KR102169875B1 - 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법 및 이 방법으로 회수한 실리콘 분말 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐슬러지로부터 실리콘(Si) 분말을 고순도로 회수(또는 제조)하는 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면, 산업폐기물로 분류되는 실리콘(Si) 함유 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법, 이 방법으로 회수한 Si 분말 및 이를 재활용한 물품에 관한 것이다.

Description

폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법 및 이 방법으로 회수한 실리콘 분말{Recovery method of high purity silicon powder from Waste sludge and Silcon powder recovered using the same method}
본 발명은 산업폐기물로 분류되는 Si 함유 슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법, 이 방법으로 회수한 Si 분말 및 이를 이용한 응용품(탈산제, 음극재 등)에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 웨이퍼 제조공정에서는 단결정, 다결정 또는 무정형의 실리콘 잉곳을 여러 개의 와이어 쏘(multi-wire saw)로 동시에 절삭함으로써, 저 비용으로 다수 매의 웨이퍼를 생산하는 방식을 취하고 있다. 절삭을 위하여 물에 분산제 및 계면활성제를 혼합하여 사용된다.
상기와 같이 구성된 슬러리(Slurry)를 주입하면서 와이어를 회전시키면, 실리콘 잉곳이 눌리면서 절단되며, 이 과정에서 톱밥과 같은 미세 실리콘입자의 절삭분이 발생하여 물에 혼입된다.
이에, 환경 오염문제 및 태양전지 산업의 높은 성장으로 실리콘의 수요가 폭발적으로 늘어남에 따라 폐 슬러지로부터 실리콘을 회수하기 위한 기술들이 연구되어 왔으나, 주로 실리콘(Si)의 고순도 회수를 목적으로 한 연구로써 실리콘(Si)를 고순도로 정제하기 위하여 복잡한 분리, 정제공정을 거쳐야 하므로 생산성이 낮고, 제조원가가 상승하는 등이 문제점이 있었다. 또한, 폐 슬러지(Sludge)가 대량으로 발생되며, 폐 슬러지의 발생량은 태양전지 산업의 발전으로 전체 웨이퍼의 생산량이 증가함에 따라 큰 폭으로 증가하고 있는 실정이다.
최근 태양광 폐슬러지를 재활용하기 위한 기술이 나타나면서 제철소의 승열제, 탈산제 등으로 사용을 시도하고 있으며, 태양광 폐슬러지를 시멘트 콘크리트 소재로 사용한 기술이 개발된 바 있다. 상기 승열제, 탈산제 등의 제품들은 쇳물의 내부 온도를 올리거나 산소를 없애는 용도로 사용하는 재료이나, 산화가 되면 용광로 속의 산소를 제거하거나 가열용 재료로 사용할 수가 없다. 그러나, 산화된 광물질을 사용하여 전기자기적 소자나 제품을 만드는 입장에서는 손쉽게 많은 원료를 저렴한 가격으로 쉽게 획득할 수 있는 장점이 있다. 이 폐슬러지의 톤당 가격은 99% 순순한 규소(metal Si)를 사용하는 재료 구입가격 대비 0.75% 수준이다. 이를 활용시 우월한 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
한국 공개특허번호 10-2016-0116715호 (공개일 2016.10.10) 한국 등록특허번호 10-1102697호 (공고일 2011.12.28)
본 발명은 산업폐기물로 버려지던 태양광 웨이퍼 공정시 발생하는 폐슬러지로부터 실리콘을 고순도로 수득할 수 있는 새로운 방법을 제공하고자 하며, 이 방법으로 제조한 실리콘을 활용하는 방안을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 태양광 제조공정 유래 폐슬러지로부터 실리콘(Si) 분말을 회수하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명은 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 필터프레싱(filter pressing)하여 함수율 58% 이하의 폐슬러지 분말을 제조하는 1단계; 상기 폐슬러지 분말을 건조시켜서 건조된 폐슬러지 분말을 수득하는 2단계; 및 상기 건조된 폐슬러지를 열처리하여 고순도의 실리콘 분말을 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 태양광 제조공정은 태양광 웨이퍼링 공정일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 1단계의 필터프리싱 전의 상기 폐슬러지는 DWS(Diamond wire saw) 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생하는 폐슬러지를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지는 실리콘 4 ~ 8 중량%, 유기탄소 유기탄소 화합물 0.05 ~ 0.15 중량%, 금속화합물 0.001 ~ 0.05 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 태양광 유래 폐슬러지 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 1단계의 폐슬러지 분말은 실리콘 46 ~ 55 중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 