專利名稱：一種廢硅液的回收再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢硅液回收再生方法，尤其涉及一種在切割硅晶片材產(chǎn)生 的廢石圭液回收再生方法。
背景技術(shù)：
. 太陽能是人類重要的無污染、可再生、無窮無盡的新能源，太陽能電池產(chǎn) 業(yè)迅速發(fā)展成為世界上備受關(guān)注的新興的朝陽產(chǎn)業(yè)。目前的太陽能電池多以晶 體硅作為主要材料。面對太陽能電池需求不斷加大，另一方面卻是用于制造太 陽能電池的高純硅原料短缺，有限的原材料資源已不能滿足太陽能行業(yè)的需求， 使得制造晶體硅太陽能電池的高純硅材料價(jià)格一路飆升，太陽能電池的制造成 本不斷提高，制約了太陽能推廣使用。因此，降低硅片加工過程中的損耗，提 高硅材料利用率，P爭低原料成本成為發(fā)展的關(guān)鍵。
與此同時(shí)，太陽能電池在制造過程中，有為數(shù)不少的硅材料流失，目前并 無有效的方法加以回收和清洗利用。
在制造太陽能電池用硅片的各道工序中，有為數(shù)不少的硅材料最終不能加 工成太陽能電池硅片，而是成為切損，無法再循環(huán)使用，切磨的廢料跟隨冷卻 水一同白白的流失。制造太陽能電池的硅晶棒首先要切頭尾，切斷，開方，滾 磨等工序，將其加工成準(zhǔn)方硅棒。切頭尾和切斷工序目前普遍采用的為外圓帶 鋸；開方為金剛砂鋸片；滾磨為金剛砂輪磨床滾磨。在這些工序中，由于切磨 作用， 一部分硅將成為硅粉。大量的硅成為顆粒直接在^(敬米級的"鋸末，，，這些 硅粉隨切磨冷卻水成為廢硅液一同流走。由于這些硅粉只有微米級，很難直接 回收，硅粉顆粒纟艮細(xì)，表面吸附了大量的污染物，這些玷污嚴(yán)重的硅粉很難再
3被使用。常見的處理方法是加入絮凝劑，成為絮體后，壓濾成濾餅，成為固體
廢棄物，這些廢棄的硅粉只能夠填埋或者燒制紅磚。據(jù)統(tǒng)計(jì)整個(gè)加工過程約有7 -10 %的硅會(huì)成為廢硅液流失。
因此將廢硅液作為工業(yè)廢棄物處理不僅是對社會(huì)資源的極大浪費(fèi)，而且對 環(huán)境造成一定的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢硅液的回收再生方法，應(yīng)用此法可回收廢硅 液中大部分硅粉，經(jīng)后續(xù)加工后可用于制造太陽能電池，不僅節(jié)約了資源，而 且不產(chǎn)生環(huán)境污染。
本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種廢硅液回收再生方法，其特征在于所述方法包括以下步驟
a、 切割硅棒產(chǎn)生的廢桂液進(jìn)行離心分離，離心機(jī)濾布孔徑為800 1500目， 獲得硅粉料；
b、 將分離得到的硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行 過濾，除去有機(jī)碳雜質(zhì)，強(qiáng)氧化劑為濃硫酸、雙氧水、硝酸的一種或其混合液；
c、 將二次過濾所得硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入稀王水反應(yīng)后，反應(yīng)液經(jīng)過 濾、干燥，除去金屬和金屬氧化物雜質(zhì)；
d、 將三次過濾所得硅粉置于直拉單晶爐中，單晶爐在真空中于8O0°C ~ 1000 。C下充分反應(yīng)，除去表面雜質(zhì)，然后冷卻獲得太陽能級硅片。
作為懸浮分散在液體中的低濃度的微米級甚至更細(xì)的粉體，對其進(jìn)行有效 的截留是限制能否實(shí)現(xiàn)對其回收的關(guān)鍵技術(shù)。 一般的，剛開始過濾時(shí)這些細(xì)顆 粒進(jìn)入濾介物的孔隙會(huì)將孔隙堵塞，即使并未嚴(yán)重到如此程度，這些細(xì)顆粒所 形成的濾餅對液體的透過性也很差，即阻力很大，使過濾困難。工業(yè)上遇到類似情況通常添加助濾劑減輕上述困難。但為了盡量降低對硅粉的污染，不能添 加助濾劑。所以必須通過施加外力，加快過濾速度，提高過濾效率。本發(fā)明采 用離心過濾方式。在離心機(jī)內(nèi)過濾是，過濾推動(dòng)力為液體的離心力，此力不因 濾鼓壁上沉積了濾渣或?yàn)V餅而受影響。
回收的硅粉中有較大量的潤滑油等有機(jī)物玷污，必須加以去除。由于這些 有機(jī)物多為高分子聚合物，吸附在硅粉上很難去除。必須將其分子量打斷，使 有機(jī)碳，變?yōu)榭扇苡谒臒o機(jī)碳，然后加以清洗。 一般的是有機(jī)物降解的方法
是加入強(qiáng)氧化劑使其加速降解為無機(jī)碳。本發(fā)明采用的強(qiáng)氧化劑為濃^L酸、雙 氧水、硝酸的一種或其混合液。
在切割加工過程中易混入金屬或金屬氧化物顆粒，隨同硅粉進(jìn)入廢-圭液中。 本發(fā)明的技術(shù)方案中，硅粉表面的金屬吸附采用稀王水進(jìn)行清洗。
清洗后的硅粉經(jīng)過千燥后，表面仍然有一定的雜質(zhì)污染，不能直接^使用。 本發(fā)明采用直拉單晶爐進(jìn)行提純，利用雜質(zhì)在硅液體與固體中的分凝現(xiàn)象進(jìn)行 提純。提純后的硅料能夠直接用于拉制太陽能級電池硅片。
其中，所述強(qiáng)氧化劑混合液為雙氧水與濃^e克酸時(shí)配比為10:1 1:10;所述的 稀王水，鹽酸、竭酸與水的配比為1:1:10-1:5:10。
采用本發(fā)明方法回收的硅粉拉制出的太陽能級單晶硅棒的檢測數(shù)據(jù)如下單 晶硅片電阻率為0.5-6 ohm . cm ，少數(shù)載流子壽命> 10 ja s;氧含量< lxl018atoms/cm3;碳含量《5xl016atoms/cm3。符合太陽能電池指標(biāo)要求。制成 電池片后的平均轉(zhuǎn)換效率>16.2%,關(guān)衰減《2%。完全能夠滿足制作太陽能電 池組件發(fā)電的要求。 附圖i兌明


圖1為本發(fā)明的回收再生方法的工藝流程圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的一種
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
一種廢硅液回收再生方法，其特征在于所述方法包括以下步驟
a、 切割硅棒產(chǎn)生的廢硅液進(jìn)行離心分離，濾布孔徑為800目，獲得石圭粉料；
b、 將分離得到的硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行 過濾，除去有機(jī)石灰雜質(zhì)，強(qiáng)氧化劑為配比為10:1的雙氧水與濃石危酸混合液；
c、 將二次過濾所得硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入稀王7jc反應(yīng)后，反應(yīng)液經(jīng)過 濾、干燥，除去金屬和金屬氧化物雜質(zhì)，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為1:1:10;
