本发明具体涉及一种硅料的清洗工艺。
背景技术：
在光伏行业或半导体技术领域中，生产硅片时，要对硅棒或硅锭进行切方处理，剩下的叫头尾、边皮料。这些头尾、边皮料上由于表面氧化物、表面杂质和在物流、储存时出现的杂质侵入以及切割时金属离子的转移、切割液的残留等原因，其表面会积存一些污物。当这些头尾、边皮料重新利用时，需要将其上所积存的污物清洗干净。
传统的清洗方法是采用酸腐清洗，有采用混酸(hf和hno3)清洗30-45s；还有采用了强酸进行清洗，清洗后用强碱进行中和。由于酸腐工艺简单，效率高，一度受到人们的青睐，但仍存在以下不足：①在腐蚀工艺过程中，将产生大量的酸雾，酸雾处理工艺复杂，容易发生安全事故，造成人员安全事故，对人的健康有危害；②硅料腐蚀后的酸碱废液：废气、废液排放处理成本高，并且由于酸腐时使用大量的hf，用洗涤法处理含氟废气的洗涤水，排入环境后，会造成水体和土壤的污染，含氟烟尘沉降或受降水淋洗，由于其使用后无法回收，含氟物质将直接进入植物内部、土壤、草地、水系、动物体内等会使土壤和地下水受污染，对我们的生活环境造成最直接的影响；③酸、碱腐蚀硅料原理是使硅料表面整体剥落一层，深度达100-300μm，硅料损耗达1-5％，浪费大。
有鉴于此，有必要提出一种损耗率低、保护环境的硅料清洗工艺。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种硅料的清洗方法，该清洗方法操作简单，采用弱酸弱碱进行清洗，降低了成本，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种硅料的清洗工艺，包括以下步骤：
(1)酸洗：将硅料浸泡在25-35℃的酸性起泡试剂中25-35min，得酸洗后的硅料；
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料取出，并喷淋漂洗2-3次，得喷淋漂洗后的硅料；所述喷淋漂洗为喷淋、快排、漂洗；
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在质量分数为2-4％的碱性清洗剂溶液中，在30-60℃下，超声清洗6-10min，得碱洗后的硅料；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在质量分数为4-6％的酸性中和剂溶液中，在30-60℃下，超声清洗6-10min，得中和后的硅料；
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡在超纯水中，在30-60℃下，超声清洗6-10min，得超声清洗后的硅料；
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作，至冲洗后的水的电阻率不小于8mω·cm，得冲洗后的硅料；
(7)将冲洗后的硅料烘干、包装。
进一步的，所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水。
再进一步的，所述盐酸的质量分数小于5％；
所述复合去油剂的质量分数小于11％。
进一步的，所述步骤(1)中，所述酸性起泡试剂的温度为30℃，浸泡时间为30min；
所述步骤(3)中，所述超声清洗的频率为35-45hz；
所述步骤(4)中，所述超声清洗的频率为35-45hz；
所述步骤(5)中，所述超声清洗的频率为35-45hz；
所述步骤(6)中，重复浸泡、冲洗的操作3次；
所述步骤(7)中，所述烘干温度大于110℃。
再进一步的，所述步骤(7)中，所述烘干为高温鼓风烘干。
进一步的，所述步骤(1)中，所述硅料为块状多晶料、头尾料和边皮料。
进一步的，所述步骤(3)中，所述碱性清洗剂溶液的质量分数为3％；
所述步骤(4)中，所述酸性中和剂溶液的质量分数为5％。
进一步的，所述步骤(3)中，所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，所述氢氧化钾的质量分数小于5％。
进一步的，所述步骤(4)中，所述酸性中和剂溶液包括：有机酸、氧化钙、氧化镁、螯合剂的混合体和水；所述有机酸包括：醋酸；
所述醋酸的质量分数小于10％。
进一步的，所述清洗工艺还包括步骤(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
本发明所述的一种硅料的清洗工艺，
1、本发明所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果。
2、本发明所述的一种硅料的清洗工艺，采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，并且清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)。
3、本发明所述的一种硅料的清洗工艺，该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率可以达到99.8％；成晶率可提升至5％，成本大幅度降低。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种硅料的清洗工艺，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种硅料的清洗工艺，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
在详细阐述本发明一种硅料的清洗工艺之前，有必要对本发明中提及的原料和方法等做进一步说明，以达到更好的效果。
本发明实施例中采用的原材料和设备均为市售的。
本发明采用弱酸弱碱进行清洗，降低了成本，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果，并且工艺简单易操作。通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，试验并推广清洗剂组分可生物降解、环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)的seh清洗工艺。
seh清洗工艺适用于半自动清洗机清洗正常硅料，该硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料，不适用于埚底料，墩埚料，疏松多晶料等异常或表面较脏的硅料。
seh清洗工艺，主要成分为弱酸弱碱，从字面意思看，表示安全(safety)、环保(environment)、健康(health)的一种清洗工艺。采用seh清洗硅料表面后，硅料光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，清洗成品率可以达到99.8％；成晶率可以提升至5％。
金属原子或离子与含有两个或连两个以上配位原子的配位体作用，生成具有环状结构的络合物，该络合物叫做螯合物。能生成螯合物的这种配体物质叫螯合剂，也成为络合剂，又称螯合配体、螯合基团(或多齿配体)。本发明采用的为螯合剂的混合体，包括至少两种的螯合剂，所采用的螯合剂为常规的螯合剂。
在了解了上述原料和方法等之后，下面将结合具体实施例对本发明一种硅料的清洗工艺做进一步的详细介绍：
实施例1.
