本发明涉及碳化硅和硅的回收技术领域，尤其涉及一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法。
背景技术：
太阳能因用之不竭，清洁环保和安全可靠等独特优势成为人类解决能源危机、环境污染和全球变暖首选新能源。目前，太阳能电池多以晶体硅为主要材料，太阳能电池所用的多晶硅，需要将高纯的晶体硅切割成硅片。
晶体硅切割硅片的原理是，在以碳化硅颗粒作为磨料、聚乙二醇作为分散剂、水作为溶剂组成的水性切割液中，用金属丝带动碳化硅颗粒磨料进行研磨切割；由于切割丝的直径和硅片的厚度很接近，这意味着在切割过程中会有高达50-52％的硅料成为锯屑进入切割液；在切割过程中，随着大量硅料屑和少量金属屑逐渐进入切割液，最终导致切割液不能满足切割要求而成为废料浆。
废浆料的主要成分有：30％左右的高纯硅、30％左右的碳化硅、30％左右的聚乙二醇和水、5％左右的铁杂质。其中高纯硅的杂质少，回收利用价值高；碳化硅是高纯的微粉，可回收利用。如果直接废弃掉，会导致原材料的大量浪费，而且会对环境造成污染。因此需要提供一种能够回收碳化硅和硅的方法。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，本发明操作简单，能耗低，回收得到的碳化硅和硅的纯度高。
本发明提出的一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液过滤，酸洗滤饼得到废料；将废料加入水中，升温，搅拌保温，加浮选溶液，搅拌，静置，取上层溶液纯化干燥得到碳化硅；取下层固体纯化干燥得到硅；
其中，浮选溶液的原料包括：煤油、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠、松节油透醇、仲辛醇、磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为30-36wt％盐酸水溶液、水。
优选地，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入降粘剂混匀，过滤，用浓度为2-3mol/l盐酸水溶液洗滤饼40-50min，过滤干燥得废料；将废料加入水中，升温至60-80℃，搅拌保温15-25h，加浮选溶液，以200-400r/min的速度搅拌20-30min，静置1-3h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅。
优选地，硅片切削废液和降粘剂的体积比为10：3-5。
优选地，降粘剂为水或丙酮中的一种。
优选地，滤饼和浓度为2-3mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2-2.5。
优选地，废料与水的重量体积(g/ml)比为2-4：170-330。
优选地，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为0.8-1.2：40-60。
优选地，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油20-40份，十二烷基胺醋酸盐5-10份，十八烯酸钠5-10份，松节油透醇1-3份，仲辛醇1-2份，磷酸乙二胺1-2份，磷酸丙二胺1-2份，羧甲基纤维素钠0.5-1份，乙二酸0.5-1份，质量分数为30-36wt％盐酸水溶液0.01-0.03份，水30-70份。
优选地，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油25-35份，十二烷基胺醋酸盐6-8份，十八烯酸钠7-9份，松节油透醇1.5-2.5份，仲辛醇1.2-1.8份，磷酸乙二胺1.3-1.7份，磷酸丙二胺1.2-1.8份，羧甲基纤维素钠0.6-0.8份，乙二酸0.7-0.9份，质量分数为30-36wt％盐酸水溶液0.015-0.025份，水40-60份。
优选地，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至30-50℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为30-36wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
上述“取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅”中，乙醇和水是为了洗去碳化硅和硅上的浮选溶液，不规定其用量，根据实际操作确定其使用量。
本发明选用水或丙酮作为降粘剂，廉价易得，降低本发明的成本；水或丙酮降低了硅片切削废液的粘度，使硅片切削废液易于过滤，加快本发明的操作进程；用盐酸水溶液洗涤滤饼可以去除硅片切削废液中的铁杂质，提高碳化硅和硅的纯度；选用煤油、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠为捕收剂，其疏水端可以选择性的牢牢吸附碳化硅，松节油透醇、仲辛醇为起泡剂，与捕收剂相互作用，使得捕收剂的亲水端与气泡相容，进而使得碳化硅吸附在气泡上，运动至溶液上层，硅粉沉淀在溶液底部从而达到碳化硅与硅的分离；磷酸乙二胺、磷酸丙二胺能够活化碳化硅表面的化学状态，促进碳化硅吸附于捕收剂；羧甲基纤维素钠、乙二酸可以抑制硅吸附于气泡上，进一步促进碳化硅和硅的分离；盐酸水溶液可以调节溶液的pH，保持碳化硅表面的状态，进一步促进碳化硅在气泡上的吸附达到碳化硅和硅的分离；浮选溶液中的各物质相互作用，使得碳化硅和硅分离；本发明操作简单，能耗低，回收得到的碳化硅和硅的纯度高。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入丙酮混匀，过滤，用浓度为2mol/l盐酸水溶液洗滤饼50min，过滤干燥得废料，其中，硅片切削废液和丙酮的体积比为10：3，滤饼和浓度为2mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2.5；将废料加入水中，升温至60℃，搅拌保温25h，加浮选溶液，以200r/min的速度搅拌30min，静置1h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅，其中，废料与水的重量体积(g/ml)比为4：170，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为1.2：40；
其中，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油40份，十二烷基胺醋酸盐5份，十八烯酸钠10份，松节油透醇1份，仲辛醇2份，磷酸乙二胺1份，磷酸丙二胺2份，羧甲基纤维素钠0.5份，乙二酸1份，质量分数为30wt％盐酸水溶液0.03份，水30份；