1.5 중량%, 금속화합물 0.01 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 폐슬러지 분말 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 1단계의 상기 폐슬러지 분말 내 함유된 실리콘은 실리콘의 순도가 90 ~ 96%일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 건조된 폐슬러지 분말은 실리콘 96 중량% 이상, 유기탄소 화합물 1 ~ 3 중량% 이하, 금속화합물 0.02 ~ 1 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 건조된 폐슬러지 분말 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 2단계의 건조는 150 ~ 200℃로 1 ~ 3 시간 동안 건조를 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 건조된 실리콘 분말은 실리콘 92 ~ 98.5중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 2.7 중량% 이하, 금속화합물 0.1 ~ 1.0 중량% 및 잔량의 물을, 바람직하게는 실리콘 96 ~ 98 중량%, 유기탄소 화합물 1.0 ~ 2.5 중량%, 금속화합물 0.3 ~ 1.0 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 건조된 실리콘 분말 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계의 상기 열처리는 320 ~ 370℃ 하에서 20분 ~ 90분 동안 열처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계의 실리콘 분말은 하기 수학식 1에 의거할 때, 회수율이 96.0 ~ 98.0%이고, 실리콘 순도가 98.00 ~ 99.80%일 수 있다.
[수학식 1]
회수율(%) = (열처리 후 실리콘 분말 무게/ 열처리 전 폐슬러지 분말 무게) × 100%
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계의 실리콘 분말은 하기 수학식 2에 의거할 때, 탄소(C) 제거율이 90% 이상일 수 있다.
[수학식 2]
탄소 제거율(%) = {(열처리 전 폐슬러지 분말 내 탄소 화합물 함량 - 열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)/(열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)} × 100(%)
본 발명은 다른 목적은 앞서 설명한 다양한 방법으로 회수 또는 제조한 실리콘 분말을 제공하는데 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 상기 실리콘 분말을 이용한 제품으로서, 상기 실리콘 분말을 철강제조용 탈산제 및/또는 2차 전지용 음극재의 소재로 적용할 수 있다.
본 발명의 실리콘 분말 회수방법 및/또는 제조방법은 그 공정이 단순하면서도 산업폐기물로 버려지던 태양광 웨이퍼 제조시 발생하는 폐슬러지로부터 실리콘을 높은 회수율 및 고순도로 회수하여 재활용이 가능한 바, 자원 재활용 측면에서 친환경적이면서 고가의 실리콘을 저가에 제공할 수 있으므로, 경제성 및 상품성이 우수하다.
도 1은 실시예 1에서 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 필터프레싱(filter pressing) 수행한 후 얻은 실리콘 분말을 찍은 사진이다.
도 2는 실시예 1에서 회수한 최종 실리콘 분말을 찍은 사진이다.
이하 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명은 태양광 제조공정 유래 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수(또는 제조)하는 방법에 관한 것으로서, 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 필터프레싱(filter pressing)하여 함수율 58% 이하의 폐슬러지 분말을 제조하는 1단계; 상기 폐슬러지 분말을 건조시켜서 건조된 폐슬러지 분말을 수득하는 2단계; 및 상기 건조된 폐슬러지를 열처리하여 고순도의 실리콘 분말을 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여, 고순도의 실리콘 분말을 회수할 수 있다.
1단계의 상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지는 태양광 실리콘 웨이퍼링 공정에서 발생하는 폐슬러지로서, 태양광 실리콘 웨이퍼링 공정에서 발생하는 일반적인 폐슬러지일 수 있으며, 바람직하게는 DWS(Diamond wire saw) 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생하는 폐수로부터 회수된 폐슬러지일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 DWS 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생하는 폐수로부터 회수된 폐슬러지로서, DWS 절단 공법 수행시 절삭유와 연마제(SiC 등)을 사용하지 않고서, DWS 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생한 폐수일 수 있다.
