CN107075593B - 用于制造块料的方法及使用该方法制造的块料 - Google Patents

用于制造块料的方法及使用该方法制造的块料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造块料的方法以及使用该方法制造的块料。所述用于制造块料的方法可以包括：提供含硅废浆料的步骤；从所述含硅废浆料中分离含硅浆料和水溶性油的第一次油洗涤步骤；以及通过使用其中所述含硅浆料与粘合剂混合的混合物形成块料的成型步骤，并且可以将在制备半导体或太阳能电池晶片时产生的含硅废浆料净化以在炼钢工艺中用于加热钢水并控制组分。

Description

用于制造块料的方法及使用该方法制造的块料
技术领域
本公开内容涉及一种用于生产块料的方法以及使用该方法生产的块料，更特别地，涉及用于通过将在制造半导体或太阳能电池晶片时产生的废弃硅浆料净化来生产用于炼钢工艺的块料的方法。
背景技术
通常，在炼钢工艺中，在约1500℃的温度下在钢水中包含在生铁中的杂质(包括碳)被氧化，并且氧化物作为熔渣被除去。在炼钢工艺中，在引入氧气然后经过预定时间之后，进行出钢。此时，锰铁、硅铁等被添加到钢水中以调节组成并防止发生脱氧。此时，虽然需要大量的硅添加到钢水中来生产硅铁，但是由于大多数硅必须进口且因此比较昂贵，炼钢工艺的总成本增加。而且，在炼铁&炼钢工艺(包括一般炼钢工艺)期间，使用具有高热值的硅(Si)作为升高高炉内部温度的加热剂。虽然钢铁工业需要大量的硅，但是由于用作加热剂的硅比较昂贵，因此生产钢的总成本可能会增加。
众所周知，硅被用作半导体行业的主要材料，当通过各种工艺制造半导体产品时，产生含有大量硅的废浆料作为副产物。如果废浆料被简单地烧毁或掩埋在地下，可能会发生严重的空气和土地污染。因此，已经应用将废浆料固化成经处理的水泥浆料的方法以储存或掩埋经处理的水泥浆废浆料。
如下将详细描述排出含有大量硅的废浆料的工艺。
用于制造半导体集成电路或太阳能电池的硅晶片通过硅锭切片的工艺制造。这样的切片硅晶片还经历表面抛光过程以使其表面平坦化。
在将硅锭切片的过程(也称为线切割过程)中，使用作为切片剂的碳化硅(SiC)和作为切片油的冷却剂(切片用水或油溶性油)彼此混合的浆料。在线切割过程中，可通过使用称为线锯的切片装置将硅锭切片，同时供给浆料来制造硅晶片。除了碳化硅之外，还可使用氧化铝、金刚石、氧化硅等作为切片剂的材料。
由于在将硅锭切片的过程中使用的线锯具有预定的厚度，因此在切片过程期间显著量的硅锭生成为锯屑。硅晶片和线锯的厚度增加越多，锯屑量增加越多。
例如，当硅晶片的厚度为约0.1mm，并且线锯的厚度为约0.1mm时，硅锭的约50％可能生成为锯屑。因此，在硅锭的切片或硅晶片的抛光完成之后，在废浆料中可能含有切片剂、切片油、锯屑、从设备中产生的细屑等。
在制造硅晶片期间以这种方式产生的废浆料被分类成特殊废弃物。当废浆料被简单地烧毁或掩埋时，可能会发生严重的空气污染和土壤污染。因此，产生的废浆料被固化成水泥，然后被储存或掩埋。
然而，尽管废浆料被固化成水泥以用于处理(disposal)，但废浆料的储存或掩埋空间受限。此外，处理方法可能导致自然资源的浪费。因此，迫切需要一种用于再循环和回收废浆料的方法。
特别地，由于在硅锭的切片期间在废浆料中含有大量的硅屑，因此硅屑的有效分离和再循环已成为资源循环利用和工业废弃物处理领域的重要问题。
发明内容
技术问题
本公开内容提供了用于通过将在制造半导体或太阳能电池晶片期间产生的含有硅的废浆料净化来生产块料的方法以及使用该方法生产的块料，所述块料用于在炼钢工艺中升高钢水的温度并调节钢水的组成。
本公开内容还提供了用于生产能够在炼钢工艺中以低成本和高效率升高钢水的温度并调节钢水的组成的块料的方法以及使用该方法生产的块料。
