济、环境效益非常引人注目，太阳能光伏发电装置主要是太阳能电池，其中以晶体硅为主要原料制作的太阳能电池占所有制作太阳能电池原料的95％以上，今后也依然是太阳能电池的主流材料，因此太阳能级多晶硅是光伏产业链可持续发展的重要基石，光伏产业的高速发展使得晶体硅的需求量迅速增加。
晶体硅太阳能电池的制备流程包括原料的制备、硅片的制备、电池片的制备等。其中硅片的制备就是利用多线切割机切割硅锭的过程，多线切割包括砂浆切割和固结磨料切割，其中应用较多的是砂浆切割，但是砂浆切割存在较明显的缺点：如废料浆回收困难，操作环境恶劣等。研究人员开始将目光转向了固结磨料切割，特别是对金刚线切割技术的研究，但不论是砂浆切割或是金刚线切割，由于切割丝的直径和硅片的厚度相差不大，所以两种切割方式都会使40％甚至50％的高纯硅以粉末的形式进入到切割废料浆中。国内外对砂浆切割产生的废料回收利用的研究较多，而对金刚线切割产生的废料回收利用研究较少，随着晶体硅片的需求量的增加，由此产生的切割废料浆也将逐年增长。如果能够对这部分切割废料浆进行回收，不仅能减小环境污染，同时还能产生极大的经济效益。此外，还间接地降低了太阳能电池的成本，这对促进光伏产业的发展起到了积极作用。
关于用砂浆切割晶体硅产生的废料的回收和利用方面，我们已经申请并被授权了多项相关专利：
(1)邢鹏飞，庄艳歆，李大纲，都兴红，付念新，涂赣峰.一种用晶体硅切割废料电热冶金制备太阳能多晶硅的方法.中国：ZL201310031510.0，CN103086378A，授权日2014.07.23.
(2)邢鹏飞，王珺，庄艳歆，任存治，涂赣峰.一种晶体硅切割废料氮化反应烧结碳化硅的工艺.中国：ZL201110152492.2，CN102275925A，授权日2013.10.16.
(3)郭菁，邢鹏飞，庄艳歆，任存治，涂赣峰.由单晶硅和多晶硅切割废料中回收硅和碳化硅的方法.中国：授权号ZL201010280712.5，CN101941699A，授权日2012.08.22.
(4)邢鹏飞，王耀彬，郭菁，李景江，林·安东尼，涂赣峰.一种从单/多晶硅切割料浆中回收太阳能级多晶硅的方法.中国：授权号ZL200910187695.8，CN101671022B，授权日2011.05.25.
此外，专利号ZL201210127930.4发明的专利《从金刚石线锯切割硅片废料浆中回收多晶硅的方法》和专利号ZL201610086247.9发明的《一种晶体硅金刚石线切割废料浆回收再利用的方法》实现了金刚线切割废料浆的回收利用，但是该发明中的的硅锭把持材料为含氧化铝20％～60％的树脂板，在切割的过程中部分氧化铝会以粉末的形式进入到切割废料浆中，增加了后续对硅粉进行净化除杂的成本。
本发明涉及一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，该方法采用金刚线切割晶体硅，收集的切割废料浆中，硅粉含量高，粒度小，杂质含量低。如能将废料浆中的高纯硅粉进行回收，这不仅实现了金刚线切割晶体硅的废料浆固液两相的有效回收，还减小了废液的排放和运输，降低了排污、治污的成本，间接地降低了太阳能电池的成本，这对促进光伏产业的发展起到了积极作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，该方法采用金刚线切割晶体硅，从产生的切割废料浆中回收高纯硅粉，是一种全新的、高效清洁的方法。首先，晶体硅的切割可采用电镀金刚线或者树脂金刚线切割。其次，切割时采用不含氧化铝和氧化钙的板材作为把持材料，以替代传统的含氧化铝约为20～60％的树脂板。再次，将切割晶体硅所得的废料浆进行固液分离得到固体物料。然后，对固体物料进行磁选分离和酸浸除杂得到净化物料。最后，对净化物料进行干燥筛分得到纯度高于98％的高纯硅粉。
本发明的一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用不含氧化铝和氧化钙的板材；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆；
(2)将切割废料浆进行固液分离，得到固体物料；
(3)向固体物料中加入水，稀释至浓度为10～50％，进行磁选分离，固液分离得到一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行酸浸，充分反应后，加入水过滤清洗至pH值为中性，固液分离得到二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行干燥筛分，得到高纯硅粉，高纯硅粉的纯度在98％以上。
其中，
所述的晶体硅为多晶硅或单晶硅中的一种；
所述的步骤1(1)中，所述的金刚线为电镀金刚线或树脂金刚线中的一种；
所述的步骤1(2)中，所述的不含氧化铝和氧化钙的板材为环氧树脂板、石墨板、电木板、有机玻璃板、聚四氟乙烯板或PVC板中的一种。
所述的步骤2(1)中，切割废料浆中含有的成分及其质量百分比为：40～58％的水基冷却液，40～58％的硅粉，1～3％的金属杂质，1～3％的金刚石小颗粒。
所述的步骤2(2)中，所述的切割废料浆的物料固液分离的方法有以下两种：
方法一：向切割废料浆中加入有机絮凝剂，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，得到沉降物料，对沉降物料进行二次固液分离，得到固体物料；其中，加入的有机絮凝剂质量为废料浆质量的0.01～5％；
所述的方法一中，所述的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用；
所述的方法一中，所述的二次固液分离方式采用真空抽滤、离心分离、重力沉降或板框压滤中的一种；
所述的方法一中，所述的有机絮凝剂为天然有机絮凝剂或合成有机絮凝剂；
其中，天然有机絮凝剂为淀粉或羧甲基纤维素钠中的一种；合成有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、水解聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸或聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物，当有机絮凝剂为混合物时，混合比例为任意比，加入有机絮凝剂的目的在于使悬浮在废料浆中的物料絮凝沉降，提高沉降分离效率，减少分离时间。
方法二：对切割废料浆的物料直接进行固液分离，得到分离液和固体物料。
所述的方法二中，所述的分离液返回晶体硅切割工序，重复利用；
所述的方法二中，所述的固液分离方式采用真空抽滤、离心分离、重力沉降或板框压滤中的一种。
