专利名称：一种氮化硅回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氮化硅回收技术，尤其涉及一种氮化硅回收装置。
背景技术：
目前，在多晶硅的生产铸造过程中，一般包括步骤步骤A，在石英坩埚表面涂覆涂层。该涂层采用价格昂贵的高纯度氮化硅制造；步骤B，将多晶硅在坩埚内进行铸锭；步骤C，多晶硅铸锭完成后，从石英坩埚表面脱离，得到锭状的多晶硅，这个过程称为“脱模”。上述步骤C中，当多晶硅脱模后，表面涂覆有高纯氮化硅的坩埚被当作废弃物丢弃掉。由于坩埚表面涂覆的氮化硅制造成本高昂，直接丢弃，将造成资源的严重浪费；同时， 将表层涂覆有氮化硅的坩埚直接丢弃掉也将对环境造成一定的污染。但是，铸锭后的坩埚含有的杂质较多，将其中的氮化硅直接取出或经过简单的清洗后，应用到具体的生产实践中也并不实际。因此，如何从废弃物中回收纯度较高的氮化硅，降低废弃物对环境的污染， 一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种氮化硅回收装置，可以从废弃物中回收氮化硅，降低废弃物对环境的污染。为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种氮化硅回收装置，包括酸洗设备，所述酸洗设备设有用于对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理的酸洗槽；与所述酸洗设备相连接的，用于对所述酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的固液分离设备。其中，所述酸洗槽的内表面涂覆有耐酸耐磨层；所述酸洗槽中设有加速反应器，所述加速反应器包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种。其中，所述固液分离设备包括具有滤布的压滤机或具有滤布的离心机，所述滤布的目数为100 2000目。其中，所述氮化硅回收装置还包括与所述固液分离设备相连接的，用于将所述固液分离设备回收的氮化硅进行细化处理的分散设备。其中，所述分散设备包括球磨机、搅拌超声机和高速分散机中的任一种或多种；其中，所述球磨机设有球磨室，所述搅拌超声机设有搅拌室，所述高速分散机设有分散室；所述球磨室、搅拌室和分散室的内表面均涂覆有耐磨塑料层。本实用新型实施例还提供了一种氮化硅回收装置，包括碱洗设备，所述碱洗设备设有用于对包括氮化硅的废弃物进行碱洗处理的碱洗槽；与所述碱洗设备相连接的，用于对所述碱洗设备进行碱洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的第一固液分离设备；与所述第一固液分离设备相连接的酸洗设备，所述酸洗设备设有用于对所述第一固液分离设备输出的氮化硅进行酸洗处理的酸洗槽；与所述酸洗设备相连接的，用于对所述酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的第二固液分离设备。其中，所述碱洗槽的内表面涂覆有耐碱耐磨层，所述酸洗槽的内表面涂覆有耐酸耐磨层；所述碱洗槽和酸洗槽中均设有加速反应器，所述加速反应器包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种。其中，所述第一固液分离设备和第二固液分离设备均包括具有滤布的压滤机或具有滤布的离心机，所述滤布的目数为100 2000目。其中，所述氮化硅回收装置还包括与所述第二固液分离设备相连接的，用于将所述第二固液分离设备回收的氮化硅进行细化处理的分散设备。其中，所述分散设备包括球磨机、搅拌超声机和高速分散机中的任一种或多种；其中，所述球磨机设有球磨室，所述搅拌超声机设有搅拌室，所述高速分散机设有分散室；且所述球磨室、搅拌室和分散室的内表面均涂覆有耐磨塑料层。实施本实用新型实施例，具有如下有益效果本实用新型实施例采用酸洗设备对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理，以溶解废弃物中的杂质，得到氮化硅混合液；采用固液分离设备将氮化硅从氮化硅混合液中分离出来，实现回收废弃物中氮化硅的目的。由于废弃物中的氮化硅被回收，实现了氮化硅的重新利用，从而节约了资源；另外，还避免了废弃物被直接丢弃，降低了废弃物对环境的污染。