本公开内容还提供了用于生产能够降低引起环境污染的硅废浆料的处理成本的块料的方法以及使用该方法生产的块料。
本公开内容还提供了用于生产能够防止由于硅的氧化而导致硅质量劣化的块料的方法以及使用该方法生产的块料。
技术方案
根据一个示例性实施方案，一种方法包括：提供含硅废浆料；进行从所述含硅废浆料中分离含硅浆料和水溶性油的一次油清洁过程；以及通过使用粘合剂与所述含对浆料混合的混合物形成的块料。
含硅废浆料可在将硅锭切片或者对硅晶片的表面进行抛光时产生并且包含含硅浆料和水溶性油。
含硅废浆料可至少包含硅(Si)和碳化硅(SiC)。
一次油清洁过程可包括以第一混合比将水与含硅废浆料混合；搅拌含硅废浆料和水；以及过滤含硅废浆料和水的混合物以分离含硅浆料、水溶性油和水。
第一混合比可相当于水的体积是含硅废浆料的约0.2倍至约8倍。
在形成块料之前还可包括进行从含硅废浆料中除去水溶性油的二次油清洁过程。
二次油清洁过程可包括以第二混合比将水与含硅浆料混合；搅拌含硅浆料和水；以及过滤含硅浆料与水的混合物以分离含硅浆料、水溶性油和水。
第二混合比可相当于水的体积是含硅废浆料的约0.2倍至约8倍。
在一次油清洁过程之后还可包括对在一次油清洁过程中分离的水溶性油和水进行分馏以使水溶性油相对水分离。
在形成块料之前还可包括进行含硅浆料干燥过程和含硅浆料研磨过程的至少一种。
在块料的形成中，在形成块料期间可向含硅浆料和粘合剂的混合物中选择性地添加Fe源。
基于混合物的总重量，混合物可包含约35重量％至约97重量％的含硅浆料，约0重量％至约50重量％的Fe源和约3重量％至约15重量％的粘合剂。
粘合剂可含有以下中至少一种：糖蜜，淀粉，膨润土和氢氧化钙，以及硅酸钠。
粘合剂可含有在一次油清洁过程中分离的水和水溶性油，在二次油清洁过程中分离的水和水溶性油，以及在分离过程中分离的水溶性油和水的至少一种。
根据一个示例性实施方案，可通过用于生产块料的生产方法来生产块料，所述块料包含硅、碳化硅和粘合剂。
块料还可包含Fe源。
有益效果
根据本公开内容，可将在制造半导体或太阳能电池晶片期间产生的含硅废浆料净化以形成粉末，然后向粉末添加粘合剂以通过压块形成块料，所述块料用于在炼钢工艺中升高温度并调节钢水的组成，从而降低炼钢成本。
另外，作为造成环境污染的一个原因的硅废浆料可再利用，并且在钢厂的炼钢车间用于升高温度并调节钢水的组成而不烧毁或掩埋。因此，可降低废弃物处理成本，并且通过成本降低可改善价格竞争力。此外，可使在炼钢工艺期间可能发生的环境污染最小化。
在硅废浆料的粉末化过程中产生的含有水溶性油和水的废水可用作产生块料所需的添加剂。因此，可能不必要再处理所排出的废水，或者废水可在被净化至不需要再处理的水平之后排出。因此，可环保且经济地生产在炼钢工艺中用于升高温度并调节钢水的组成的块料。
可通过将水溶性油而非水添加到用于在块料生产过程期间保持含硅粉末的粘度以防止产品品质劣化的粘合剂中来再利用水溶性油。
可将硅废浆料粉末化，然后形成块料。因此，在炼钢工艺中可容易地将块料放入转炉中，并且可消除粉末引起火灾或爆炸的风险。
另外，被认为是废弃物的硅粉可形成为用于在炼钢工艺期间升高温度并调节钢水的组成的块料产品。因此，具有免受一些规定(如关于废弃物在各个国家之间流动的那些规定)约束的效果。
附图说明
图1是说明将在制造半导体晶片或太阳能电池晶片时作为副产物产生的含硅废浆料净化的过程的图。
图2是说明根据一个示例性实施方案的用于通过将含硅废浆料净化来生产块料的方法的流程图，所述块料用于在炼钢工艺中升高温度并修改组成。
图3是说明图2中示出的一次油清洁过程的流程图。
图4是说明图2中示出的二次油清洁过程的流程图。
