CN111921669A - 一种光伏组件中硅的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件中硅的回收方法，包括步骤：S1、拆除光伏组件上的边框、接线盒和背板，得到光伏电池板；S2、将光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料；S3、将所述破碎料进行分级处理，得到粒径大于粒径阈值的粗分级料和粒径等于或小于所述粒径阈值的细分级料；S4、将所述细分级料投入振荡设备中进行分离，得到含硅回收料和尾矿。相比现有的回收光伏组件中的硅的方法，本发明提供的回收方法具有工艺简单、运营成本低、回收率高的特点，本发明的回收方法直接将光伏组件进行破碎分级，然后采用振荡设备即可实现硅和其他物质(主要是玻璃)分离，整个回收过程非常精简，无需对材料进行刻意磨削。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件回收技术领域，具体涉及一种光伏组件中硅的回收方法。
背景技术
对于光伏领域来说，众所周知的是，退役的光伏组件中含有有价金属(铜、铝、锡、银、铟、镓、锗)和太阳能级硅等高价值材料，具有较高的经济价值，如果有效地回收利用这部分的硅资源，可以获得显著的经济效益。现在虽然也存在相应的技术进行回收，如中国专利申请(CN201210058374.X)公开的一种处理光伏组件分解回收的方法，但其回收过程长、运营成本高、产业化条件差。因此，研究一种工艺简单、运营成本低、回收率高的、能从退役光伏组件中回收硅的新方法具有重大意义。
发明内容
为解决上述现有回收光伏组件中硅的方法存在的问题，本发明提供了一种工艺简单、成本低且可高效回收光伏组件中硅的回收方法。
本发明提供一种光伏组件中硅的回收方法，包括步骤：
S1、拆除光伏组件上的边框、接线盒和背板，得到光伏电池板；
S2、将光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料；
S3、将所述破碎料进行分级处理，得到粒径大于粒径阈值的粗分级料和粒径等于或小于所述粒径阈值的细分级料；
S4、将所述细分级料投入振荡设备中进行分离，得到含硅回收料和尾矿。
优选地，将所述粗分级料加入步骤S2中，重新进行破碎处理。
优选地，所述步骤S2中将光伏电池板进行破碎处理的目标粒径设置为与所述步骤S3中的粒径阈值相等，所述粒径阈值为30mm。
优选地，所述粒径阈值为10mm。
优选地，所述步骤S3中设置第一粒径阈值和第二粒径阈值且第一粒径阈值小于第二粒径阈值，所述步骤S2中将光伏电池板进行破碎处理的目标粒径设置为与所述步骤S3中的第二粒径阈值相等；
所述步骤S3中将所述破碎料进行分级处理，得到粒径等于或小于所述第一粒径阈值的第一分级料，得到粒径大于所述第一粒径阈值且等于或小于所述第二粒径阈值的第二分级料，得到大于所述第二粒径阈值的粗分级料；
所述步骤S4中，将所述第一分级料和所述第二分级料分别投入到振荡设备中进行分离。
优选地，所述第一粒径阈值为4mm～5mm；所述第二粒径阈值为10mm～30mm。
优选地，在所述步骤S4中，将所述振荡设备的振荡频率设置在30Hz～50Hz。
优选地，在所述含硅回收料中，硅的含量在85％以上；在所述尾矿中，硅的含量小于1％。
优选地，在所述步骤S1中，进行所述破碎处理的设备选自颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、反击式破碎机或冲击式破碎机。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
相比现有的回收光伏组件中的硅的方法，本发明提供的回收方法具有工艺简单、运营成本低、回收率高的特点，本发明直接将光伏电池板进行破碎，然后对破碎得到的破碎料采用振荡设备即可实现硅和其他物质(主要是玻璃)分离，整个回收过程非常精简，无需对材料进行磨削。
具体实施方式
以下，将参照来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
为解决上述现有回收光伏组件中硅的方法存在回收过程长、运营成本高、产业化条件差的问题，本发明提供了一种工艺简单、运营成本低、回收率高的从退役光伏组件中回收硅的新方法。
光伏组件包括边框、接线盒、背板和光伏电池板，其中，光伏电池板又包括、硅电池片层、玻璃面板和EVA胶。其中背板的材质主要是高分子材料，硅电池片层包括阵列设置的多个电池片且其中包含有大量的硅，本发明中的光伏组件中硅的回收方法主要就是回收电池片中的硅(本发明中的硅指硅单质，包括单晶硅或多晶硅)。
本发明实施例提供一种光伏组件中硅的回收方法，包括步骤：
S1、拆除光伏组件上的边框、接线盒和背板，得到光伏电池板。
废弃的光伏组件通常包括有边框、接线盒、玻璃面板、高分子材料制成的背板、硅电池片层和EVA胶。
S2、将光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料。