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第一实施例的结构示意图；图2是本实用新型实施例的酸洗槽的实施例的结构示意图；图3是本实用新型实施例的压滤机的实施例的结构示意图；图4是本实用新型实施例的三足式离心机的实施例的结构示意图；图5是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第二实施例的结构示意图；图6是本实用新型实施例的球磨机的实施例的结构示意图；图7是本实用新型实施例的搅拌超声机的实施例的结构示意图；图8是本实用新型实施例的高速分散机的实施例的结构示意图；图9是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第三实施例的结构示意图；图10是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第四实施例的结构示意图；具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参考图1，是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第一实施例的结构示意图， 所述氮化硅回收装置1包括酸洗设备10和固液分离设备11。其中，酸洗设备10，用于对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理，得到氮化硅混合液。该废弃物可以是含有杂质的氮化硅，比如表面涂覆有氮化硅层的石英坩埚碎片。可以理解的是，该废弃物也可以是采用硅粉氮化法、自蔓延烧结法等方法生产出来的纯度较低的氮化硅。在本实施例中，酸洗设备10设有具有容器空间的酸洗槽，该酸洗槽内装有酸性水溶液，该酸洗槽的内表面涂覆有耐酸耐磨层，该耐酸耐磨层可以是二氧化硅陶瓷层或聚四氟乙烯层。酸洗槽内表面设置的耐酸耐磨层可以有效防止酸性水溶液对酸洗槽的侵蚀，同时有效防止废弃物对酸洗槽内表面的磨损。在酸洗槽中，设置有加速反应器，加速反应器可以包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种，从而加速酸洗槽内废弃物与酸性水溶液的反应。请参考图2，是本实用新型实施例的酸洗槽的实施例的结构示意图，该酸洗槽包括酸洗槽体101、由酸洗槽体101围合而成的方形的容置空间102、设置在酸洗槽中部的搅拌器103和设置在酸洗槽两侧的加热管104，同时，酸洗槽体101的内表面还涂覆有耐酸耐磨层(图中未示出)。实际使用中，将酸性水溶液注入容置空间102内，同时将包括氮化硅的废弃物放入容置空间102内，启动搅拌器103和加热管104加速对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理，得到氮化硅混合液。固液分离设备11，与酸洗设备10相连接，用于对酸洗设备10进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理，得到氮化硅。在本实施例中，固液分离设备11包括具有滤布的压滤机或具有滤布的离心机，离心机还可以是三足式离心机，且滤布的目数在100 2000目之间。其中，目数是在物理学中衡量物料的粒度或粗细度的量，其一般是指筛网中， 1英寸线段内的孔数。请参考图3和图4，分别是本实用新型实施例的压滤机110和三足式离心机111的实施例的结构示意图。本实施例中的压滤机110和三足式离心机111的具体结构与现有技术相同，在此不赘述。实际应用中，按照图1所示的结构组装酸洗设备10和固液分离设备11后，将酸性水溶液注入酸洗槽中，该酸性水溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、亚硝酸、碳酸、醋酸、氢氟酸中的任意一种或多种，用于溶解废弃物中的金属和氧化物等溶于酸的杂质；然后将包括氮化硅的废弃物倒入酸洗槽中，同时启动加速反应器，待废弃物与酸性水溶液反应一定时间 (比如48小时)后，将得到的氮化硅混合液倒入或通过抽水泵抽入与酸洗设备10相连接的固液分离设备11中；启动固液分离设备11，对氮化硅混合液进行2至10次的洗涤，使氮化硅混合液的酸碱度PH = 7，然后去除氮化硅混合液中多余的液体，回收得到高纯度的氮化娃。本实施例中，酸洗设备10中，废弃物中的金属和其它杂质与酸性水溶液进行反应，溶于酸性水溶液，得到氮化硅混合液；固液分离设备11中，氮化硅混合液经过多次洗涤，最终将氮化硅从混合液中回收出。由于固液分离设备11回收的氮化硅纯度较高，可以重新应用到生产实践中，实现了氮化硅的二次利用，从而节约了资源；同时由于废弃物没有被直接丢弃掉，降低了废弃物对环境造成的污染。请参考图5，是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第二实施例的结构示意图， 所述氮化硅回收装置1与图1所示的氮化硅回收装置1的装配和动作原理基本相同，唯一的区别点在于，所述氮化硅回收装置1还包括分散设备12。分散设备12，与固液分离设备11相连接，用于对固液分离设备11分离出的氮化硅进行细化处理。