图5是说明图2中示出的块料形成过程的流程图。
图6是说明实施一个示例性实施方案的装置的一个实例的图。
图7是说明图6的分馏系统的一个实例的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述具体实施方案。
将省略对可能不必要地模糊本发明的主要特征的相关功能或配置的详细描述。
图1是说明将在制造半导体晶片或太阳能电池晶片时作为副产物产生的含硅废浆料净化的过程的图。
参照图1，在将硅切片的过程中或在对硅晶片的表面进行抛光的过程中产生的废浆料中包含切片剂、锯屑、切片油以及在其他切片过程中产生的来自线锯的切片剂或细屑等。
如图1中所示，对废浆料进行油清洁过程以从废浆料中分离可再循环的硅和切片剂。切片剂通过油清洁过程除去。此时，将产生的废水转移到废水处理系统然后进行再回收。然后，对经历油清洁过程的废浆料进行硅分离过程以分离有效的硅并回收所分离的硅。此时，可使用离心过程来分离硅。通过干燥过程来回收所分离的硅。
在硅分离过程中仅可分离大颗粒尺寸的硅，因此在将大颗粒尺寸的硅分离之后在废浆料中可保留大量的细小的切片剂和杂质以及细小的硅。
图2是说明根据一个示例性实施方案的用于通过将含硅废浆料净化来生产用于在炼钢工艺中升高温度并修改组成的块料的方法的流程图，图3是说明图2中示出的一次油清洁过程的流程图，图4是说明图2中示出的二次油清洁过程的流程图，以及图5是说明图2中示出的块料形成过程的流程图。此外，图6是说明施用一个示例性实施方案的装置的一个实例的图，以及图7是说明图6的分馏系统的一个实例的图。
参照图2，一次油清洁过程(S10)、分离过程(S20)、二次油清洁过程(S30)、干燥过程(S40)、研磨过程(S50)和块料形成过程(S60)。块料是一个示例性实施方案的最终产物，即，在炼钢工艺中在钢水产生期间用于升高钢水的温度并调节钢水的组成的块料，可通过一次油清洁过程(S10)和块料形成过程(S60)产生。此时，可根据需要选择性地进行二次油清洁过程(S30)、干燥过程(S40)和研磨过程(S50)。因此，二次油清洁过程(S30)、干燥过程(S40)和研磨过程(S50)的至少一个可为能够在块料产生过程中选择性地进行的过程。下文中，将描述用于生产根据一个示例性实施方案的块料的方法，所述方法包括一次油清洁过程(S10)、分离过程(S20)、二次油清洁过程(S30)、干燥过程(S40)、研磨过程(S50)和块料形成过程(S60)。
首先，在一次油清洁过程(S10)中，可从包含硅(Si)、碳化硅(SiC)和水溶性油的含硅废浆料(例如，初始废浆料)中分离油。
含硅废浆料(例如，初始废浆料)作为半导体晶片或太阳能电池晶片生产过程中产生的副产物而产生。因此，初始废浆料可包含在将硅锭切片时产生的硅和作为切片剂的碳化硅(SiC)以及作为切片油的水溶性油。此外，还可包含约5％的铁(Fe)源和少量的铜(Cu)等。在一次油清洁过程(S10)中可进行分离包含在初始废浆料中的水溶性油的过程。此时，由于包含在初始废硅浆料中的碳化硅具有多种颗粒尺寸，因此在一次油清洁过程(S10)之前可进行通过离心过程来分离具有相对较大颗粒尺寸的碳化硅的过程。
初始废浆料是线锯过程等中产生的副产物，包含约10重量％至约30重量％的水溶性油(例如，聚乙二醇(PEG)+二乙二醇(DEG))。因此，为了在炼钢工艺中使用初始废浆料，必须将包含在初始废浆料中的水溶性油除去至预定水平。可采用高温下的燃烧处理和使用水的清洁处理来除去油。然而，当在高温下燃烧水溶性油时，随着水溶性油的含量的增加，空气污染变得更严重，并且在高温下硅也可能被氧化。由于初始废浆料包含大量的水溶性油，初始废浆料可用水清洁。然而，在这种情况下，水溶性油可溶解在水中，增加废水处理成本。
