在多線切割法生產(chǎn)多晶硅片過程中,至少會造成40%以上的硅粉與碳化硅磨料混雜在一起進(jìn)入切割廢料,這些切割廢料目前基本上處于堆放或低價值利用狀態(tài)。如果能夠設(shè)法將其中的硅粉經(jīng)濟(jì)、髙效的回收、提純、重熔成再生硅或制備成高純硅材料,不僅可以解決資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題,而且還可以實現(xiàn)硅屑料的高值化再利用。根據(jù)碳化硅和硅粉的粒徑和密度差異,本研究提出了物理強(qiáng)化旋流初步分離切割料中碳化硅技術(shù)�？疾炝颂蓟韬凸璺哿�、密度、旋流器入口壓力對旋流分離效果的影響。結(jié)果表明:粒徑對旋流分離結(jié)果的影響大于密度和入口壓力對旋流分離結(jié)果的影響。粒徑差異明顯時碳化硅含量可由17.08wt%和23.35wt%降到10.94wt%和11.90wt%。粒徑相近時,SiC和Si的相對沉降速度僅為1.69倍,碳化硅含量從10.94wt%降到8.24wt%,僅降低了2.7個百分點。增加入口壓力可以提高分離效率,但提高的幅度相對較小,僅通過提高入口壓力的方式提高分離效率在一定程度上是不可行的。利用碳化硅和硅粉的表面性質(zhì)差異,提出了離心強(qiáng)化相分離深度分離切割料中碳化硅技術(shù)。研究了不同重力場下油滴尺寸對碳化硅去除和分相時間的影響。pH影響SiC的zeta電位進(jìn)而影響油滴的尺寸,pH值從3.0增加到7.0,油滴直徑由2400μm減小到240μm。油滴尺寸越小能夠提供吸附碳化硅的表面積增大,碳化硅去除效果好。pH=7.0時,碳化硅降到4.23wt%,但分相時間由3.1min增加到460min。離心強(qiáng)化分相使分相過程加快,離心條件為100G,離心時間為2min,得到的富硅粉碳化硅含量5.47wt%,分相時間時間由460min縮短到2min。相分離得到的富硅粉經(jīng)過酸洗處理并造團(tuán)制粒后,用CaO-SiO_2-Na_2O渣系進(jìn)行高溫熔煉精煉,對碳化硅的去除行為進(jìn)行了研究,考察了熔渣成分、精煉時間、渣硅比等對精煉除碳化硅效果的影響。熔渣精煉過程碳化硅是以物理吸附形式去除的。計算了碳化硅在CaO-SiO_2-(10wt%)Na_2O和CaO-SiO_2-(20wt%)Na_2O兩種渣中的擴(kuò)散系數(shù)分別為7.677×10~(-9)m~2/s和1.386×10~(-8)m~2/s。對熔煉條件的考察,當(dāng)熔渣黏度大于1.2Pa?s時碳化硅的去除速率迅速下降。渣硅比2.5:1,保證爐渣低黏度的前提下,硅中的碳化硅降低到0.19wt%,硅的收率達(dá)到76.5%。本研究通過旋流-相分離聯(lián)合技術(shù)、高溫熔渣精煉、混酸酸洗實現(xiàn)晶硅切割料中硅的回收,獲得再生硅,為晶硅切割廢料的資源化回收和利用提供了可靠的解決方案和理論支持。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X76;TQ127.2
【部分圖文】：

圖 1.1 2010-2016 年我國多晶硅生產(chǎn)情況Fig 1.1 2010-2016 polysilicon production in China圖 1.2 2010-2016 年我國晶硅電池片生產(chǎn)情況

圖 1.2 2010-2016 年我國晶硅電池片生產(chǎn)情況Fig 1.2 Production of crystalline silicon solar cell in China in 2010-201在太陽能電池片生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的切割廢料，隨著光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，太陽能硅片的需求不斷增加，所產(chǎn)生的晶硅切割廢料也在逐年上前切割廢料的處置方式多為低價出售或堆存，不僅占用了大量的土地資染了堆場周圍的環(huán)境，而且造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)[6]。如果能采取合理有法將切割料中高純硅重新回收利用，不但可以大大節(jié)約太陽能硅生產(chǎn)成且能夠減少由于廢料漿直接堆放而造成的環(huán)境污染和硅資源的浪費(fèi)，從

第一章 緒論廢料中回收晶體硅對發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)和建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義。1.2 晶硅切割廢料的產(chǎn)生1.2.1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈組成截止當(dāng)前，晶體硅電池和薄膜電池是全球太陽能光伏發(fā)電項目的主要類型，其中晶體硅太陽能發(fā)電占光伏發(fā)電的主導(dǎo)。太陽能電池產(chǎn)業(yè)鏈如圖 1.3 所示，主要包括四個部分：多晶硅材料生產(chǎn)、單晶硅片或多晶硅片生產(chǎn)、光伏電池組件生產(chǎn)、系統(tǒng)安裝使用[7]。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2876071