상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지는 실리콘(Si) 4 ~ 8 중량%, 유기탄소 화합물 0.05 ~ 0.15 중량%, 금속화합물 0.001 ~ 0.05 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘(Si) 4.5 ~ 7 중량%, 유기탄소 화합물 0.06 ~ 0.14 중량%, 금속화합물 0.005 ~ 0.04 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 태양광 유래 폐슬러지 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
그리고, 1단계의 필러프레싱은 일반적인 필러프레싱 방법을 통해 수행할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 필터프레싱 방법으로 상온인 약 15 ~ 30℃ 하에서 수행하여 함수율 58% 이하, 바람직하게는 함수율 53 ~ 55% 및 D50 0.8 ~ 2㎛, 바람직하게는 D50 0.9 ~ 1.5㎛ 정도 크기의 폐슬러지 분말의 제조할 수 있다.
또한, 상기 필터프레싱 수행 후 수득한 폐슬리지 분말은 실리콘 46 ~ 55 중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 1.5 중량%, 금속화합물 0.01 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘 48 ~ 55 중량%, 유기탄소 화합물 0.7 ~ 1.5 중량%, 금속화합물 0.1 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 폐슬러지 분말 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
그리고, 상기 필터프레싱 수행 후 수득한 폐슬리지 분말 내 실리콘의 순도는 90 ~ 96%, 바람직하게는 91 ~ 96% 정도이다.
다음으로, 2단계의 건조는 150 ~ 200℃ 하에서 1 ~ 3 시간 동안, 바람직하게는 165 ~ 180℃ 하에서 2.0 ~ 2.5 시간 동안 기류 건조(pneumatic conveying drying)를 수행할 수 있다. 이때, 건조온도가 150℃ 미만이면 건조시간이 너무 오래 걸려서 생산성이 저하되며, 200℃를 초과하면 Si이 산화가 증가하는 문제가 있을 수 있고 이로 인해 열처리 후 최종적으로 회수, 수득한 실리콘의 순도가 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 온도 범위 하에서 건조를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 건조 시간은 건조 온도에 따른 상대적으로 결정된다.
그리고, 2단계의 건조된 실리콘 분말은 실리콘 92 ~ 98.5중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 2.7 중량% 이하, 금속화합물 0.1 ~ 1.0 중량% 및 잔량의 물을, 바람직하게는 실리콘 96 ~ 98 중량%, 유기탄소 화합물 1.0 ~ 2.5 중량%, 금속화합물 0.3 ~ 1.0 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 유기탄소 화합물의 중량%는 유기탄소 화합물 내 탄소의 무게를 건조된 폐슬러지 분말 전체 중량 중 중량%로 표현한 것이다.
다음으로, 3단계의 열처리는 320 ~ 370℃ 하에서 20분 ~ 90분 동안, 바람직하게는 335 ~ 365℃ 하에서 20분 ~ 60분 동안, 더욱 바람직하게는 340 ~ 360℃ 하에서 20분 ~ 45분 동안 수행할 수 있다. 이때, 열처리 온도가 320℃ 미만이면 열처리 후 수득한 실리콘 분말 내 유기 화합물 제거율이 90% 미만으로 낮은 문제가 있을 수 있고, 370℃를 초과하는 것은 비경제적인 바, 상기 온도 하에서 열처리를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 열처리 시간은 열처리 온도에 따른 상대적인 것이다.
그리고, 열처리된 실리콘 분말은 하기 수학식 1에 의거할 때, 회수율이 92.0% 이상, 바람직하게는 96.0 ~ 98.0%, 바람직하게는 96.5 ~ 98.0%일 수 있다.
[수학식 1]
회수율(%) = (열처리 후 실리콘 분말 무게/ 열처리 전 폐슬러지 분말 무게)×100%
또한, 열처리된 실리콘 분말은 하기 수학식 2에 의거할 때, 탄소(C) 제거율이 90% 이상, 바람직하게는 92.5% ~ 99.0%, 더욱 바람직하게는 94.0 ~ 98.5%일 수 있다.
[수학식 2]
탄소 제거율(%) = {(열처리 전 폐슬러지 분말 내 탄소 화합물 함량 - 열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)/(열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)}×100%
또한, 열처리된 최종 실리콘 분말은 실리콘 순도가 98.0% 이상, 바람직하게는 98.00 ~ 99.80%, 더욱 바람직하게는 99.0 ~ 99.8%일 수 있다. 이때, 실리콘 순도가 98.0% 미만이면 이를 이용한 응용제품 범위가 매우 좁아질 수 있으므로, 높은 순도의 실리콘 분말이 되도록 제조하는 것이 기술적으로 매우 중요하다.