在该实施方案中，可从初始废浆料中分离水溶性油，然后通过下文描述的过程再使用。此外，根据需要，可从水溶性油已被去除至预定水平的含硅浆料中进一步除去水溶性油。因此，由于防止了由于油的燃烧引起的空气污染和硅氧化，并且水溶性油被再使用，因此具有经济效益。此外，如下所述，由于通过分馏从水溶性油中分离水，因此在处理最终产生的废水时几乎没有成本。
如上所述，在从初始废浆料中分离水溶性油时产生的副产物如水溶性油或水可在生产块料时再用作粘合剂。
为此，在初始废浆料中混合水至足以进行搅拌并泵送的预定量的状态下，通过采用使用例如压滤机的加压方法从初始废浆料中分离水溶性油和水。然后，通过蒸发水而再利用可溶性油，并使水溶性油除去至预定水平的浆料，即，含硅浆料经历干燥过程，然后研磨至合适尺寸。将经研磨的浆料形成用于在炼钢工艺中升高钢水的温度并调节钢水的组成的块料。
参照图3，一次油清洁过程(S10)可包括过程(S12、S14和S16)。
首先，在过程(S12)中，将储存在废浆料储存罐中的初始废浆料供给到第一搅拌器10，并将对应于第一混合比的水量供给到第一搅拌器10中以使初始废浆料与水混合。
例如，可将废浆料储存罐的内部保持在预定温度下以防止所储存的初始废浆料的粘度降低。此外，搅拌可在预定循环下进行以防止所储存的初始废浆料由于随时间而发生的沉淀而固化。在这种情况下，废浆料储存罐可支持搅拌功能。
初始废浆料可包含在制造半导体晶片或太阳能电池晶片的过程中产生的副产物。副产物可包含硅(Si)、碳化硅(SiC)、水溶性油、铁(Fe)、铜(Cu)等。
初始废浆料与水的第一混合比按体积比可设定在约1:0.2至约1:8的范围内。也就是说，可将初始浆料与水混合，使得水的体积是初始废浆料的约0.2倍至约8倍。如上所述，考虑初始废浆料的搅拌和泵送来设定第一混合比。
在过程(S14)中，进行运行第一搅拌器10来搅拌与水混合的初始废浆料的过程。
下面将详细描述一次油清洁过程(S10)。
首先，在过程(S12)中，将储存在废浆料储存罐中的初始废浆料供给到第一搅拌器10，并将对应于第一混合比的水量供给到第一搅拌器中以使初始废浆料与水混合。
例如，可将废浆料储存罐的内部保持在预定温度下以防止所储存的初始废浆料的粘度降低。此外，可以预定周期进行搅拌以防止所储存的初始废浆料由于随时间而发生的沉淀而固化。在这种情况下，废浆料储存罐可支持搅拌功能。
初始废浆料包含在制造半导体晶片或太阳能电池晶片的过程中产生的副产物。副产物可具体包含硅(Si)、碳化硅(SiC)、水溶性油、铁(Fe)、铜(Cu)等。
初始废浆料与水的第一混合比按体积可设定在约1:0.2至约1:8的范围内。也就是说，可将初始浆料与水混合，使得水的体积是初始废浆料的约0.2倍至约8倍。如上所述，考虑初始废浆料的搅拌和泵送来设定第一混合比。
在过程(S14)中，执行运行第一搅拌器10来搅拌初始废浆料与水的混合物的过程。
在过程(S16)中，经预定搅拌时间后，将初始废浆料与水的经搅拌的混合物供给到第一过滤系统20，并进行通过过滤将从初始废浆料和水的混合物中分离水和水溶性油的过程。作为具体的过滤方法，可采用使用压滤机的加压方法来将水与水溶性油分离。替代地，可使用各种已知的技术如离心。
在进行这样的过滤过程之后，将包含在初始废浆料中的水溶性油除去至预定水平以获得含硅浆料。
如下所述，当将含硅浆料(根据一个示例性实施方案产生的中间产物)干燥并研磨时，可获得含硅粉末。含硅粉末包含大量的硅和碳化硅，因此具有极大的热值。结果，当将含硅粉末完全照原样添加入转炉等时，可能发生起火的风险。因此，可将含硅粉末压制，然后通过块料形成过程(S60)处理以形成具有预定尺寸和形状的块状块料。此时，如果含硅粉末(用于产生用于升高温度并调节组成的块料的中间产物)中包含的油的量显着不足，则可能难以保持压缩块料的形式，并且因此块料可能容易破碎。因此，当含硅粉末中包含预定量的油时，油可有助于形成块料。当在通过一次油清洁过程(S10)获得的含硅浆料中保留的水溶性油的含量过多时，可通过二次油清洁过程(S30)将水溶性油进一步除去至适当水平，这将在下面描述。
