CN109248781A - 一种硅料遴选装置及遴选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅料遴选装置，属于光伏技术领域，它解决了现有技术中硅料遴选纯度不高的问题。本硅料遴选装置包括机架、箱体，所述的箱体上设有进料斗，箱体内设有第一磁辊和驱动第一磁辊转动的动力装置，第一磁辊逆时针转动，第一磁辊包括第一滚筒和设置于磁辊左侧呈弧形的第一磁系，第一磁辊下方位于左侧设有硅料收集桶，第一磁辊下方位于右侧设有第一杂质收集桶，第一磁辊右侧位于第一杂质收集桶上方设有刮料板，第一磁辊右侧上方设有杂质收集辊，杂质收集辊为呈筒状的电磁铁。本硅料遴选装置通过第一磁辊进行初步磁选，通过落料板进行二次磁选，使得被遴选后的回收硅料磁性杂质做到最小，有效提高了硅料的纯度。

Description

一种硅料遴选装置及遴选方法

技术领域

本发明属于光伏技术领域，涉及一种硅料的遴选装置，特别是一种去除硅料金属杂质的遴选装置。

背景技术

太阳能发电是人类利用太阳能的重要手段，而太阳能电池则是实现光电转换的主要装置，太阳能电池的光电转换效率决定了太阳能源的利用转化率。近年来，世界太阳能电池的产量和装机容量每年都在30％的速度快速发展。目前，全球累计装机容量为25.4GW，预计到2020年全球装机容量将达到278GW。

近年来随着硅太阳能产业高速发展，市场竞争越来越激烈，为降低硅片生产成本，提高硅片在市场竞争了，需对生产过程产生的废硅料回收使用。回收使用的碎硅料中存在磁性金属中铁、钴、镍污染，会导致硅片形成缺陷，严重影响硅片电池效率。因此对于回收硅料的遴选成为了影响多晶硅片的重要一环。现有技术中大多采用干式多辊磁选机对硅料中的金属杂质进行遴选，然而遴选过程中，若磁辊磁性较强，会导致磁辊上的杂质无法去除，磁辊磁性较弱，又会影响遴选效率，导致磁性金属杂质遴选不干净。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种方便金属杂质回收的硅料遴选装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种硅料遴选装置，包括机架、箱体，所述的箱体上设有进料斗，所述的箱体内设有第一磁辊和驱动第一磁辊转动的动力装置，其特征在于：所述的第一磁辊逆时针转动，所述的第一磁辊包括第一滚筒和设置于磁辊左侧呈弧形的第一磁系，所述的第一磁辊下方位于左侧设有硅料收集桶，所述的第一磁辊下方位于右侧设有第一杂质收集桶，所述的第一磁辊右侧位于第一杂质收集桶上方设有刮料板，所述的第一磁辊右侧上方设有杂质收集辊，所述的杂质收集辊为呈筒状的电磁铁。

在上述的硅料遴选装置中，所述的动力装置包括动力电机、减速机和设置于第一滚筒上的轴承，所述减速机的输出轴与第一滚筒的中心轴连接。

第一磁辊的磁系位于左侧，由进料斗进入的箱体的硅料在第一滚筒的转动下带动硅料向左运动，硅料由于不含磁性，则顺着第一滚筒外侧落入硅料收集桶内，硅料中的金属杂质则因为第一磁系的磁场作用紧贴于第一滚筒外侧，待第一滚筒转动时，由于紧贴于第一滚筒外侧的金属杂质逐渐远离第一磁系所在磁场，则弱磁性的金属杂质在重力作用下自动落入第一杂质收集桶内，强磁性的大颗粒杂质在刮料板的作用下也落入第一杂质收集桶内。对于一些强磁性小颗粒杂质，既没有因重力原因掉落也没有被刮料板刮下的，则利用杂质收集辊上的电磁铁通电后形成强磁场，将残留的杂质吸附至杂质收集辊上，完成收集后，电磁铁断电的，因杂质收集辊没有磁性使得吸附于杂质收集辊上的杂质自动掉落至第一杂质收集桶内，自此所有硅料中的大小颗粒强弱磁性的金属杂质全部被收集至第一杂质收集桶内。