所述步骤2(3)中，所述的磁选分离，磁场强度为180～2500千安/米，磁选分离的时间为2～10h；磁选分离的目的是除去Fe、Ni金属及其氧化物，此过程可以除去40～60％的Fe、Ni金属及其氧化物。
所述的步骤2(4)中，所述的酸浸，酸浸温度为30～250℃，酸浸时间为1～12h，酸溶液的浓度为8～36％，一次净化固体物料和酸溶液的固液比为1∶(2～12)(g/mL)；酸浸的目的是除去剩余的Fe、Ni金属及其氧化物。
所述的步骤2(4)中，所述的酸浸，酸浸方式为常规酸浸、微波酸浸或高压酸浸中的一种；所述的酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液中的一种或几种的混合酸溶液；当酸溶液为混合酸溶液时，混合比例为任意比。
其中，高压酸浸的压力为0.2～2MPa；微波酸浸的微波功率为5～50kW。
所述的步骤2(4)中，所述的水为去离子水；
所述的步骤2(5)中，所述的干燥，干燥方式为真空干燥、微波干燥或喷雾干燥中的一种；其中，真空干燥的真空度为100～300Pa，干燥温度为50～100℃；微波干燥的微波频率为500～2000MHz，功率为10～55kW，干燥能力为40～200kg/h；喷雾干燥能力为50～250kg/h，干燥时间为1～10h。
所述的步骤2(5)中，所述的筛分，筛分方式为过400目筛子，目的将团聚的硅粉进行分散。
所述的步骤2中，所述的固液分离，分离方式为真空抽滤、板框压滤、重力沉降或离心分离中的一种；其中，真空抽滤的真空度为0.01～0.05MPa、板框压滤加压的压力为0.3～1MPa、重力沉降的时间为3～10h、离心分离的转速为500～2500r/min。
本发明的一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
1.多线切割机的切割线采用电镀金刚线或者树脂金刚线；
2.该方法采用不含氧化铝和氧化钙的板材(环氧树脂板、石墨板、电木板、有机玻璃板、聚四氟乙烯板、PVC板)替代传统的含氧化铝为20％～60％的树脂板，在切割晶体硅过程中作为晶体硅的把持材料，避免了氧化铝以粉末的形式进入切割废料浆中，减少了回收切割废料浆中除杂工序的成本；
3.该方法具有流程短、能耗低、污染小、回收率高、简单易行等优点，并且易于实现工业化生产；
4.该方法采用加入有机絮凝剂进行分离微米级的硅粉，使悬浮在废料浆中的物料絮凝沉降，提高沉降分离效率，减少分离时间；
5.该方法实现了金刚线切割晶体硅废料浆的高效生态化的回收，不仅变废为宝，而且减少了环境污染。
附图说明
图1是本发明的一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法的工艺流程图；
具体实施方式
以下结合具体实例来对本发明进行详细地描述。
实施例1
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用环氧树脂板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：40％的水基冷却液，58％的硅粉，1％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)向500kg金刚线切割晶体硅废料浆中加入5kg的淀粉，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用真空抽滤机进行二次固液分离，真空度为0.01MPa，得到380kg固体物料；
(3)向固体物料中加入水稀释至浓度为10％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1200千安/米，磁选分离的时间为6h，固液分离得到375kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行常规酸浸，所加的酸为质量浓度为25％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶2(g/mL)，酸浸温度为30℃，酸浸时间为10h，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到372kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行真空干燥，真空度为100Pa，干燥温度为50℃，用400目筛子进行筛分后得到291kg的高纯硅粉，纯度为98.1％。
实施例2
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用电镀金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用环氧树脂板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：50％的水基冷却液，47％的硅粉，1.5％的金属杂质，1.5％的金刚石小颗粒；
(2)向600kg金刚线切割晶体硅废料浆中加入12kg的聚丙烯酰胺，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用板框压滤机进行二次固液分离，加压的压力为0.5MPa，得到345kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为18％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1000千安/米，磁选分离的时间为7h，进行固液分离，得到342kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行常规酸浸，所加的酸为质量浓度为18％的盐酸溶液，一次净化固体物料和盐酸溶液的固液比为1∶4(g/mL)，酸浸温度为60℃，酸浸时间为6h，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到335kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行微波干燥，微波频率为1000MHz，功率为30kW，用400目筛子进行筛分，得到245kg的高纯硅粉，纯度为98.3％。
实施例3
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用石墨板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆中含有的成分及其质量百分比为：50％的水基冷却液，45％的硅粉，2％的金属杂质，3％的金刚石小颗粒；