接下来，在分离过程(S20)中，执行通过将在一次油清洁过程(S10)中分离的水溶性油和水分馏来使水溶性油相对于水分离的过程。通过该过程萃取的水溶性油可在下面描述的块料形成过程(S60)中再利用，并且水可被净化到不需要额外的废水处理过程的程度。
将参照图7描述执行分离过程(S20)的分馏系统30的具体组件的实例。
分馏系统30可包括水/油储存罐310、泵320、蒸馏塔330、第一收集装置340、第二收集装置350、第一热交换器360、第二热交换器370、水储存罐380和油储存罐390。
通过一次油清洁过程(S10)从初始废浆料和水的混合物中分离的水溶性油和水供给到水/油储存罐310并暂时储存。
下文中，通过使用一个实例给出描述，其中水溶性油由聚乙二醇(PEG)和二乙二醇(DEG)组成。在下面的描述中公开的温度、压力、流量等的值仅仅是示例，并且可根据具体要求进行修改。
在图7中，在构成系统的组件之间的供给流动路径中的特定位置F、F1、F2、B1、B2、B3、W1、W2和W3(在所述特定位置处例如安装有阀)给出温度、压力和流量。储存在水/油储存罐310中的水溶性油和水的基于重量％的混合比PEG:DEG:水为约20:13:67。
泵320在温度为约20℃、压力为约760mmHg和流量为约300Kg/小时的条件下将水溶性油和水供给到蒸馏塔330。
蒸馏塔330是用于通过分馏将水溶性油与水分离的装置，并且根据功能可大致分为加热装置、冷却装置和收集装置。
例如，蒸馏塔330可以以多级例如10级进行蒸馏。当通过使用再沸器(其锅炉蒸汽的温度为150℃或更大)对水溶性油和水进行加热并蒸馏时，可在第一收集装置340中收集到温度为约51.5℃、压力为约100mmHg和流量为约200Kg/小时的水，并且可第二收集装置350中收集到温度为约137℃、压力为约106mmHg和流量为约99.5Kg/小时的水溶性油，即，PEG/DEG。
通过第一收集装置340中提供的温度为约51.5℃、压力为约100mmHg和流量为约200Kg/小时的水可通过第一热交换器360，然后在约30℃的温度、约2967mmHg的压力和约200Kg/小时的流量下供给到水储存罐380。
通过第二收集装置350提供的温度为约137℃、压力为约106mmHg和流量为约99.5Kg/小时的水溶性油通过第二热交换器370，然后在约30℃的温度、约2967mmHg的压力和约99.5Kg/小时的流量下供给到油储存罐390。
水储存罐380是用于储存通过第一热交换器360后供给的水的装置。所储存的水的温度约为30℃，压力为约760mmHg，仅有几个PPM的化学需氧量(COD)(其从模拟中获得)。因此，可以看出，几乎不需要废水处理。
油储存罐390是用于储存通过第二热交换器370后供给的油的装置。所储存的油的温度为约30℃，压力为约760mmHg，并且根据模拟结果收集到包含约0.5重量％的水分、约60.3重量％的PEG和约39.2重量％的DEG的油。
接下来，在二次油清洁过程(S30)中，清洁保留在含硅浆料中的水溶性油的过程通过混合该浆料(已通过一次油清洁过程(S10)从其中分离水溶性油和水)来进行，即，通过在含硅浆料以预定的第二混合比混合有水的状态下搅拌之后过滤来进行。
例如，可将第二混合比设定为水的体积是含硅浆料的约0.2指约8倍，并且二次油清洁过程(S30)可在约50℃或更低的低温下进行。