在上述的硅料遴选装置中，所述的硅料收集桶底部设有二次出料口，所述的二次出料口下方设有呈倾斜的落料板，所述的落料板后端设有长条形电磁铁，所述的落料板上设有震动电机，所述的落料板末端设有成品收集桶，和第二杂质收集桶，所述的机架上设有可切换成品收集桶和第二杂质收集桶的切换装置。

通过长条形电磁铁的开启，使得硅料和杂质沿落料板下滑时，杂质被吸附于落料板上，硅料自动落入成品收集桶内，待完成落料后，需要清理落料板上吸附的杂质时，只需将落料板末端切换成第二杂质收集桶，然后切断电磁铁的电源，并开启震动电机将杂质滑落至第二杂质收集桶内即可。第一磁辊对硅料中的磁性杂质进行第一步遴选，落料板对硅料中的磁性杂质进行第二次遴选，因此二次遴选时其杂质含量较少，可以在长时间工作后，停机维护之前切换第二杂质收集桶，对落料板上的杂质进行回收。

在上述的硅料遴选装置中，所述的切换装置包括设置于落料板末端的延伸板，所述的延伸板底部设有伸缩气缸，所述的延伸板末端设有上述第二杂质收集桶，当所述的伸缩气缸伸出时，落料板与延伸板对接，落料板上的杂质可直接落入第二杂质收集桶内，当所述的伸缩气缸收回时，延伸板和落料板之间分离，落料板上的硅料可直接落入成品收集桶内。

作为另一种方案，在上述的硅料遴选装置中，所述的切换装置包括设置于机架上的切换气缸，所述的成品收集桶和第二杂质收集桶固连，且滑动设置于机架上的滑轨上，所述的切换气缸的活塞杆与成品收集桶连接，当切换气缸伸出时成品收集桶沿滑轨滑动至落料板末端，当气缸收回时，成品收集桶收回，第二杂质收集桶位于落料板末端。

本发明的另一目的在于提供一种上述硅料遴选装置的遴选方法，包括如下步骤：1、开启第一磁辊，使得第一滚筒逆时针转动，向进料斗内倒入经破碎后的硅料，硅料随着第一滚筒的转动，第一滚筒向左侧滑落，无磁性的硅料则沿第一滚筒外侧落入硅料收集桶内，有磁性的杂质则因为第一磁系的磁场作用吸附于第一滚筒外侧；

2、第一滚筒继续转动至带动杂质沿第一滚筒转动至第一磁系下方时，由于磁场强度降低，低磁性的杂质则由于重力原因掉落至第一杂质收集桶内，未掉落的强磁性杂质继续吸附于第一滚筒外侧；

3、第一滚筒转动至刮料板位置，则在刮料板的作用力下，大颗粒强磁杂质被刮落掉入第一杂质收集桶内；

4、第一滚筒滚动至刮料板上方，第一滚筒上仅剩下一些强磁的小颗粒杂质，此时开启电磁铁，杂质收集辊形成强磁场，将第一滚筒上的小颗粒杂质吸附至杂质收集辊上，完成第一滚筒上最后杂质收集；

5、杂质收集辊上吸附杂质后，关闭电磁铁，则由于杂质收集辊上的磁场消失，残余的杂质自动掉落至第一杂质收集桶内；

6、硅料收集桶内的回收硅料滑落至落料板上，开启震动电机，对滑落在落料板上的硅料进行震动下料，此时开启长条形电磁铁，则在长条形电磁铁的磁场作用下，具有磁性的杂质被吸附于落料板底部，不带磁性的硅料则继续滑落至落料板末端的成品收集桶内；

7、完成成品收集后，切换装置开启，使得落料板的末端切换为第二杂质收集桶，然后长条形电磁铁断电，在缺少磁场的情况下，落料板上的杂质在震动电机的震动下落入第二杂质收集桶内，至此完成所有磁性杂质和硅料的分离。

