专利名称：一种碳化硅微粉中游离碳的去除方法
技术领域：
本发明涉及碳化硅切割专用刃料微粉的生产技术领域，特别是涉及一种碳化硅微粉中游离碳的去除方法。
背景技术：
碳化硅是以硅石和无烟煤或石油焦为主要原料在高温电阻炉里冶炼形成，呈黑色或绿色。它的特点是脆而锋利，具有高温热稳定性、高热传导性、耐酸碱腐蚀性、低膨胀系数、抗热震好等一系列的优良性能。太阳能晶硅片切割专用刃料是碳化硅原料经过破碎、分级等一系列加工工序后形成的具有特定粒径范围(一般在6 12 m左右)和特定形态的精细碳化硅微粉。由于晶硅片切割设备是晶体硅片生产的重要设备，从而太阳能晶硅片切割专用刃料的质量成为影 响切割工艺的重要因素之一。现阶段，用于制造太阳能电池的晶硅片成本约占太阳能电池生产成本的70%，因此晶体硅原料的利用率以及加工成本在很大程度上决定了整个光伏发电系统的成本，降低晶硅片厚度及破片率是降低晶硅片成本的关键，因此，提升太阳能晶硅片切割专用刃料产品的质量尤为重要。在碳化硅刃料微粉的生产过程中，去除碳化硅里的游离碳是一个重要环节，否则会影响后续工艺过程，继而影响产品的品质。目前，国内碳化硅行业普遍采用人工捞取或半自动捞取，这样去除游离碳的工艺不稳定、一致性差且用人、用时较多。捞取后的含碳较高的物质还需自然消解气泡，占用了很多的存储工具。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种工艺稳定，有效提高碳化硅刃料微粉的质量，消除游离碳泡沫的含气量，缩减游离碳泡沫的储存体积，减少环境污染，提高生产效率，降低生产成本的碳化硅微粉中游离碳的去除方法。为实现上述发明目的所采取的技术方案为
一种碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是在用纯水配制的含碳化硅40 - 70%的碳化硅微粉浆料中，加入起泡物质，充分搅拌使碳化硅浆料表层产生大量游离碳泡沫层，以负压吸附方式将上述游离碳泡沫层吸附到碳水吸附器中，收集收集器底部的碳化硅微粉。所述碳化硅微粉浆料在加入起泡物质之前，首先要经过化学除杂。所述化学除杂是指先用除铁机除铁，加入浓硫酸反应漂洗后，再加入氢氧化钠洗涤漂洗。所述起泡物质为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、聚乙二醇或松油醇，其加入量为O. 5 2L /3T碳化硅微粉。所述负压吸附方式是指采用内部可形成负压的刀头，该刀头为吸附端口带有拦截滤网的管道。所述碳水收集器为内部设置丝网的容器。本发明采用在碳化硅微粉浆料中加入起泡剂，然后对含碳气泡层进行消泡处理，从而确保了生产碳化硅微粉生产工艺点的稳定，增强了生产过程的处理能力，自动化程度较高。通过本发明方法可有效地去除碳化硅微粉中游离碳，将产品游离碳含量控制在O. 1%左右，产品质量好，生产效率高，生产成本低，同时消除了游离碳泡沫的含气量，去除游离碳占用容器小，降低了环境污染。本发明具有较强的生产推广应用性，适合大规模工业化生产碳化硅切割刃料的生产。
图I为本发明中刀头与碳水分离器的结构示意简图。
具体实施例方式下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。碳化硅刃料微粉的生产过程大都为，利用碳化硅粗料为原料，通过包括破碎、化学除杂、去除游离碳、水流分级，干燥、筛分等几个工序获得更精细的、满足符合用户需求的绿碳化硅产品。下面实施例主要针对本发明的去碳工艺。实施例I I、去除游离碳
I)碳化硅微粉经过输送机进入配浆槽，按40%的碳化硅含量比例加纯水进行配浆，搅拌均匀后用除铁机除铁，根据除铁后浆料内铁含量加入浓硫酸铁含量低于O. 15不用加浓硫酸；铁含量>0. 15需加入浓硫酸40kg/3T ;浆料中铁质与酸充分反应，经过三次漂洗后，加入氢氧化钠再进行三次洗涤漂洗，完成化学除杂过程，清洗后的料浆由砂浆泵输送至除碳槽去除游离碳。(此过程采用常规的化学除杂过程)。2)在除碳槽3 (内含3吨碳化硅)内加入O. 5L发泡剂十二烷基硫酸钠(K12)。(阴离子表面活性剂水溶液在机械作用力引入空气的情况下，产生大量泡沫。发泡剂的实质就是它的表面活性作用，没有表面活性作用，就不能发泡，也就不能成为发泡剂，表面活性是发泡的核心。)
3)充分搅拌1(Γ30分钟，使浆料表面形成大量含游离碳泡沫，使用引风机使刀头I内形成负压，来达到吸附碳化硅浆料表面游离碳层的功能。所述刀头为吸附端口带有拦截滤网的管道。刀头将表面漂浮物质隔离并将含游离碳泡沫吸附后送入碳水收集器2中。所述碳水收集器2为内部设有丝网的容器。含游离碳泡沫高速进入碳水收集器2后，高速冲击丝网完成对泡沫的消除，实现碳化硅物料及含碳水的分离，含碳水和碳化硅物料分别收集，碳化硅物料可通过收集器底部回收利用。2、水流分级工序