其中，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至50℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为30wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
实施例2
一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入水混匀，过滤，用浓度为3mol/l盐酸水溶液洗滤饼40min，过滤干燥得废料，其中，硅片切削废液和水的体积比为10：5，滤饼和浓度为3mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2；将废料加入水中，升温至80℃，搅拌保温15h，加浮选溶液，以400r/min的速度搅拌20min，静置3h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅，其中，废料与水的重量体积(g/ml)比为2：330，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为0.8：60；
其中，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油20份，十二烷基胺醋酸盐10份，十八烯酸钠5份，松节油透醇3份，仲辛醇1份，磷酸乙二胺2份，磷酸丙二胺1份，羧甲基纤维素钠1份，乙二酸0.5份，质量分数为36wt％盐酸水溶液0.01份，水70份；
其中，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至30℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为36wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
实施例3
一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入丙酮混匀，过滤，用浓度为2.2mol/l盐酸水溶液洗滤饼48min，过滤干燥得废料，其中，硅片切削废液和丙酮的体积比为10：3.5，滤饼和浓度为2.2mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2.4；将废料加入水中，升温至65℃，搅拌保温23h，加浮选溶液，以250r/min的速度搅拌27min，静置1.5h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅，其中，废料与水的重量体积(g/ml)比为3.5：200，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为1.1：45；
其中，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油35份，十二烷基胺醋酸盐6份，十八烯酸钠9份，松节油透醇1.5份，仲辛醇1.8份，磷酸乙二胺1.3份，磷酸丙二胺1.8份，羧甲基纤维素钠0.6份，乙二酸0.9份，质量分数为32wt％盐酸水溶液0.025份，水40份；
其中，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至45℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为32wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
实施例4
一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入水混匀，过滤，用浓度为2.8mol/l盐酸水溶液洗滤饼42min，过滤干燥得废料，其中，硅片切削废液和水的体积比为10：4.5，滤饼和浓度为2.8mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2.2；将废料加入水中，升温至75℃，搅拌保温17h，加浮选溶液，以350r/min的速度搅拌23min，静置2.5h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅，其中，废料与水的重量体积(g/ml)比为2.5：300，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为0.9：55；
其中，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油25份，十二烷基胺醋酸盐8份，十八烯酸钠7份，松节油透醇2.5份，仲辛醇1.2份，磷酸乙二胺1.7份，磷酸丙二胺1.2份，羧甲基纤维素钠0.8份，乙二酸0.7份，质量分数为34wt％盐酸水溶液0.015份，水60份；
其中，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至35℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为34wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
实施例5
一种硅片切削废液中碳化硅和硅的回收方法，包括如下步骤：取硅片切削废液，加入水混匀，过滤，用浓度为2.5mol/l盐酸水溶液洗滤饼45min，过滤干燥得废料，其中，硅片切削废液和水的体积比为10：4，滤饼和浓度为2.5mol/l盐酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1：2.3；将废料加入水中，升温至70℃，搅拌保温20h，加浮选溶液，以300r/min的速度搅拌25min，静置2h，取上层溶液，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到碳化硅；取下层固体，过滤，用乙醇和水依次洗涤，过滤，干燥得到硅，其中，废料与水的重量体积(g/ml)比为3：250，废料与浮选溶液的重量体积(g/ml)比为1：50；
其中，浮选溶液的原料按重量份包括：煤油30份，十二烷基胺醋酸盐7份，十八烯酸钠8份，松节油透醇2份，仲辛醇1.5份，磷酸乙二胺1.5份，磷酸丙二胺1.5份，羧甲基纤维素钠0.7份，乙二酸0.8份，质量分数为33wt％盐酸水溶液0.02份，水50份；
其中，浮选溶液的制备方法为：将水、十二烷基胺醋酸盐、十八烯酸钠混合均匀，升温至40℃，加入煤油、松节油透醇、仲辛醇混合均匀，加入磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、羧甲基纤维素钠、乙二酸、质量分数为33wt％盐酸水溶液混合均匀得到浮选溶液。
取实施例1-5得到的碳化硅和硅，检测其纯度，结果如下表：
由上表可以看出，本发明得到的碳化硅和硅的杂质少，纯度高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。