앞서 설명한 방법을 통해, 태양광 제조공정 유래 폐슬러지로부터 회수된 실리콘 분말은 다양한 제품의 소재로 사용할 수 있다.
바람직한 일례를 들면, 2차 전지 음극재는 흑연물질이 주로 사용되고 있지만 고용량, 고출력 특성이 요구됨에 따라 실리콘을 혼합하여 제조하고 있으며, 특히 자동차용 배터리는 작은 사이즈의 고용량을 구현할 수 있는 배터리의 특성이 더 크게 요구 되고 있어 Si를 이용한 음극재의 수요량은 증가 추세에 있다. 본 발명의 실리콘 분말을 이용하여 2차 전지용 음극재를 제조할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 분말은 고품질의 철강 제조에 사용되는 탈산재의 소재로도 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 자세하게 설명을 한다. 그러나, 하기 실시예에 의해서 본 발명의 권리범위가 한정하여 해석해서는 안된다.
[ 실시예 ]
실시예 1 : 고순도 실리콘 분말의 제조
태양광 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 ㈜웅진에너지로부터 획득하였다. 이때, 상기 폐슬러지는 태양광 웨이퍼링 공정에서 DWS(Diamond wire saw) 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생한 폐액으로부터 회수한 폐슬러지로서, 상기 DWS 절단 공법은 절삭유와 연마제(SiC 등)을 사용하지 않고서 수행하였다.
다음으로, 상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 25℃에서 필터프레싱 공정을 수행하여 함수율 50% 이하의 폐슬러지 분말을 획득하였으며, 이의 사진을 도 1에 나타내었다.
다음으로, 상기 폐슬러지 분말을 기류건조 장치를 이용하여, 175 ~ 176℃에서 2시간 동안 건조시켜서 건조된 폐슬러지 분말을 수득하였다.
다음으로, 건조된 폐슬러지 분말 5.307g을 오토클레이브에 투입한 후, 350℃ 하에서 30분 동안 열처리하여 실리콘 분말 5.153g을 수득하였으며, 이의 사진을 도 2에 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 열처리 온도를 370℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 열처리 온도를 325℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 열처리 온도를 300℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 열처리 온도를 250℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 열처리 온도를 400℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 건조 수행시, 175 ~ 176℃가 아닌 약 225℃ 조건에서 수행한 것을 제외하고는 동일 조건 및 동일 공정을 수행하여 실리콘 분말을 수득하였다.
실험예
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에서, 실리콘 분말 제조시, 각 공정의 폐슬러지와 분말의 성분 및 성분비를 수분측정기, ICP-OES 분석기, 탄소 유황분석기를 통하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 최종적으로 수득한 실리콘 분말의 회수율, 탄소제거율을 하기 수학식 1 및 수학식 2에 의거하여 계산하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[수학식 1]
회수율(%) = (열처리 후 실리콘 분말 무게/ 열처리 전 폐슬러지 분말 무게)×100%
[수학식 2]
탄소 제거율(%) = {(열처리 전 폐슬러지 분말 내 탄소 화합물 함량 - 열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)/(열처리 후 실리콘 분말 내 탄소 화합물 함량)}×100(%)
폐슬러지 분말 성분 Si(중량%) 금속 화합물
(중량%) 		유기탄소화합물
내 탄소
(중량%) 		물(%)
필터프레싱 전 5~6 중량% 0.075~0.1중량% 0.08 중량% 93%
필터프레싱 후 43.8 중량% 0.75중량%초과 0.76 중량% 55%
기류 건조 후 94.1 중량% 1.5중량% 초과 1.53 중량% 0.83%
열처리 후 실시예1 350℃ 98.32중량% 1.5중량% 0.15 중량% 0.03 중량%
실시예2 370℃ 98.40중량% 1.5중량% 0.08 중량% 0.02 중량%
실시예3 325℃ 98.19중량% 1.5중량% 0.28중량% 0.03 중량%