以上步骤中，步骤2、3、4、5和步骤6、7可同时进行。

在上述的硅料遴选装置的遴选方法中，所述的长条形电磁铁在杂质回收时，往复切换电磁铁极性，然后再断开电磁铁电源，这样可以使得吸附于落料板上的杂质磁场紊乱，不会因为杂质长期吸附同一位置而无法滑落，提升杂质落料效率，使得杂质收集更加干净。

与现有技术相比，本硅料遴选装置通过第一磁辊进行初步磁选，通过落料板进行二次磁选，第一磁辊上进重力筛选、刮板筛选和杂质收集辊三轮筛选，将第一磁辊上的杂质收集干净，二次磁选采用震动下料过程中缓慢收集并吸附杂质，进一步提高杂质收集成功率，使得被遴选后的回收硅料磁性杂质做到最小，有效提高了硅料的纯度。

附图说明

图1是本硅料遴选装置的结构示意图。

图中，1、机架；11、箱体；2、进料斗；3、第一磁辊；31、第一磁系；4、第一杂质收集桶；41、硅料收集桶；411、二次出料口；42、刮料板；5、杂质收集辊；6、落料板；61、长条形电磁铁；62、震动电机；7、成品收集桶；8、第二杂质收集桶；9、延伸板；91、伸缩气缸。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本硅料遴选装置，包括机架1、箱体11，所述的箱体11上设有进料斗2，所述的箱体11内设有第一磁辊3和驱动第一磁辊3转动的动力装置，其特征在于：所述的第一磁辊3逆时针转动，所述的第一磁辊3包括第一滚筒和设置于磁辊左侧呈弧形的第一磁系31，所述的所述的第一磁辊3下方位于左侧设有硅料收集桶41，所述的第一磁辊3下方位于右侧设有第一杂质收集桶4，所述的第一磁辊3右侧位于第一杂质收集桶4上方设有刮料板42，所述的第一磁辊3右侧上方设有杂质收集辊5，所述的杂质收集辊5为呈筒状的电磁铁。所述的动力装置包括动力电机、减速机和设置于第一滚筒上的轴承，所述减速机的输出轴与第一滚筒的中心轴连接。

第一磁辊3的磁系位于左侧，由进料斗2进入的箱体11的硅料在第一滚筒的转动下带动硅料向左运动，硅料由于不含磁性，则顺着第一滚筒外侧落入硅料收集桶41内，硅料中的金属杂质则因为第一磁系31的磁场作用紧贴于第一滚筒外侧，待第一滚筒转动时，由于紧贴于第一滚筒外侧的金属杂质逐渐远离第一磁系31所在磁场，则弱磁性的金属杂质在重力作用下自动落入第一杂质收集桶4内，强磁性的大颗粒杂质在刮料板42的作用下也落入第一杂质收集桶4内。对于一些强磁性小颗粒杂质，既没有因重力原因掉落也没有被刮料板42刮下的，则利用杂质收集辊5上的电磁铁通电后形成强磁场，将残留的杂质吸附至杂质收集辊5上，完成收集后，电磁铁断电的，因杂质收集辊5没有磁性使得吸附于杂质收集辊5上的杂质自动掉落至第一杂质收集桶4内，自此所有硅料中的大小颗粒强弱磁性的金属杂质全部被收集至第一杂质收集桶4内。

本硅料遴选装置中，所述的硅料收集桶41底部设有二次出料口411，所述的二次出料口411下方设有呈倾斜的落料板6，所述的落料板6后端设有长条形电磁铁61，所述的落料板6上设有震动电机62，所述的落料板6末端设有成品收集桶7，和第二杂质收集桶8，所述的机架1上设有可切换成品收集桶7和第二杂质收集桶8的切换装置。所述的切换装置包括设置于落料板6末端的延伸板9，所述的延伸板9底部设有伸缩气缸91，所述的延伸板9末端设有上述第二杂质收集桶8，当所述的伸缩气缸91伸出时，落料板6与延伸板9对接，落料板6上的杂质可直接落入第二杂质收集桶8内，当所述的伸缩气缸91收回时，延伸板9和落料板6之间分离，落料板6上的硅料可直接落入成品收集桶7内。

