硅氧化制取岩棉熔体联产合金钢液的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于娃切割废浆料中娃及碳化娃的综合利用技术领域，也属于采用冶金热 烙渣制备岩棉纤维保温材料技术领域，还属于钢铁冶炼技术领域，特别设及制取岩棉烙体 联产合金钢液的方法。
【背景技术】
[0002] 为了获得太阳能电池基板、集成电路用基板、电子巧片、精密半导体巧片所采用的 薄片状产品，需要对高纯度的单晶娃、多晶娃椿、锭进行线切割。线切割采用硬度高的碳化 娃为磨料，按照一定比例加入到聚己二醇（PEG)为主要原料的水溶性悬浮液中组成水性切 割液，其中，聚己二醇起到分散作用，并能够及时带走切割过程中产生的巨大摩擦热。娃晶 切割时，机器导轮带动锻铜的钢线高速运转，钢线带动碳化娃磨料不断研磨娃椿，从而切割 成娃片。娃晶切割过程中，大量娃粉和少量金属屑进入切割液使切割液的性质逐渐发生变 化，当该些固体杂质含量累积到一定程度时，最终切割液不能满足切割要求而成为废砂浆。
[0003] 在娃椿被切成娃片的同时，大约娃椿质量的40-55%成为娃粉，切割机的钢线受 磨擦产生的少部分铁粉，部分SiC在切割过程中发生破损变成的粒径较小的SiC颗粒，PEG 吸收的空气中水分，全部进入到切割砂浆当中，娃晶切割废砂浆主要组分及含量（质量分 数）；PEG 40%~50%，SiC 23%~33%，娃（SU 20%~24%，铁屑（Fe) 2. 5%~3.0%。一 般认为其中的聚己二醇（PEG)、碳化娃颗粒（SiC)、娃粉（Si)具有较高的回收或综合利用的 价值。
[0004] 废砂浆具有如下特点；（1)切削液为水溶性，经过稀释易于过滤分离；（2)碳化娃 化学性质稳定，即使在高温下也不和酸、碱发生反应；(3)娃粉纯度高、粒径小、比表面积 大，具有良好的化学反应活性。基于废砂浆的该特性，近几年来的专利申请大多采用固液分 离和固体提纯相结合的方法实现切割废砂浆的回收处理。
[0005] 已有公开专利对多晶娃废砂浆处理和回收的方法大致分为四类；（1)固液分离、 固体提纯结合法；（2)化学处理法；（3)电选法；(4)电泳（电位）分离法。
[0006] 对废砂浆中的PEG、SiC进行分离相对较为容易。回收PEG-般采用的工艺是；先采 用过滤或离屯、分离对料浆进行固液分离，再将分离得到的液体进行脱水或者蒸馈得到PEG。 回收SiC -般采用的工艺是；将固液分离得到的固体进行酸洗除铁，酸溶除Si或碱溶除Si 后得到SiC微粉。
[0007] 例如，中国专利200710117665 (周寿增）公开了采用膜技术和化学处理方法，获得 了 SiC粉。中国专利200610058746. 3 (张捷平）、中国专利200810232782. 6 (奚西峰）通过 处理回收了聚己二醇（阳G)与碳化娃（SiC)，但没有设及到娃粉的回收和利用。
[000引 中国专利200610029378. X(金柏林）中公布的技术方案，进行了娃粉的回收，娃粉 的回收率较低，仅为料浆的1-2%。
[0009] 中国专利200710018636(杨建峰）回收的娃的纯度比较高，达到98%，具体工艺 为；先将废浆料去除悬浮剂和粘结剂，再将得到的固体通过气体浮选得到Si和SiC的混合 粉料，然后用密度介于Si和SiC之间的液体进行浮选和重选，分离Si和SiC，最后通过磁选 除铁得到SiC和Si微粉，如图1(a)所示。由于回收的Si粉纯度大于98%，可W重新作为 原材料制备多晶娃。
[0010] 中国专利200910187695. 8(邢鹏飞）设及到了娃粉的回收；首先对废浆料进行物 理沉降分别得到SiC富集料和Si富集料，将娃富集料进行酸洗除铁后，在1500-1600摄氏 度下烙铸得到金属娃锭，使SiC与Si分离，然后对Si锭进行定向凝固得到太阳能级多晶 娃。对SiC富集料进行酸洗除铁、酸洗碱洗除Si、干燥得到SiC微粉，工艺过程如图1化）所 /J、- 〇
[0011] 上述专利申请的技术方案，对切割废砂浆的回收从单一的回收碳化娃，到碳化娃、 娃和聚己二醇的综合回收，且回收率、产品的纯度逐渐提高，大部分申请基于相同的原理， 只是对不同的工序进行重复或组合，而且获得的娃大部分倾向于再返回应用于光伏晶娃。
[0012] 在当前的工业生产实践中，废砂浆经过离屯、分离、固液分离W及一系列的精制、提 纯，最终得到S类产物（1) WPEG为主的液体；（2) WSiC为主，含有Si、化等其他杂质的 比重大的混合物；（3) W Si粉为主、含有SiC等杂质的比重小的混合物。前两种的回收利 用较为成熟，只有第=种混有SiC的废娃料还没有很好地利用。
[0013] 工业回收的主要工艺为；大部分的多晶娃废浆料经过离屯、分离之后，碳化娃由于 比重大，与悬浮液较好地分离，经过除杂提纯后，碳化娃得到较好回收，也容易再作为磨料 应用，悬浮液的基体为PEG,其中的固体粉末为娃粉和细小的碳化娃，将悬浮液压滤进行固 液分离，液态物质W PEG为主，经过较好的净化处理之后可W返回切割环节，分离得到的固 体物质中是混杂了碳化娃和少量铁的娃粉，并且还含有一定的液体成分，如图1(c)所示， 右下角的W Si粉为主、含有SiC的废娃料没有得到很好的利用。该是由于Si粉最为便利 的的利用就是返回制备高纯的晶娃材料。但是，高纯娃的价值其实并不在于娃料本身，而在 于提纯的技术难度大、工艺复杂、成本高。例如，工业娃的含娃量达到97-99%，而高纯晶娃 材料就是将该少量的杂质去除，其代价要比娃料本身的价值高15-28倍，某些情况下，通 过提纯除杂的单位娃的价值提升能达到70-233倍，该么多倍的价值增值依靠的是纯净度 的显著提升，而不是娃材料本身。所W，尽管废Si料中可能不一定含有难W去除的棚、磯等 杂质，但由于混有碳化娃、铁，再加上很细的娃粉容易表面氧化形成二氧化娃，特别是由于 废娃粉中娃与碳化娃的比例有很宽的波动范围，实际上被污染的娃粉回归到光伏产业已经 没有任何实际意义，因为从市场上采购99%的工业娃、金属娃做原料的话，在高纯晶娃中所 占的原材料成本也微乎其微，而且原材料的质量、供应、价格更为稳定。
[0014] 本发明并不在于对晶娃切割废浆料进行分离，而是针对废浆料分离得到的混有 SiC的Si粉，提供一种更为合理的的利用途径，充分利用其中娃元素的特点，制备用于建筑 保温W及其他绝热、隔音、减振等多种用途的岩棉纤维所需的岩棉烙体。
[0015] 岩棉纤维作为无机矿物纤维的一种，具有优异的物理化学性能，作为建筑