本实施例中，分散设备12包括球磨机、搅拌超声机和高速分散机中的任一种或多种。球磨机设有球磨室，搅拌超声机设有搅拌室，高速分散机设有分散室，且球磨室、搅拌室和分散室的内表面均涂覆有耐磨塑料层，以防止氮化硅在细化过程中对球磨室、搅拌室和分散室的磨损；在一种实施方式中，耐磨塑料层包括聚四氟乙烯层。固液分离设备11回收得到的氮化硅通常为粒径较大的氮化硅颗粒，无法直接应用于生产实践中；采用分散设备12可以将粒径较大的氮化硅颗粒进行包括研磨或磨碎的细化处理，得到粒径较小的氮化硅颗粒，方便在后续的生产实践中直接使用氮化硅。请参考图6为本实用新型实施例的球磨机6的实施例的结构示意图；球磨机6包括球磨室60和设置在球磨室60内的球磨罐61，通过球磨珠使放入球磨罐61中的氮化硅磨碎和磨细，达到细化的目的。另外，在球磨室60的内表面还涂覆有由聚四氟乙烯制成的耐磨塑料层(图中未示出)，球磨罐61采用氮化硅或玛瑙等材质制成。请参见图7，为本实用新型实施例的搅拌超声机7的实施例的结构示意图；搅拌超声机7包括搅拌室71、设置在搅拌室71中部的搅拌器72和设置在搅拌室底部的超声波发生器73，通过搅拌器72的搅拌作用配合超声波发生器3发出的超声波使氮化硅细化。另外在搅拌室71的内表面还涂覆有由聚四氟乙烯制成的耐磨塑料层。请参见图8，为本实用新型实施例的高速分散机8的实施例的结构示意图；高速分散机8包括高速分散室81和设置在高速分散室中的搅拌器82，在高速分散室81的内表面与搅拌器82上均涂覆有由聚四氟乙烯制成的耐磨塑料层(图中未示出)。请参考图9，是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第三实施例的结构示意图， 所述氮化硅回收装置1包括碱洗设备30、第一固液分离设备31、酸洗设备10和第二固液分离设备33。其中，碱洗设备30，用于对包括氮化硅的废弃物进行碱洗处理，得到氮化硅混合液。该废弃物可以是含有杂质的氮化硅，比如表面涂覆有氮化硅层的石英坩埚碎片。可以理解的是，该废弃物也可以是采用硅粉氮化法、自蔓延烧结法等方法生产出来的纯度较低的氮化硅。本实施例中，碱洗设备30包括具有容置空间的碱洗槽。碱洗槽内装有碱性水溶液，碱洗槽的表面涂覆有耐碱耐磨层，耐碱耐磨层可以是聚四氟乙烯层。碱洗槽内表面涂覆的耐碱耐磨层可以有效防止碱性水溶液对碱洗槽内表面的侵蚀，同时防止废弃物对碱洗槽内表面的磨损。另外，在碱洗槽中，还设置有加速反应器，加速反应器可以包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种，加速反应器加快了废弃物与碱性水溶液的反应速度，提高了工作效率。在一种实施方式中，碱洗槽由图2所示的酸洗槽改造而成，具体地，将酸洗槽体 101内表面涂覆的耐酸耐磨层替换为耐碱耐磨层。第一固液分离设备31，与碱洗设备30相连接，用于对所述碱洗设备30进行碱洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理，得到低纯度的氮化硅。本实施例的第一固液分离设备31可以与图1中所示的固液分离设备11的结构相同，在此不再赘述。酸洗设备10，与第一固液分离设备31相连接，酸洗设备10设有用于对所述第一固液分离设备31分离得到的氮化硅进行酸洗处理的酸洗槽。本实施例的酸洗设备10可以与图1中所示的酸洗设备10的结构相同，在此不再赘述。第二固液分离设备33，与酸洗设备10相连接，用于对酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理，得到氮化硅。本实施例的第二固液分离设备33可以与图1中所示的固液分离设备11的结构相同，在此不再赘述。实际应用中，按照图9所示的结构组装氮化硅回收装置后，向碱洗槽中注入碱性水溶液，碱性水溶液包括氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化钡等中的任一种或多种的水溶液；然后将含有杂质的氮化硅废弃物倒入碱洗槽中，去除废弃物中硅、硅的氧化物和其它的可溶于碱性水溶液的杂质后，得到氮化硅混合液；将氮化硅混合液倒入或通过水泵等抽水装置抽入第一固液分离设备31中，第一固液分离设备31对氮化硅混合液进行2至10次的洗涤，使氮化硅混合液的酸碱度PH = 7，然后去除氮化硅混合液中的大部分液体，回收得到低纯度的氮化硅；将低纯度的氮化硅倒入已经注入了酸性水溶液的酸洗槽中，去除低纯度氮化硅中的金属和其它可溶于酸性水溶液的杂质后，得到氮化硅混合液; 将氮化硅混合液倒入或采用水泵抽入第二固液分离设备33中，对氮化硅混合液进行2至10 次的洗涤，使氮化硅混合液的酸碱度PH = 7，然后去除氮化硅混合液中的大部分液体，得到纯度较高的氮化硅。