专利名称：一种用于硅与碳化硅分离回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能、电子行业硅片切割加工的副产物废砂浆的回收利用技术领域，具体是一种用于硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置。
背景技术：
目前，工业切割生产太阳能硅棒时不断排放出大量废砂浆，这些砂浆中通常含有聚乙二醇、碳化硅以及贵重的高纯硅粉。硅屑的产生不仅降低了切割液的性能，而且导致硅的使用率下降。与此同时，在光伏发电产业中硅片几乎占了 50%的成本。因此，如何降低硅片成本和工艺加工成本成了降低太阳能电池总成本的关键环节。通过对废砂浆中有价组分进行分析以及市场价值评估，我们发现每吨废砂浆中含有8% 9%的高纯硅，价值为4万 4. 5万元；含有左右的聚乙二醇，价值为0. 45 万元；含有33%的碳化硅微粉，价值为0. 50万元。可以看出，废砂浆所含各物质中单晶硅的价值最大。从单晶硅的能源战略意义和价值评估可以看出，回收废砂浆中的单晶硅意义非凡。目前，人们把重点放在聚乙二醇和碳化硅的回收方面。其实，废砂浆回收是一个系统的工程，它还包括单晶硅微粉与碳化硅微粉的分离。只有将各项工作都做好，才能真正意义上降低硅片生产成本。专利201010140008. X中提到了电泳分离的方法，采用常规电泳装置利用电场来实现硅与碳化硅的分离，其存在的主要问题是颗粒状态的硅与碳化硅并不是真正离子，两种颗粒在水平方向移向正负极板时空间位阻大、受重力影响大，分离不清晰；样品分类收集难，获得产品纯度低，需要增加很多次重复分离工作，产业化程度低。本发明采用垂直电泳装置达到分离单晶硅微粉与碳化硅微粉的目的，克服水平电泳带来的重力影响的问题，提高产品纯度。从而为我国光伏发电产业的可持续发展提供强有力的技术支持。
发明内容
本发明的目的，是提供一种新型硅片切割废砂浆中硅和碳化硅的分离装置。一种硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置，进口 1连接到垂直电泳槽筒体 2上，在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极；在电泳槽后1/5-1/3部分中间设置有隔板6，隔板将电泳槽隔成上下两室；上室连接到硅出口 3处，下室连接到碳化硅出口 4 处。外置电源5正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。所述的电泳槽可以采用注塑材料整体加工成形，或者采用金属材料分体做成。所述的电极材料可采用金属及合金或碳或陶瓷做成。电极形状可采用网状、片状、 棒状。所述硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置工作原理，在一定的条件下，硅粒子带负电荷受到向上的电泳场力，同时电解液为重液，其密度较大，重液作用下硅粒子同时受到向上的浮力。在电泳场力和浮力的共同作用下可以克服向下的重力。使硅粒子附着在顶部的阳极电极上。而碳化硅粒子在此条件下带正电荷受到向下的电场力的作用，同时其密度大于重液，在电场力和重力的作用下可以克服向上的浮力，从而使碳化硅粒子附着在底部的阴极电极上。在电极槽中间采用了隔板设计，使经电场分离开的硅与碳化硅实现了连续出料，提高纯度及效率。本发明硅与碳化硅分离回收装置取得的技术进步(1)本发明涉及到的固固垂直电泳分离装置，克服了水平电泳带来的重力影响的问题，提高了产品纯度。(2)本发明涉及到的固固垂直电泳分离装置，中间采用了隔板设计，有利于分离开的硅与碳化硅的连续出料，提高效率。
图1 本发明的硅与碳化硅分离装置电泳槽结构图。图2 本发明的硅与碳化硅分离装置工作原理图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图1，图2，对本发明作进一步详细说明。本发明所涉及的硅与碳化硅分离装置工作原理如下将处理好的废砂浆重液悬浮液，由分离装置进口管1进入垂直电泳分离槽2中。由外置电源5接通电泳槽中的电极。垂直电泳槽上方为阳极电极，下方为阴极电极。电压控制在1V-10V，在重液悬浮力和电场力的共同作用下，阳极电极附近蓄积了一些硅粒子，阴极电极附近蓄积了一些碳化硅粒子，流动过程中遇到了隔板6，将两部分粒子进行了分离。实施例1:一种硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置，垂直电泳槽采用有机玻璃注塑加工而成。阳极采用钛板电极，阴极采用铜板电极。进口 1连接到垂直电泳槽筒体2上，在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极。在电泳槽后1/5部分中间设置有隔板6， 隔板将电泳槽隔成上下两室；上室连接到硅出口 3处，下室连接到碳化硅出口 4处。外置电源5正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。实施例2:一种硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置，垂直电泳槽采用不锈钢加工而成。阳极采用涂层钛网电极，阴极采用石墨网孔电极。。进口 1连接到垂直电泳槽筒体2上， 在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极。在电泳槽后1/3部分中间设置有隔板 6，隔板将电泳槽隔成上下两室；上室连接到硅出口 3处，下室连接到碳化硅出口 4处。外置电源5正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。实施例3:一种硅片切割废砂浆中硅与碳化硅分离回收装置，垂直电泳槽采用不锈钢分体加工而成。阳极采用二氧化锡陶瓷棒电极，阴极采用石墨棒电极。进口 1连接到垂直电泳槽筒体2上，在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极。在电泳槽后1/4部分中间设置有隔板6，隔板将电泳槽隔成上下两室；上室连接到硅出口 3处，下室连接到碳化硅出口 4 处。外置电源5正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。从以上装置可知，本发明针对硅片切割废砂浆中硅与碳化硅进行了分离回收。本发明涉及到的固固垂直电泳分离装置克服了水平电泳带来的重力影响的问题，提高了产品纯度。本发明涉及到的固固垂直电泳分离装置，中间采用了隔板设计，有利于分离开的硅与碳化硅的连续出料，提高效率。
权利要求
1.一种用于硅与碳化硅分离回收装置，其特征是进口(1)连接到垂直电泳槽筒体(2) 上，在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极；在电泳槽后1/5-1/3部分中间设置有隔板(6)，隔板将电泳槽隔成上下两室；上室连接到硅出口( 处，下室连接到碳化硅出口(4)处；外置电源(5)正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。
2.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于电泳槽采用注塑材料整体加工成形， 或者采用金属材料分体做成。
3.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于电极材料采用金属及合金或碳或陶瓷做成。
4.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于电极形状为网状、片状或棒状。
全文摘要
本发明涉及一种用于硅与碳化硅分离回收装置，进口连接到垂直电泳槽筒体上，在垂直电泳槽中上方为阳极电极，下方为阴极电极。在垂直电泳槽后面部分中间用一个隔板隔成上下两室。上室连接到硅出口处，下室连接到碳化硅出口处。外置电源正极连接到阳极电极上，负极连接到阴极电极上。本发明在电泳槽中间采用了隔板设计，使经电场分离开的硅与碳化硅实现了连续出料，提高纯度及效率。
文档编号C01B31/36GK102172475SQ201110044908
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者丁辉, 吴巍, 张瑞玲, 李鑫钢, 王哲, 罗伟 申请人:天津大学