在一些实施例中，进行所述破碎处理的设备选自颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、反击式破碎机或冲击式破碎机。
在一些实施例中，为了保证后续的回收效果，优选控制破碎料的粒径在10mm以下。
S3、将所述破碎料进行分级处理，得到粒径大于粒径阈值的粗分级料和粒径等于或小于所述粒径阈值的细分级料。
上述的粒径阈值一般根据振荡设备的规模进行选择。在本发明的实施例中，采用的振荡设备对应的粒径阈值为30mm。
在一些优选的实施例中，将粗分级料加入步骤S2中，重新进行破碎处理。
在一些实施例中，对破碎料进行分级的设备选自回转筛、摇动筛、离心式分离设备或重力沉降式分离设备。
在一些优选的实施例中，为了进一步提高硅的回收率，将步骤S3中的所述粗分级料输送至步骤S2中再次进行破碎处理。
S4、将所述细分级料投入振荡设备中进行硅和玻璃的分离，得到粗硅和尾矿。
由于目前市面上光伏电池板中硅电池片的厚度在100μm～200μm，玻璃面板的厚度在3mm～10mm，因此在得到的粗分级料和细分级料中，硅电池呈碎片状，玻璃呈球形多面体状；同时，由于玻璃的密度(约为2.7g/cm3)大于硅的密度(约为2.33g/cm3)。因此，在振荡过程中，片状硅与球形多面体状玻璃受到的摩擦力、重力等受力存在明显不同，片状硅被分离，进入粗硅收集区，球形多面体状玻璃进入尾矿收集区。
在粗硅中，硅的含量在85％以上；在尾矿中，硅的含量小于1％。
在一些优选的实施例中，将振荡设备的振荡频率设置在30Hz～50Hz。
当振荡频率过低时，分级料中的片状硅得不到有效的分离，导致尾矿中的硅含量较高；振荡频率过高时，会导致粗硅中的玻璃含量较高，硅含量降低，分离效果不理想。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
相比现有的回收光伏组件中的硅的方法，本发明提供的回收方法具有工艺简单、运营成本低、回收率高的特点，本发明直接将光伏组件进行破碎，然后采用振荡设备即可实现硅和其他物质(主要是玻璃)分离，整个回收过程非常精简，无需对材料进行刻意磨削。
以下将结合具体的实施例来说明本发明的从退役光伏组件中回收金属硅的方法，本领域技术人员所理解的是，下述实施例仅是本发明的具体示例，而不用于限制其全部。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的常规技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
拆除光伏组件中的边框、接线盒，并去除高分子材料背板，得到含有硅电池片和玻璃面板的光伏电池板。光伏电池板中含有单质硅和玻璃，还含有二氧化硅和氧化铁。
步骤(1)：利用辊式破碎机将上述光伏电池板进行多次破碎处理，得到粒径在10mm以下的破碎料。
步骤(2)：将上述破碎料利用筛孔尺寸约为4mm的筛网进行分级处理，以便得到0.9mm～4mm粒径的第一分级料、4mm～10mm粒径的第二分级料。
步骤(3)：利用振荡器对上述第一分级料进行振荡处理，振动频率为30Hz，获得第一粗硅和第一尾矿。
步骤(4)：利用振荡器对上述第二分级料进行振荡处理，振动频率为30Hz，获得第二粗硅和第二尾矿。
测试得知，第一粗硅和第二粗硅中的硅含量(指硅单质含量)均高于85％；第一尾矿和第二尾矿中的硅含量(指硅单质含量)均低于1％。
实施例2
拆除光伏组件中的边框、接线盒，并去除高分子材料背板，得到含有硅电池片和玻璃面板的光伏电池板。光伏电池板中含有单质硅和玻璃，还含有二氧化硅和氧化铁。
步骤(1)：利用辊式破碎机将上述光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料。
步骤(2)：将上述破碎料依次利用筛孔尺寸约为10mm和筛孔尺寸约为4mm的筛网进行分级处理，以便得到0.9mm～4mm粒径的第一分级料、4mm～10mm粒径的第二分级料和粒径大于10mm的第三分级料。
步骤(3)：利用振荡器对上述第一分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第一粗硅和第一尾矿。
步骤(4)：利用振荡器对上述第二分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第二粗硅和第二尾矿。
步骤(5)：利用振荡器对上述第三分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第三粗硅和第三尾矿。
测试得知，第一粗硅和第二粗硅中的硅含量(指硅单质含量)均高于87％，第三粗硅中的硅含量(指硅单质含量)约为85％；第一尾矿、第二尾矿和第三尾矿中的硅含量(指硅单质含量)均低于1％，但第三尾矿中的硅含量(指硅单质含量)略高于第一尾矿和第二尾矿。
实施例3
拆除光伏组件中的边框、接线盒，并去除高分子材料背板，得到含有硅电池片和玻璃面板的光伏电池板。光伏电池板中含有单质硅和玻璃，还含有二氧化硅和氧化铁。