本实施例通过碱洗设备30去除了废弃物中硅、硅的氧化物等易溶于碱性水溶液的杂质；通过酸洗设备10去除了废弃物中金属等易溶于酸性水溶液的杂质；由于废弃物中的溶于碱性水溶液和溶于酸性水溶液的杂质均得到了去除，从而使得回收的氮化硅具有更高的纯度，适应于对氮化硅纯度要求更高的生产实践中使用。请参考图10，是本实用新型实施例的氮化硅回收装置的第四实施例的结构示意图，所述氮化硅回收装置1与图9所示的氮化硅回收装置1的装配和动作原理基本相同，唯一的区别点在于，本实施例中，所述氮化硅回收装置1还包括分散设备12，与第二固液分离设备34相连接，用于对第二固液分离设备34回收的氮化硅进行细化处理。本实施例的分散设备12可以与图5所示的分散设备12的结构相同，在此不再赘述。[0072] 以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种氮化硅回收装置，其特征在于，包括酸洗设备，所述酸洗设备设有用于对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理的酸洗槽；与所述酸洗设备相连接的，用于对所述酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的固液分离设备。
2.如权利要求1所述的氮化硅回收装置，其特征在于，所述酸洗槽的内表面涂覆有耐酸耐磨层；所述酸洗槽中设有加速反应器，所述加速反应器包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种。
3.如权利要求1所述的氮化硅回收装置，其特征在于，所述固液分离设备包括具有滤布的压滤机或具有滤布的离心机，所述滤布的目数为100 2000目。
4.如权利要求1-3中任一项所述的氮化硅回收装置，其特征在于，还包括与所述固液分离设备相连接的，用于将所述固液分离设备回收的氮化硅进行细化处理的分散设备。
5.如权利要求4所述的氮化硅回收装置，其特征在于，所述分散设备包括球磨机、搅拌超声机和高速分散机中的任一种或多种；其中，所述球磨机设有球磨室，所述搅拌超声机设有搅拌室，所述高速分散机设有分散室；所述球磨室、搅拌室和分散室的内表面均涂覆有耐磨塑料层。
6.一种氮化硅回收装置，其特征在于，包括碱洗设备，所述碱洗设备设有用于对包括氮化硅的废弃物进行碱洗处理的碱洗槽；与所述碱洗设备相连接的，用于对所述碱洗设备进行碱洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的第一固液分离设备；与所述第一固液分离设备相连接的酸洗设备，所述酸洗设备设有用于对所述第一固液分离设备输出的氮化硅进行酸洗处理的酸洗槽；与所述酸洗设备相连接的，用于对所述酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的第二固液分离设备。
7.如权利要求6所述氮化硅回收装置，其特征在于，所述碱洗槽的内表面涂覆有耐碱耐磨层，所述酸洗槽的内表面涂覆有耐酸耐磨层；所述碱洗槽和酸洗槽中均设有加速反应器，所述加速反应器包括搅拌器、加热管、超声波发生器和微波发生器中的任一种或多种。
8.如权利要求6所述的氮化硅回收装置，其特征在于，所述第一固液分离设备和第二固液分离设备均包括具有滤布的压滤机或具有滤布的离心机，所述滤布的目数为100 2000目。
9.如权利要求6-8中任一项所述的氮化硅回收装置，其特征在于，还包括与所述第二固液分离设备相连接的，用于将所述第二固液分离设备回收的氮化硅进行细化处理的分散设备。
10.如权利要求9所述的氮化硅回收装置，其特征在于，所述分散设备包括球磨机、搅拌超声机和高速分散机中的任一种或多种；其中，所述球磨机设有球磨室，所述搅拌超声机设有搅拌室，所述高速分散机设有分散室；且所述球磨室、搅拌室和分散室的内表面均涂覆有耐磨塑料层。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种氮化硅回收装置，包括酸洗设备，所述酸洗设备设有用于对包括氮化硅的废弃物进行酸洗处理的酸洗槽；与所述酸洗设备相连接的，用于对所述酸洗设备进行酸洗处理后得到的氮化硅混合液进行回收处理的固液分离设备。采用本实用新型，可以从废弃物中回收氮化硅，从而节约资源，降低废弃物对环境的污染。
文档编号C01B21/068GK202201710SQ201120258870
公开日2012年4月25日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者丁剑, 刘海, 吕东, 胡动力, 董一迪 申请人:江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司