通过长条形电磁铁61的开启，使得硅料和杂质沿落料板6下滑时，杂质被吸附于落料板6上，硅料自动落入成品收集桶7内，待完成落料后，需要清理落料板6上吸附的杂质时，只需将落料板6末端切换成第二杂质收集桶8，然后切断电磁铁的电源，并开启震动电机62将杂质滑落至第二杂质收集桶8内即可。第一磁辊3对硅料中的磁性杂质进行第一步遴选，落料板6对硅料中的磁性杂质进行第二次遴选，因此二次遴选时其杂质含量较少，可以在长时间工作后，停机维护之前切换第二杂质收集桶8，对落料板6上的杂质进行回收。

本硅料遴选装置的工作过程如下：1、开启第一磁辊3，使得第一滚筒逆时针转动，向进料斗2内倒入经破碎后的硅料，硅料随着第一滚筒的转动，第一滚筒向左侧滑落，无磁性的硅料则沿第一滚筒外侧落入硅料收集桶41内，有磁性的杂质则因为第一磁系31的磁场作用吸附于第一滚筒外侧；

2、第一滚筒继续转动至带动杂质沿第一滚筒转动至第一磁系31下方时，由于磁场强度降低，低磁性的杂质则由于重力原因掉落至第一杂质收集桶4内，未掉落的强磁性杂质继续吸附于第一滚筒外侧；

3、第一滚筒转动至刮料板42位置，则在刮料板42的作用力下，大颗粒强磁杂质被刮落掉入第一杂质收集桶4内；

4、第一滚筒滚动至刮料板42上方，第一滚筒上仅剩下一些强磁的小颗粒杂质，此时开启电磁铁，杂质收集辊5形成强磁场，将第一滚筒上的小颗粒杂质吸附至杂质收集辊5上，完成第一滚筒上最后杂质收集；

5、杂质收集辊5上吸附杂质后，关闭电磁铁，则由于杂质收集辊5上的磁场消失，残余的杂质自动掉落至第一杂质收集桶4内；

6、硅料收集桶41内的回收硅料滑落至落料板6上，开启震动电机62，对滑落在落料板6上的硅料进行震动下料，此时开启长条形电磁铁61，则在长条形电磁铁61的磁场作用下，具有磁性的杂质被吸附于落料板6底部，不带磁性的硅料则继续滑落至落料板6末端的成品收集桶7内；

7、完成成品收集后，切换装置开启，使得落料板6的末端切换为第二杂质收集桶8，然后长条形电磁铁61断电，在缺少磁场的情况下，落料板6上的杂质在震动电机62的震动下落入第二杂质收集桶8内，至此完成所有磁性杂质和硅料的分离。

以上步骤中，步骤2、3、4、5和步骤6、7可同时进行。

为进一步加强杂质的落料，在所述的长条形电磁铁61在杂质回收时，往复切换电磁铁极性，然后再断开电磁铁电源，这样可以使得吸附于落料板6上的杂质磁场紊乱，不会因为杂质长期吸附同一位置而无法滑落，提升杂质落料效率，使得杂质收集更加干净。

本硅料遴选装置通过第一磁辊3进行初步磁选，通过落料板6进行二次磁选，第一磁辊3上进重力筛选、刮板筛选和杂质收集辊5三轮筛选，将第一磁辊3上的杂质收集干净，二次磁选采用震动下料过程中缓慢收集并吸附杂质，进一步提高杂质收集成功率，使得被遴选后的回收硅料磁性杂质做到最小，有效提高了硅料的纯度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种硅料遴选装置，包括机架、箱体，所述的箱体上设有进料斗，所述的箱体内设有第一磁辊和驱动第一磁辊转动的动力装置，其特征在于：所述的第一磁辊逆时针转动，所述的第一磁辊包括第一滚筒和设置于磁辊左侧呈弧形的第一磁系，所述的第一磁辊下方位于左侧设有硅料收集桶，所述的第一磁辊下方位于右侧设有第一杂质收集桶，所述的第一磁辊右侧位于第一杂质收集桶上方设有刮料板，所述的第一磁辊右侧上方设有杂质收集辊，所述的杂质收集辊为呈筒状的电磁铁。