步骤(1)：利用辊式破碎机将上述光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料。
步骤(2)：将上述破碎料依次利用筛孔尺寸约为4mm和筛孔尺寸约为10mm的筛网进行分级处理，以便得到0.9mm～4mm粒径的第一分级料、4mm～10mm粒径的第二分级料和粒径大于10mm的第三分级料。
步骤(3)：利用振荡器对上述第一分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第一粗硅和第一尾矿。
步骤(4)：利用振荡器对上述第二分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第二粗硅和第二尾矿。
步骤(5)：将上述第三分级料混合到还未进行破碎处理的光伏电池中，再次进行破碎处理。
测试得知，第一粗硅和第二粗硅中的硅含量(指硅单质含量)均高于88％；第一尾矿和第二尾矿中的硅含量(指硅单质含量)均低于1％。
实施例4
拆除光伏组件中的边框、接线盒，并去除高分子材料背板，得到含有硅电池片和玻璃面板的光伏电池板。光伏电池板中含有单质硅和玻璃，还含有二氧化硅和氧化铁。
步骤(1)：利用辊式破碎机将上述光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料。
步骤(2)：将上述破碎料依次利用筛孔尺寸约为30mm的筛网进行分级处理，得到粒径不大于30mm粒径的细分级料和粒径大于30mm的粗分级料。
步骤(3)：利用振荡器对上述细分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第一粗硅和第一尾矿。
步骤(4)：利用振荡器对上述粗分级料进行振荡处理，振动频率为40Hz，获得第二粗硅和第二尾矿
测试得知，第一粗硅中的硅含量(指硅单质含量)高于85％；第一尾矿中的硅含量(指硅单质含量)低于1％；第二粗硅中的硅含量低于85％；第二尾矿中的硅含量(指硅单质含量)高于1％。
通过对比上述实施例1～实施例4的结果可知，适当提高振荡设备的振动频率并减小分级料的粒径时，粗硅中的硅含量更高；分级料的粒径最好控制在30mm以下。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (9)
1.一种光伏组件中硅的回收方法，其特征在于，包括步骤：
S1、拆除光伏组件上的边框、接线盒和背板，得到光伏电池板；
S2、将光伏电池板进行破碎处理，得到破碎料；
S3、将所述破碎料进行分级处理，得到粒径大于粒径阈值的粗分级料和粒径等于或小于所述粒径阈值的细分级料；
S4、将所述细分级料投入振荡设备中进行分离，得到含硅回收料和尾矿。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，将所述粗分级料加入步骤S2中，重新进行破碎处理。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S2中将光伏电池板进行破碎处理的目标粒径设置为与所述步骤S3中的粒径阈值相等，所述粒径阈值为30mm。
4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述粒径阈值为10mm。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S3中设置第一粒径阈值和第二粒径阈值且第一粒径阈值小于第二粒径阈值，所述步骤S2中将光伏电池板进行破碎处理的目标粒径设置为与所述步骤S3中的第二粒径阈值相等；
所述步骤S3中将所述破碎料进行分级处理，得到粒径等于或小于所述第一粒径阈值的第一分级料，得到粒径大于所述第一粒径阈值且等于或小于所述第二粒径阈值的第二分级料，得到大于所述第二粒径阈值的粗分级料；
所述步骤S4中，将所述第一分级料和所述第二分级料分别投入到振荡设备中进行分离。
6.根据权利要求5所述的回收方法，其特征在于，所述第一粒径阈值为4mm～5mm；所述第二粒径阈值为10mm～30mm。
7.根据权利要求1～6任一所述的回收方法，其特征在于，在所述步骤S4中，将所述振荡设备的振荡频率设置在30Hz～50Hz。
8.根据权利要求7所述的回收方法，其特征在于，在所述含硅回收料中，硅的含量在85％以上；在所述尾矿中，硅的含量小于1％。
9.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，进行所述破碎处理的设备选自颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、反击式破碎机或冲击式破碎机。
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- 2020-06-24 CN CN202010591989.3A patent/CN111921669A/zh active Pending
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