(2)向650kg金刚线切割晶体硅废料浆中加入15kg的聚乙烯亚胺，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用真空抽滤机进行二次固液分离，真空度为0.05MPa，得到395kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为20％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1300千安/米，磁选分离的时间为5h，固液分离后得到390kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行微波酸浸，所加的酸为质量浓度为28％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶6(g/mL)，酸浸温度为250℃，酸浸时间为6h，微波酸浸的微波功率为10kW，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到388kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行喷雾干燥，干燥时间为4h，用400目筛子进行筛分，得到305kg的高纯硅粉，纯度为98.2％。
实施例4
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用电镀金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用电木板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆中含有的成分及其质量百分比为：55.5％的水基冷却液，42％的硅粉，1.5％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)取800kg金刚线切割晶体硅废料浆，用离心机进行固液分离，离心分离转速为1000r/min，得到分离液和440kg固体物料，分离液返回晶体硅切割工序，重复利用；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为50％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1300千安/米，磁选分离的时间为6h，固液分离得到435kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行高压酸浸，所加的酸为质量浓度为30％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶5(g/mL)，酸浸温度为120℃，酸浸时间为5h，压力为0.2MPa，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到430kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行真空干燥，真空度为200Pa，干燥温度为100℃，用400目筛子进行筛分，得到332kg的高纯硅粉，纯度为98.4％。
实施例5
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用有机玻璃板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆中，含有的成分及其质量百分比为：58％的水基冷却液，40％的硅粉，1％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)取900kg金刚线切割晶体硅废料浆，采用重力沉降进行固液分离，沉降时间为8h，得到分离液和495kg固体物料，分离液返回晶体硅切割工序，重复利用；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为24％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为2500千安/米，磁选分离的时间为2h，固液分离得到492kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行常规酸浸，所加的酸为质量浓度为20％的盐酸溶液，一次净化固体物料和盐酸溶液的固液比为1∶6(g/mL)，酸浸温度为60℃，酸浸时间为12h，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到485kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行微波干燥，微波频率为2000MHz，功率为55kW，用400目筛子进行筛分，得到358kg的高纯硅粉，纯度为98.5％。
实施例6
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用电镀金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用聚四氟乙烯板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆中，含有的成分及其质量百分比为：40％的水基冷却液，58％的硅粉，1％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)取850kg金刚线切割晶体硅废料浆，采用板框压滤机对废料浆进行固液分离，压力为0.7MPa，得到分离液和630kg固体物料，分离液返回晶体硅切割工序，重复利用；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为26％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1400千安/米，磁选分离的时间为4h，固液分离得到626kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行微波酸浸，所加的酸为质量浓度为25％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶8(g/mL)，酸浸温度为60℃，酸浸时间为6h，微波功率为5kW，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到622kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行喷雾干燥，干燥时间为10h，用400目筛子进行筛分，490kg的高纯硅粉，纯度为98.1％。
