太陽能級晶體硅切割廢料的綜合回收.pdf

1、全球面臨能源短缺與環(huán)境保護的雙重壓力，這促進了太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。而太陽能級晶體硅制備的關(guān)鍵技術(shù)被國外所壟斷，導(dǎo)致我國太陽能級晶體硅主要依賴進口。在切割太陽能級晶體硅過程中，約50wt％的晶體硅被切磨成高純硅粉進入到切割廢料中。如能將廢料中的高純硅粉加以回收并作為制備太陽能級晶體硅的原料，既可實現(xiàn)資源的回收利用，還可減少我國晶體硅的進口;另外，作為磨料的碳化硅也很有回收價值。因此研究從太陽能級切割廢料中回收高純硅和碳化硅具有重要的

2、應(yīng)用前景和實際意義。
　　本課題以挪威REC公司提供的太陽能級晶體硅切割廢料為研究對象，通過XRD、XRF、化學(xué)定量分析、粒度分析等對廢料物性做了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明:廢料中含硅30.50wt％，碳化硅34.90wt％，水和聚乙二醇26.63wt％，鐵及其氧化物5.36wt％，其他2.61wt％，粒度主要集中在1.0～23.8μm范圍內(nèi)。
　　物理沉降實驗，考察不同沉降時間、固液比、分散劑條件對切割廢料中硅與碳化硅分離效果的

3、影響。結(jié)果表明:在固液比為0.08，沉降時間為5h，含聚乙二醇的切割廢料沉降效果較好，在此條件下得到的上層硅富集料中硅含量為79.00wt％，碳化硅含量為12.83wt％，鐵含量為6.84wt％，粒度分布在1.0～10.8μm范圍內(nèi);下層料硅含量為10.32wt％，碳化硅含量為84.73wt％，鐵含量為3.83wt％，粒度分布在1.2～23.8μm范圍內(nèi)。
　　鹽酸除鐵實驗，考察了浸出時間、浸出溫度、鹽酸濃度等因素對硅富集料中鐵浸

4、出率的影響，并通過正交實驗得到了最佳實驗條件:浸出時間為3h，浸出溫度為70℃，浸出液濃度為15wt％，攪拌速度為150r/min，液固比為4∶1，在此優(yōu)化條件下鐵浸出率可達97.00wt％，硅富集料中的鐵含量由6.84wt％降低到了0.22wt％。
　　碳化硅的回收實驗，研究了不同酸濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等條件對沉降底料中碳化硅純度的影響，結(jié)果表明最佳條件是:5wt％氫氟酸和8wt％硝酸，反應(yīng)時間為2h，反應(yīng)溫度為60℃，液固