专利名称：碳化硅滤饼旋流提纯工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及废砂浆的固液分离技术领域，尤其是一种从单晶硅切片废砂浆中经固液分离后，得到碳化硅滤饼，然后采用旋流工艺提纯碳化硅的方法。
背景技术：
碳化硅(微粉级)与聚乙二醇切削液按5: 5混合后，形成碳化硅悬浮砂浆，对光伏产品单(多)晶硅棒进行切割，经切割后，该砂浆可以进行回收利用，避免影响环境。废砂浆中主要含有碳化硅、聚乙二醇切削液、硅粉等，该废砂浆经过压滤机固液分离后，得到碳化硅滤饼(主要含有碳化硅、硅粉、碳等)。碳化娃滤饼一般碳化娃含量80%、娃粉含量15%、碳含量3.5 %、其他杂质1.5 %。按传统工艺化学提纯主要工艺为，碱洗、水洗、酸洗、水洗。其中碱洗时投入氢氧化钠，与硅粉反应，生成硅酸钠和大量氢气，该工艺有一定危险性和高污染性，产生的大量氢气有可能会引起氢气爆炸；碱洗后的水为黑色、清洗用水量大，大量黑色污水难以处理，排入自然环境中，严重影响水质和土质。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳化硅滤饼旋流提纯工艺方法，适合工业规模化生产。本发明采用以碳化硅滤饼为原料，经过加水混合、振动筛过筛、旋流分离提纯、离心，得到粗碳化硅；废弃物经压滤后得到粗硅粉。本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的:碳化硅滤 饼旋流提纯工艺，所述工艺步骤如下:(I)碳化硅滤饼与水按重量比2: 3进行混合，搅拌均匀；(2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛振动过筛；(3)旋流，将碳化硅滤饼悬浮液输送进入旋流器，进行旋流；(4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后，得到湿粗碳化硅；(5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后，得到湿粗硅粉。作为本发明的优选技术方案，所述步骤(I)中碳化硅滤饼与水混合搅拌至无沉降物出现。作为本发明的优选技术方案，所述步骤(3)碳化硅悬浮液经过5组旋流器旋流，旋流器中压力为0.18-0.2MPa。作为本发明的优选技术方案，所述粗碳化硅中碳化硅的含量为96-97%。作为本发明的优选技术方案，所述粗硅粉中硅粉的含量为60%以上。本发明的有益效果是:相对于现有技术，本发明针对传统工艺的缺陷，对碳化硅滤饼进行旋流预处理，利用碳化硅、硅粉和碳的比重不同，进行旋流粗分离，将碳化硅滤饼中碳化硅含量从80%提升至96-97%，压滤出的硅粉废弃物硅粉含量60%以上，可以进行硅粉再提纯；后道碱洗、酸洗可以减少用碱、酸、清水量，废水不为黑色，污水处理简单，不影响环境，大大缩短生产周期。
具体实施例方式本发明旋流提纯工艺是根据碳化硅与硅粉的比重不同，去除碳化硅滤饼中的大部分硅粉，从而在后道化学提纯碳化硅时，大大减少用碱、酸、水的量，缩短生产周期，减少环境污染。碳化硅滤饼经加水混合、过筛、旋流、离心、压滤进行提纯。1、投料混合在5000L搅拌釜中依次投入1500kg水和IOOOkg碳化硅滤饼，开启搅拌3-4小时，直至釜底无沉降物，形成碳化硅滤饼悬浮液(滤饼浓度40% )。2、碳化硅滤饼悬浮液经过200目超声波振动筛，去除悬浮液中大颗粒杂质。3、碳化硅滤饼悬浮液依次进入1、2、3组旋流器，进行旋流。采用变频砂浆泵输送悬浮液至旋流器中，形成旋流涡，利用碳化硅、硅粉比重不同，下溢流口出碳化硅悬浮液，上溢流口出硅粉悬浮液，保持旋流器中压力为0.18-0.2MPa。3号旋流器下溢流口出的碳化硅悬浮液进入缓冲釜中，可以进行离心。上溢流口的硅粉悬浮液再次经过4、5号旋流器进行旋流，保持同样的压力0.18-0.2MPa，其中5号旋流器上溢流口出的硅粉悬浮液进入缓冲罐中，进行下道压滤工序；下溢流口的碳化硅悬浮液返回I号旋流器再次进行旋流。4、碳化硅悬浮液进行离心机离心，得到湿碳化硅粗品950kg，经检测水分12%，碳化硅含量96.6% (按干品计)、硅粉含量2 %、碳含量I %、其他杂质含量0.4 %。5、硅粉悬浮液进行板框压滤机压滤，得到湿硅粉粗品300kg，经检测水分18%，硅粉含量68 %，碳化硅细粉(粒 径< 4 μ m)含量30 %。
权利要求
1.一种碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是所述工艺步骤如下: (1)碳化硅滤饼与水按重量比2: 3进行混合，搅拌均匀； (2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛振动过筛； (3)旋流，将碳化硅滤饼悬浮液输送进入旋流器，进行旋流； (4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后，得到湿粗碳化硅； (5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后，得到湿粗硅粉。
2.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是:所述步骤(I)中碳化硅滤饼与水混合搅拌至无沉降物出现。
3.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是:所述步骤(3)碳化硅悬浮液经过5组旋流器旋流，旋流器中压力为0.18-0.2MPa。
4.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是:所述粗碳化硅中碳化硅的含量为96-97%。
5.根据权利要求1所述的碳化硅滤饼旋流提纯工艺，其特征是:所述粗硅粉中硅粉的含量为60%以上。·
全文摘要
本发明涉及碳化硅滤饼旋流提纯工艺，步骤如下(1)碳化硅滤饼与水按重量比2∶3混合搅拌均匀；(2)碳化硅滤饼悬浮液经过200目振动筛过筛；(3)将碳化硅滤饼悬浮液输入旋流器进行旋流；(4)将步骤(3)获得的下层碳化硅悬浮液经离心后得到湿粗碳化硅；(5)将步骤(3)获得的上层硅粉悬浮液经压滤后得到湿粗硅粉。本发明对碳化硅滤饼进行旋流预处理，利用碳化硅、硅粉和碳的比重不同，进行旋流粗分离，将碳化硅滤饼中碳化硅含量从80％提升至96-97％，压滤出的硅粉废弃物硅粉含量60％以上，可以进行硅粉再提纯；后道碱洗、酸洗可以减少碱、酸、清水的用量，废水不为黑色，污水处理简单，不影响环境，大大缩短生产周期。
文档编号C01B31/36GK103232039SQ20131018746
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月16日 优先权日2013年5月16日
发明者周彬 申请人:周彬