如上所述，虽然通过一次油清洁过程(S10)除去包含在初始废浆料中的预定量的水溶性油，但根据工艺条件可另外除去剩余的水溶性油。为此，可进行二次油清洁过程(S30)。
下面将详细描述二次油清洁过程(S30)。参考图4，二次油清洁过程(S30)可被配置成包括过程(S32、S34和S36)。
首先，在S32过程中，将浆料(已通过一次油清洁过程(S10)从其中将水溶性油除去至预定水平)，即含硅浆料供给到第二搅拌器40，并将对应于预定的第二混合比的水量供给到第二搅拌器40以进行使含硅浆料与水混合的过程。
含硅浆料与水的第二混合比按体积比可设定在约1:0.2至约1:8的范围内。也就是说，可将含硅浆料与水混合，使得水的体积为含硅浆料的约0.2倍至约8倍。
含硅浆料与水以上述混合比混合的原因如下。
在混合比为约0.2倍或更小的情况下，考虑到含硅浆料的粘度时，难以进行随后的搅拌过程和泵送过程。在混合比为约8或更大的情况下，水溶性油的除去率急剧增加，导致后面的块料形成过程(S60)的成形性劣化。
也就是说，与含硅浆料混合的水经历如下所述的搅拌和过滤过程，然后与水溶性油混合，由此以废水的形式排出。废水可能是导致环境污染的一个原因，并因此可能进行进一步的废水处理过程。因此，增加水量是有利的，以便于容易地进行废水处理过程。此外，随着水的量增加，油的清洁程度可增加，并且因此从含硅浆料中除去的油的量也可增加。
如上所述，当将含硅浆料(其为根据一个示例性实施方案产生的中间产物之一)干燥和研磨时，可获得含硅粉末。由于含硅粉末具有极大的热值，因此如果将含硅粉末原样添加入转炉等中，则可能发生起火危险。因此，可将含硅粉末压制，然后通过块料形成过程(S60)处理成形成具有预定尺寸和形状的块状块料。此时，如果含硅粉末(用于产生用于升高温度并调节组成的块料的中间产物)中包含的油的量显着不足，则可能难以保持经压缩的块料的形式，并且因此块料可能容易破碎。因此，含硅粉末中可包含预定量的油。
因此，可如上所述设定含硅粉末与水的混合比例以提高废水处理过程和块料生产的效率。
接下来，在过程(S34)中，通过驱动来执行运行第二搅拌器40以促进含硅粉末中残留的水溶性油的溶解的过程，由此执行搅拌混合有水的含硅粉末。
接下来，在过程(S36)中，在经过预设的搅拌时间时，可进行这样的过程，其中将与水一起搅拌的含硅浆料供给到第二过滤系统50以过滤水和溶解在其中的水溶性油，并从含硅浆料中除去水和水溶性油。可使用各种已知技术作为具体过滤方法。
在通过使用水对含硅浆料进行清洁的过程中，如果水温过低，则油清洁能力某种程度上可能劣化。另一方面，如果水温过高，则可能通过硅与水的反应产生二氧化硅(SiO2)，使放热特性劣化。因此，为了防止这种限制，根据一个示例性实施方案，二次油清洁过程(S30)的全部或部分可在50℃或更低的低温下进行。
接下来，在干燥过程(S40)中，进行这样的过程，其中在预定的干燥温度下将含硅浆料(其中水溶性油通过二次油清洁过程(S30)被清洁)供给到干燥器60以将含硅浆料干燥。可根据需要选择性地进行干燥过程(S40)。例如，干燥过程(S40)可作为自然干燥过程进行，或者在空气或氮气气氛下在200℃或更低的温度下进行。
下面将详细描述干燥过程(S40)。
干燥过程S40可为在研磨之前将含硅浆料(水溶性油被从其中除去至预定水平)干燥的过程。
此时，当包含在含硅浆料中的硅暴露于大气状态预定时间或更长时间时，硅被空气中的氧气氧化产生二氧化硅。因此，加热剂的放热特性或钢水的组成调节效率可能劣化。
因此，为了防止这种限制，含硅浆料的干燥过程在空气或氮气气氛下在200℃或更低的温度下，或者更具体地，在约110℃至约130℃的温度下进行。当含硅浆料在氮气气氛下干燥时，干燥温度可升高至高温而不将硅氧化，并且因此干燥速率可更快，干燥率可增加。