实施例7
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用PVC板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆中，含有的成分及其质量百分比为：54％的水基冷却液，40％的硅粉，3％的金属杂质，3％的金刚石小颗粒；
(2)取950kg金刚线切割晶体硅废料浆，采用重力沉降进行固液分离，沉降时间为10h，得到分离液和485kg固体物料，分离液返回晶体硅切割工序，重复利用；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为30％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1400千安/米，磁选分离的时间为5h，固液分离得到480kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行高压酸浸，所加的酸为质量浓度为18％的盐酸溶液，一次净化固体物料和盐酸溶液的固液比为1∶5(g/mL)，酸浸温度为70℃，酸浸时间为6h，压力为0.6MPa，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到478kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行真空干燥，真空度为300Pa，干燥温度为70℃，用400目筛子进行筛分，得到378kg的高纯硅粉，纯度为98％。
实施例8
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用石墨板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：45.5％的水基冷却液，52％的硅粉，1.5％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)向600kg金刚线切割晶体硅废料浆，加入15kg的聚丙烯酸钠和15kg的羧甲基纤维素钠，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用离心分离转速为500r/min的离心机进行二次固液分离，得到415kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为20％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为1600千安/米，磁选分离的时间为2h，用离心分离转速为2500r/min的离心机进行固液分离，得到412kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行高压酸浸，所加的酸为质量浓度为28％的硝酸溶液，一次净化固体物料和硝酸溶液的固液比为1∶5(g/mL)，酸浸温度为50℃，酸浸时间为6h，高压酸浸的压力为2MPa，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离，得到408kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行微波干燥，微波频率为500MHz，功率为10kW，用400目筛子进行筛分，得到320kg的高纯硅粉，纯度为98.2％。
实施例9
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用树脂金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用PVC板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：55％的水基冷却液，42％的硅粉，2％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)向300kg金刚线切割晶体硅废料浆，加入15kg的聚氧化乙烯，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用板框压滤机进行二次固液分离，加压压力为0.3MPa，得到165kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为20％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为180千安/米，磁选分离的时间为10h，固液分离得到162kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行微波酸浸，所加的酸为质量浓度为8％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶12(g/mL)，酸浸温度为220℃，酸浸时间为1h，微波功率为50kW，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到160kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行喷雾干燥，干燥时间为1h，用400目筛子进行筛分，得到127kg的高纯硅粉，纯度为98.2％。
实施例10
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用电镀金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用树脂板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：52.5％的水基冷却液，45％的硅粉，1.5％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)向500kg金刚线切割切割废料浆，加入0.05kg的水解聚丙烯酰胺，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用真空抽滤机进行二次固液分离，真空度为0.05MPa，得到305kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为24％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为500千安/米，磁选分离的时间为8h，固液分离得到302kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行常规酸浸，所加的酸为质量浓度为24％的盐酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶6(g/mL)，酸浸温度为50℃，酸浸时间为5h，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到298kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行真空干燥，真空度为100Pa，干燥温度为60℃，用400目筛子进行筛分，得到223kg的高纯硅粉，纯度为98.3％。