d、 將三次過濾所得珪粉置于直拉單晶爐中，在真空中于爐溫800。C下充分 反應(yīng)，除去表面雜質(zhì)，然后冷卻獲得太陽能級義圭片。
實(shí)施例二
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1500目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:10的雙氧水與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比 為1:5:10，單晶爐爐溫為100Q。C。
實(shí)施例三
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1000目，強(qiáng)氧 化劑為配比為5:6的雙氧水與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為 1:4:8，單晶爐爐溫為900°C。
實(shí)施例四
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1200目，強(qiáng)氧 化劑為配比為3:8的雙氧水與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為1:6:9，單晶爐爐溫為1000°C。 實(shí)施例五
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1500目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:10的雙氧水與濃^i酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比 為1:3:8，單晶爐爐溫為IOO(TC。
實(shí)施例六
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1000目，強(qiáng)氧 化劑為配比為3:10的雙氧水與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比 為1:4:6，單晶爐爐溫為800°C。
實(shí)施例七
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1200目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:7的雙氧水與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為 1:5:10,單晶爐爐溫為800。C。
實(shí)施例/\:
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1200目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:3的雙氧水與濃^5充酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為 1:5:10，單晶爐爐溫為1000。C。
實(shí)施例九
按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1200目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:3的硝酸與濃硫酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為 1:5:10,單晶爐爐溫為函0。C。
實(shí)施例十按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例一，但是其中濾布孔徑為1200目，強(qiáng)氧 化劑為配比為1:3的雙氧水與硝酸混合液，稀王水中鹽酸、硝酸與水的配比為 1:5:10,單晶爐爐溫為IOOO'C。
權(quán)利要求
1、一種廢硅液回收再生方法，其特征在于所述方法包括以下步驟a、切割硅棒產(chǎn)生的廢硅液進(jìn)行離心分離，濾布孔徑為800～1500目，獲得硅粉料；b、將分離得到的硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行過濾，除去有機(jī)碳雜質(zhì)，強(qiáng)氧化劑為濃硫酸、雙氧水、硝酸的一種或其混合液；c、將二次過濾所得硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入稀王水反應(yīng)后，反應(yīng)液經(jīng)過濾、干燥，除去金屬和金屬氧化物雜質(zhì)；d、將三次過濾所得硅粉置于直拉單晶爐中，單晶爐在真空中于800℃～1000℃下充分反應(yīng)，除去表面雜質(zhì)，然后冷卻獲得太陽能級硅片。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種廢硅粉回收再生方法，其特征在于所述強(qiáng)氧化劑混 合液為雙氧水與濃石克酸時(shí)配比為.10:1 1:10。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種廢硅粉回收再生方法，其特征在于所述的稀王水， 鹽酸、硝酸與水的配比為1:1:10-1:5:10。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢硅液回收再生方法，尤其涉及一種在切割硅晶片材產(chǎn)生的廢硅液回收再生方法。其特征在于所述方法包括以下步驟切割硅棒產(chǎn)生的廢硅液進(jìn)行離心分離，濾布孔徑為800～1500目，獲得硅粉料；將分離得到的硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行過濾，除去有機(jī)碳雜質(zhì)，強(qiáng)氧化劑為濃硫酸、雙氧水、硝酸的一種或其混合液；將二次過濾所得硅粉料置于反應(yīng)釜中，加入稀王水反應(yīng)后，反應(yīng)液經(jīng)過濾、干燥，除去金屬和金屬氧化物雜質(zhì)；將三次過濾所得硅粉置于直拉單晶爐中，單晶爐在真空中于800℃～1000℃下充分反應(yīng)，除去表面雜質(zhì)，然后冷卻獲得太陽能級硅片。應(yīng)用此法可回收廢硅液中大部分硅粉，經(jīng)后續(xù)加工后可用于制造太陽能電池，不僅節(jié)約了資源，而且不產(chǎn)生環(huán)境污染。
文檔編號C01B33/02GK101683981SQ200810121060
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者偉 劉, 劉文濤, 劉磊磊, 吳云才 申請人:浙江昱輝陽光能源有限公司