在研磨过程(S50)中，将通过干燥过程(S40)形成的块状形式的含硅浆料供给到研磨机70中，然后研磨。研磨过程(S50)可根据需要选择性地进行。
例如，在研磨过程(S50)中，可将经干燥的含硅浆料研磨成直径为约5cm或更小的粉末。在研磨过程(S50)之后，获得为中间产物之一的含硅粉末。此时，所述粉末可为规则或不规则的形式。
接下来，在块料形成过程(S60)中，向通过研磨过程(S50)获得的含硅粉末中添加粘合剂，搅拌混合物。然后，执行通过使用块料形成装置80将混合物形成为块料的过程。此时，虽然描述了通过将含硅浆料干燥并研磨来通过使用含硅粉末形成块料的过程，但是可在不执行干燥和研磨过程的情况下通过使用含硅浆料形成块料。
下面将详细描述块料形成过程(S60)。
参照图5，块料形成过程(S60)可包括过程(S62、S64和S66)。
在过程(S62)中，执行向通过研磨过程(S50)获得的含硅粉末中添加Fe源和粘合剂的过程。
Fe源的添加是任选的，添加Fe源的原因之一是调节最终产生的块料的比重。在炼钢工艺的钢水生产过程中，将用于升高温度并调节组成的块料(其为根据一个示例性实施方案产生的最终产物)放入转炉中。当块料的比重过低时，块料无法渗入到钢水中，从而浮在钢水表面，导致升温效率和组成调节效率劣化。
因此，向含硅粉末中添加Fe源。此时，可选择性地添加Fe源，并且可通过分选过程如磁性分离从炼钢渣中分选Fe源。
例如，在块料形成过程(S60)中，可将块料设定为基于含硅粉末、Fe源和粘合剂的总重量具有约35重量％至约97重量％的含硅粉末，约0重量％至50重量％的Fe源和约3重量％至约15重量％的粘合剂。此时，约0重量％的Fe源表示未添加Fe源。
在过程(S62)中添加的粘合剂用于通过向含硅粉末或包含硅和Fe源的粉末给予粘性来形成块料，并且可包含以下中至少一种：糖蜜，淀粉，膨润土和氢氧化钙，以及硅酸钠。
此外，粘合剂还可包含在一次油清洁过程或在二次油清洁过程中分离的水和水溶性油，或在分离过程中分离的水溶性油和水的至少一种。
形成粘合剂的材料之间的混合比可根据情况而改变，并且水、水溶性油或者水和水溶性油二者可混合在粘合剂中。
例如，当在粘合剂中混合以及使用水和水溶性油二者时，通过一次油清洁过程(S10)从初始废浆料中分离的水和水溶性油可再用作包含在粘合剂中的材料。
在另一个实例中，当通过与水混合来使用粘合剂时，通过分离过程(S20)从水溶性油中分离的水可再用作包含在粘合剂中的材料。在这种情况下，一部分Si可被氧化而变成SiO2，由此使块料(其为最终产物)用于升高温度并调节组成的效率劣化。当通过与水混合来使用粘合剂时，可将最少量的水与粘合剂混合以形成块料，由此防止Si被氧化。
在另一个实例中，当通过与水溶性油混合来使用粘合剂时，通过分离过程(S20)从水中分离的水溶性油可再用作包含在粘合剂中的材料。如上所述，当与水溶性油而非水混合来使用粘合剂时，可防止Si氧化。
在过程(S64)中，执行使含硅粉末或包含硅和Fe源的粉末的组合物(其中添加有粘合剂)搅拌和充分混合的过程。当然，对于搅拌，块料形成装置80可具有自搅动功能，或者也可使用单独的搅拌器作为块料形成装置80。
在过程(S66)中，执行通过使用块料形成装置80将含硅粉末或包含硅和Fe源的粉末(其中添加有粘合剂并搅拌)形成为具有特定形式的块料的过程。
根据上述的一个实施方案，可将在制造半导体或太阳能电池晶片期间产生的含硅废浆料进行净化以形成粉末，然后向粉末添加粘合剂以通过压块形成块料。此时，可以以低成本和高效率生产用于在炼钢工艺中升高温度并调节钢水的组成的块料。
另外，作为造成环境污染的一个原因的硅废浆料可回收利用，并且在钢厂的炼钢车间用于升高温度并调节钢水的组成而不烧毁或掩埋。因此，可降低废弃物处理成本，并且通过成本降低可改善价格竞争力。此外，可使在炼钢工艺期间可能发生的环境污染最小化。