收集的碳化硅物料经砂浆泵输送到溢流缸内进行水流分级，通过精确控制分级水流量分选出满足不同粒度段的产品。分选出的各粒度段的产品，经运输管道进入各开号成品池内充分混合，混合后由砂浆泵输送到离心机内进行浓缩脱水(含水量约10%以下)。3、烘干工序
不同粒度段的物料分别通过螺旋输送机输送到闪蒸炉内进行干燥，干燥后的成品用输送机送至各开号料仓内待混配。4、混配工序
根据客户的具体要求确定产品中粒度范围，将待混配各规格物料打入混料机内，进一步充分混合，使产品粒度范围满足客户要求。实施例2
I、碳化硅微粉经过输送机进入配浆槽，按50%的碳化硅含量比例加纯水进行配浆，然 后采用现有技术的常规化学除杂过程进行除杂。2、在除碳槽3 (内含3吨碳化硅)内加入I. 5L发泡剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)0其它工艺同实施例I。实施例3
I、碳化硅微粉经过输送机进入配浆槽，按60%的碳化硅含量比例加纯水进行配浆，然后采用现有技术的常规化学除杂过程进行除杂。2、在除碳槽3 (内含3吨碳化硅)内加入2. OL发泡剂聚乙二醇。其它工艺同实施例I。实施例4
I、碳化硅微粉经过输送机进入配浆槽，按55%的碳化硅含量比例加纯水进行配浆，然后采用现有技术的常规化学除杂过程进行除杂。2、在除碳槽3 (内含3吨碳化硅)内加入I. OL发泡剂十二烷基硫酸钠(K12)。其它工艺同实施例I。实施例5
I、碳化硅微粉经过输送机进入配浆槽，按70%的碳化硅含量比例加纯水进行配浆，然后采用现有技术的常规化学除杂过程进行除杂。2、在除碳槽3 (内含3吨碳化硅)内加入I. 2L发泡剂松油醇。其它工艺同实施例I。
权利要求
1.一种碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是在用纯水配制的含碳化硅40 -70 %的碳化硅微粉浆料中，加入起泡物质，充分搅拌使碳化硅浆料表层产生大量游离碳泡沫层，以负压吸附方式将上述游离碳泡沫层吸附到碳水吸附器中，收集收集器底部的碳化硅微粉。
2.按照权利要求I所述的碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是所述碳化硅微粉浆料在加入起泡物质之前，首先要经过化学除杂。
3.按照权利要求2所述的碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是所述化学除杂是指先用除铁机除铁，加入浓硫酸反应漂洗后，再加入氢氧化钠洗涤漂洗。
4.按照权利要求I所述的碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是所述起泡物质为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、聚乙二醇或松油醇，其加入量为O. 5 2L /3T碳化硅微粉。
5.按照权利要求I所述的碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是所述负压吸附方式是指采用内部可形成负压的刀头(I )，该刀头为吸附端口带有拦截滤网的管道。
6.按照权利要求I所述的碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是所述碳水收集器(2)为内部设置丝网的容器。
全文摘要
本发明涉及一种碳化硅微粉中游离碳的去除方法，其特征是在用纯水配制的含碳化硅40－70％的碳化硅微粉浆料中，加入起泡物质，充分搅拌使碳化硅浆料表层产生大量游离碳泡沫层，以负压吸附方式将上述游离碳泡沫层吸附到碳水吸附器中，收集收集器底部的碳化硅微粉。本发明采用在碳化硅微粉浆料中加入起泡剂，然后对含碳气泡层进行消泡处理，从而确保了生产碳化硅微粉生产工艺点的稳定，增强了生产过程的处理能力，自动化程度较高。通过本发明方法可有效地去除碳化硅微粉中游离碳，将产品游离碳含量控制在0.1%左右，产品质量好，生产效率高，生产成本低，同时消除了游离碳泡沫的含气量，去除游离碳占用容器小，降低了环境污染。
文档编号C01B31/36GK102923705SQ20121047860
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者李风光, 肖佳, 杨志军, 刘尖, 曹龙 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司