实施例11
一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用电镀金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用电木板；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆，切割废料浆含有的成分及其质量百分比为：53.5％的水基冷却液，44％的硅粉，1.5％的金属杂质，1％的金刚石小颗粒；
(2)向550kg金刚线切割切割废料浆，加入17kg的聚苯乙烯磺酸，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，上层的上清液返回晶体硅切割工序，重复利用，下层的沉降物料，用板框滤机进行二次固液分离，加压压力为0.5MPa，得到328kg固体物料；
(3)向固体物料中，加入水稀释至浓度为26％，进行磁选分离，磁选分离的磁场强度为800千安/米，磁选分离的时间为7h，固液分离得到325kg一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行常规酸浸，所加的酸为质量浓度为36％的硫酸溶液，一次净化固体物料和硫酸溶液的固液比为1∶4(g/mL)，酸浸温度为60℃，酸浸时间为6h，充分反应，加入去离子水过滤清洗至pH值为7，固液分离得到320kg二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行微波干燥，微波频率为500MHz，功率为55kW，用400目筛子进行筛分，得到240kg的高纯硅粉，纯度为98.4％。

Claims (8)

1.一种从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1，切割前准备
(1)多线切割机的切割线采用金刚线；
(2)晶体硅的把持材料采用不含氧化铝和氧化钙的板材；
步骤2，废料浆处理
(1)用多线切割机对晶体硅进行切割，收集切割废料浆；
(2)将切割废料浆进行固液分离，得到固体物料；
所述的切割废料浆中含有的成分及其质量百分比为：40~58%的水基冷却液，40~58%的硅粉，1~3%的金属杂质，1~3%的金刚石小颗粒；
所述的切割废料浆的物料固液分离的方法有以下两种：
方法一：向切割废料浆中加入有机絮凝剂，沉降分层，上层为上清液，下层为沉降物料，进行一次固液分离，得到沉降物料，对沉降物料进行二次固液分离，得到固体物料；其中，加入的有机絮凝剂质量为废料浆质量的0.01~5%；
方法二：对切割废料浆的物料直接进行固液分离，得到分离液和固体物料；
(3)向固体物料中加入水，稀释至浓度为10~50%，进行磁选分离，固液分离得到一次净化固体物料；
(4)将一次净化固体物料进行酸浸，充分反应后，加入水过滤清洗至pH值为中性，固液分离得到二次净化固体物料；
(5)将二次净化固体物料进行干燥筛分，得到高纯硅粉，高纯硅粉的纯度在98%以上。
2.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的晶体硅为多晶硅或单晶硅中的一种。
3.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的金刚线为电镀金刚线或树脂金刚线中的一种；所述的步骤1(2)中，所述的不含氧化铝和氧化钙的板材为环氧树脂板、石墨板、电木板、有机玻璃板、聚四氟乙烯板或PVC板中的一种。
4.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的方法一中，所述的二次固液分离方式采用真空抽滤、离心分离、重力沉降或板框压滤中的一种；
所述的方法一中，所述的有机絮凝剂为天然有机絮凝剂或合成有机絮凝剂；
其中，天然有机絮凝剂为淀粉或羧甲基纤维素钠中的一种；合成有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、水解聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸或聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物，当有机絮凝剂为混合物时，混合比例为任意比。
5.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的方法二中，所述的固液分离方式采用真空抽滤、离心分离、重力沉降或板框压滤中的一种。
6.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述步骤2(3)中，所述的磁选分离，磁场强度为180~2500千安/米，磁选分离的时间为2~10h。
7.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的步骤2(4)中，所述的酸浸，酸浸温度为30~250℃，酸浸时间为1~12h，酸溶液的浓度为8~36%，一次净化固体物料和酸溶液的固液比为1g：(2~12)mL；
所述的步骤2(4)中，所述的酸浸，酸浸方式为常规酸浸、微波酸浸或高压酸浸中的一种；所述的酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液中的一种或几种的混合酸溶液；当酸溶液为混合酸溶液时，混合比例为任意比；
其中，高压酸浸的压力为0.2~2 MPa；微波酸浸的微波功率为5~50 kW。
8.如权利要求1所述的从晶体硅的切割废料浆中回收高纯硅粉的方法，其特征在于，所述的步骤2(5)中，所述的干燥，干燥方式为真空干燥、微波干燥或喷雾干燥中的一种；其中，真空干燥的真空度为100~300 Pa，干燥温度为50~100℃；微波干燥的微波频率为500~2000MHz，功率为10~55 kW，干燥能力为40~200 kg/h；喷雾干燥能力为50~250 kg/h，干燥时间为1~10 h。
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