2.根据权利要求1所述的一种硅料遴选装置，其特征在于：所述的动力装置包括动力电机、减速机和设置于第一滚筒上的轴承，所述减速机的输出轴与第一滚筒的中心轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种硅料遴选装置，其特征在于：所述的硅料收集桶底部设有二次出料口，所述的二次出料口下方设有呈倾斜的落料板，所述的落料板后端设有长条形电磁铁，所述的落料板上设有震动电机，所述的落料板末端设有成品收集桶，和第二杂质收集桶，所述的机架上设有可切换成品收集桶和第二杂质收集桶的切换装置。

4.根据权利要求2所述的一种硅料遴选装置，其特征在于：所述的切换装置包括设置于落料板末端的延伸板，所述的延伸板底部设有伸缩气缸，所述的延伸板末端设有上述第二杂质收集桶，当所述的伸缩气缸伸出时，落料板与延伸板对接，落料板上的杂质可直接落入第二杂质收集桶内，当所述的伸缩气缸收回时，延伸板和落料板之间分离，落料板上的硅料可直接落入成品收集桶内。

5.根据权利要求2所述的一种硅料遴选装置，其特征在于：所述的切换装置包括设置于机架上的切换气缸，所述的成品收集桶和第二杂质收集桶固连，且滑动设置于机架上的滑轨上，所述的切换气缸的活塞杆与成品收集桶连接，当切换气缸伸出时成品收集桶沿滑轨滑动至落料板末端，当气缸收回时，成品收集桶收回，第二杂质收集桶位于落料板末端。

6.一种如权利要求1-5中任一权利要求所述硅料遴选装置的遴选方法，包括如下步骤：1)、开启第一磁辊，使得第一滚筒逆时针转动，向进料斗内倒入经破碎后的硅料，硅料随着第一滚筒的转动，第一滚筒向左侧滑落，无磁性的硅料则沿第一滚筒外侧落入硅料收集桶内，有磁性的杂质则因为第一磁系的磁场作用吸附于第一滚筒外侧；

2)、第一滚筒继续转动至带动杂质沿第一滚筒转动至第一磁系下方时，由于磁场强度降低，低磁性的杂质则由于重力原因掉落至第一杂质收集桶内，未掉落的强磁性杂质继续吸附于第一滚筒外侧；

3)、第一滚筒转动至刮料板位置，则在刮料板的作用力下，大颗粒强磁杂质被刮落掉入第一杂质收集桶内；

4)、第一滚筒滚动至刮料板上方，第一滚筒上仅剩下一些强磁的小颗粒杂质，此时开启电磁铁，杂质收集辊形成强磁场，将第一滚筒上的小颗粒杂质吸附至杂质收集辊上，完成第一滚筒上最后杂质收集；

5)、杂质收集辊上吸附杂质后，关闭电磁铁，则由于杂质收集辊上的磁场消失，残余的杂质自动掉落至第一杂质收集桶内；

6)、硅料收集桶内的回收硅料滑落至落料板上，开启震动电机，对滑落在落料板上的硅料进行震动下料，此时开启长条形电磁铁，则在长条形电磁铁的磁场作用下，具有磁性的杂质被吸附于落料板底部，不带磁性的硅料则继续滑落至落料板末端的成品收集桶内；

7)、完成成品收集后，切换装置开启，使得落料板的末端切换为第二杂质收集桶，然后长条形电磁铁断电，在缺少磁场的情况下，落料板上的杂质在震动电机的震动下落入第二杂质收集桶内，至此完成所有磁性杂质和硅料的分离。

以上步骤中，步骤2)、3)、4)、5)和步骤6)、7)可同时进行。

7.根据权利要求6所述的一种硅料遴选装置，其特征在于：所述的长条形电磁铁在杂质回收时，往复切换电磁铁极性，然后再断开电磁铁电源。