비교예1 300℃ 97.93중량% 1.5중량% 0.54중량% 0.03 중량%
비교예2 250℃ 96.96중량% 1.5중량% 1.51중량% 0.03 중량%
비교예3 400℃ 발화 발화 발화 발화
비교예4 350℃ 98.32중량% 1.5중량% 0.15중량% 0.03 중량%
구분 회수율(%) 탄소 제거율(%) 순도(%)
실시예 1 97.21% 90.20% 98.32%
실시예 2 97.08% 94.77% 98.40%
실시예 3 97.47% 81.70% 98.19%
비교예 1 97.99% 약 64.71% 97.93%
비교예 2 99.93% 약 1.31% 96.96%
비교예 3 측정 불가 측정 불가 측정 불가
비교예 4 97.21% 90.20% 97.68%
상기 표 1 및 표 2의 측정결과 통해, 실시예 1 ~ 실시예 3의 경우, 전반적으로 높은 회수율, 탄소제거율을 가지면 순도가 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상으로 매우 높은 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해, 열처리 온도가 320℃ 미만인 300℃ 및 250℃에서 열처리를 수행한 비교예 1 및 비교예 2의 경우, 탄소제거율이 약 90% 미만으로 낮은 결과를 보였으며 특히 비교예 2의 경우, 탄소 제거가 거의 되지 않았다. 또한, 실시예 1 또는 실시예 3과 비교할 때, 회수된 실리콘 분말 내 순도가 너무 낮은 문제가 있었다.
또한, 열처리 온도가 370℃를 초과한 온도에서 열처리를 수행한 비교예 3의 경우, 샘플 10 개 중 8개에서 발화가 발생한 결과를 보였다.
그리고, 건조를 200℃ 초과한 225℃ 정도에서 수행한 비교예 4의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 기류 건조된 폐슬러지 내 Si의 산화가 증가하여 최종적으로 열처리하여 수득한 실리콘 분말의 순도가 떨어지는 문제가 있었다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여, 산업폐기물로 취급되는 태양광 웨이퍼링 공정시 발생하는 폐슬러지로부터 높은 회수율로 고순도의 실리콘 분말을 회수할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이렇게 회수된 실리콘 분말은 순도가 매우 높은 바, 철강제조용 탈산제, 2차 전지용 음극재 등의 소재로 사용하기 적합하다.

Claims (10)

  1. 태양광 제조공정 유래 폐슬러지로부터 고순도로 실리콘(Si) 분말을 회수하는 방법으로서,
    태양광 제조공정 유래 폐슬러지를 필터프레싱(filter pressing)하여 함수율 58% 이하의 폐슬러지 분말을 제조하는 1단계;
    상기 폐슬러지 분말을 150 ~ 200℃로 1 ~ 3 시간 동안 건조시켜서 건조된 폐슬러지 분말을 수득하는 2단계; 및
    상기 건조된 폐슬러지를 320 ~ 370℃ 하에서 20분 ~ 90분 동안 열처리하여 고순도의 실리콘 분말을 제조하는 3단계;를 포함하며,
    1단계의 폐슬러지 분말은 실리콘 46 ~ 55 중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 1.5 중량%, 금속화합물 0.01 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함하고,
    3단계의 실리콘 분말은 하기 수학식 1에 의거할 때, 회수율이 96.0 ~ 98.0%이고, 실리콘 순도가 98.00 ~ 99.80%인 것을 특징으로 하는 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법;
    [수학식 1]
    회수율(%) = (열처리 후 실리콘 분말 무게/ 열처리 전 폐슬러지 분말 무게)×100%
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 태양광 제조공정은 태양광 실리콘 웨이퍼링 공정이며,
    상기 폐슬러지는 DWS(Diamond wire saw) 절단 공법으로 실리콘 잉곳(ingot)을 절단시 발생하는 폐슬러지를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 제조공정 유래 폐슬러지는 실리콘 4 ~ 8 중량%, 유기탄소 화합물 0.05 ~ 0.15 중량%, 금속화합물 0.001 ~ 0.05 중량% 및 잔량의 물을 포함하며,
    1단계의 폐슬러지 분말은 실리콘 46 ~ 55 중량%, 유기탄소 화합물 0.5 ~ 1.5 중량%, 금속화합물 0.01 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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