另外，包含在硅废浆料的粉末化过程中产生的水溶性油和水的废水可用作产生块料所需的添加剂。因此，可能不必要再处理所排出的废水，或者废水可在被净化至不需要再处理的水平之后排出。因此，可提供用于生产用于在炼钢工艺中升高温度并调节钢水的组成的块料的环保且经济方法。
另外，可通过将水溶性油而非水添加到用于在块料生产过程期间保持含硅粉末的粘度的粘合剂中来再利用水溶性油。因此，可提供用于生产用于升高温度并调节组成(其可防止由于硅氧化而使品质劣化)的块料的方法。
另外，可将硅废浆料粉末化，然后形成块料。因此，在炼钢工艺中可容易地将块料放入转炉中，并且消除粉末引起火灾或爆炸的风险。
另外，被认为是废弃物的硅粉可形成为用于在炼钢工艺中升高温度并调节钢水的组成的块料产品。因此，具有免受一些规定(如关于废弃物在各个国家之间流动的那些规定)约束的效果。
虽然已经参照附图描述了本发明的基本特征，但是这些基本特征仅仅是示例性实施方案，并不限制本发明。此外，将容易理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种块料制造方法，其为用于制造块料的方法，所述方法包括：
提供含硅废浆料；
进行从所述含硅废浆料中分离含硅浆料和水溶性油的一次油清洁过程；
在所述一次油清洁过程之后对在所述一次油清洁过程中分离的水溶性油和水进行分馏以使水溶性油相对于水分离，
在形成所述块料之前进行从所述含硅浆料中除去水溶性油的二次油清洁过程，
以及
利用在所述含硅浆料中混合粘合剂而得到的混合物形成所述块料，
其中所述粘合剂包含在所述分离过程中分离的水溶性油，
至少一种含硅浆料的干燥过程，并且
所述方法还包括在所述形成所述块料之前干燥所述含硅浆料，并且在氮气气氛下进行所述含硅浆料的所述干燥以防止所述含硅浆料被氧化；
其中所述二次油清洁过程包括：以第二混合比将水与所述含硅浆料混合；其中所述第二混合比相当于所述水的体积是所述含硅浆料的体积的0.2倍至8倍；
并且所述二次油清洁过程在50℃或更低的低温下进行。
2.根据权利要求1所述的块料制造方法，其中所述含硅废浆料为在将硅锭切片或对硅晶片的表面进行抛光时产生，包含含硅浆料和水溶性油。
3.根据权利要求2所述的块料制造方法，其中所述含硅废浆料至少包含硅(Si)和碳化硅(SiC)。
4.根据权利要求2所述的块料制造方法，其中所述一次油清洁过程包括：
以第一混合比将水与所述含硅废浆料混合；
搅拌所述含硅废浆料和水；以及
过滤所述含硅废浆料和水的混合物以分离所述含硅浆料、所述水溶性油和水。
5.根据权利要求4所述的块料制造方法，其中所述第一混合比相当于所述水的体积是所述含硅废浆料的体积的0.2倍至8倍。
6.根据权利要求1所述的块料制造方法，其中所述二次油清洁过程还包括：
搅拌所述含硅浆料和所述水；以及
过滤所述含硅浆料和所述水的混合物以分离所述含硅浆料、所述水溶性油和所述水。
7.根据权利要求1所述的块料制造方法，还包括在形成所述块料之前进行含硅浆料研磨过程。
8.根据权利要求5所述的块料制造方法，在形成所述块料时，在形成所述块料期间向所述含硅浆料和粘合剂混合而得的混合物中选择性地添加Fe源。
9.根据权利要求8所述的块料制造方法，其中基于所述混合物的总重量，所述混合物包含35重量％至97重量％的所述含硅浆料，0重量％至50重量％的所述Fe源，和3重量％至15重量％的所述粘合剂。
10.根据权利要求9所述的块料制造方法，其中所述粘合剂包含糖蜜，淀粉，膨润土和氢氧化钙，硅酸钠中的至少一种。
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