具体操作步骤如下：
(1)酸洗：在提前准备好的1#槽(规定容积)内加入定量的(淹没硅料)酸性起泡试剂(所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水；其中，盐酸的质量分数为4％，复合去油剂的质量分数为10％)，将硅料浸泡在25℃的酸性起泡试剂中35min，得酸洗后的硅料；
所述硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料。
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料装入专用工装夹具(不超过总体积三分之二)中，将其放入2#槽内，并喷淋、快排、漂洗，重复喷淋、快排、漂洗的操作3次，得喷淋漂洗后的硅料。
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在装有质量分数为2％的碱性清洗剂溶液的3#槽内，在60℃、45hz下，超声清洗6min，得碱洗后的硅料；所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，氢氧化钾的质量分数为4％；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在装有质量分数为4％的酸性中和剂溶液的4#槽内，在60℃、45hz下，超声清洗6min，得中和后的硅料；所述酸性中和剂包括：乙酸、氧化钙、氧化镁、焦磷酸钠、油基羟丙基磺酸酯、醋酸和水，醋酸的质量分数小于10％。
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡依次转入装有超纯水的5#槽、6#槽内，在30℃、45hz下，超声清洗10min，得超声清洗后的硅料。
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料转入漂洗盆中浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作3次，用ph计检测最后一道漂洗工序纯水为中性，水质电阻率≥8mω·cm，确认清洗效果合格，得冲洗后的硅料。
(7)将冲洗后的硅料通过高温鼓风烘干，烘干温度大于110℃，烘干后包装。
(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
经过常规的中宁酸腐蚀工艺清洗后硅料表面光面、断面、切面光亮、色度均匀、无异物，无杂色，其清洗成品率达到98.61％，平均成晶率达到了81.64％，清洗成本为4.75元/kg,。
本实施例清洗后硅料表面光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，其清洗成品率达到99.4％，提高了1.08％；平均成晶率达到了83.79％，提高了2.15％；清洗成本为1.86元/kg，降低了2.89元/kg，成本降低了60.84％。
本发明实施例所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果；并且采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)；还有该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率达到99.4％；成晶率提升了2.15％，成本降低了60.84％。
实施例2.
具体操作步骤如下：
(1)酸洗：在提前准备好的洁净pp盒内加入定量的(淹没硅料)酸性起泡试剂(所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水；其中，盐酸的质量分数为4％，复合去油剂的质量分数为10％)，将硅料浸泡在35℃的酸性起泡试剂中25min，得酸洗后的硅料；
所述硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料。
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料装入专用工装夹具(不超过总体积三分之二)中，将其放入2#槽内，并喷淋、快排、漂洗，重复喷淋、快排、漂洗的操作2次，得喷淋漂洗后的硅料。
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在装有质量分数为4％的碱性清洗剂溶液的3#槽内，在30℃、35hz下，超声清洗10min，得碱洗后的硅料；所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，氢氧化钾的质量分数为4％；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在装有质量分数为6％的酸性中和剂溶液的4#槽内，在30℃、35hz下，超声清洗10min，得中和后的硅料；所述酸性中和剂包括：丁二酸、氧化钙、氧化镁、螯合剂的混合体、醋酸和水，醋酸的质量分数为9％。
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡依次转入装有超纯水的5#槽、6#槽内，在60℃、35hz下，超声清洗6min，得超声清洗后的硅料。
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料转入漂洗盆中浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作3次，用ph计检测最后一道漂洗工序纯水为中性，水质电阻率≥8mω·cm，确认清洗效果合格，得冲洗后的硅料。
(7)将冲洗后的硅料通过高温鼓风烘干，烘干温度为120℃，再包装。
(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
经过常规的中宁酸腐蚀工艺清洗后硅料表面光面、断面、切面光亮、色度均匀、无异物，无杂色，其清洗成品率达到98.61％，平均成晶率达到了81.64％，清洗成本为4.75元/kg,。
本实施例清洗后硅料表面光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，其清洗成品率达到99.3％，提高了1.08％；平均成晶率达到了84.12％，提高了2.48％；清洗成本为1.81元/kg，降低了2.94元/kg，成本降低了61.89％。
本发明实施例所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果；并且采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)；还有该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率达到99.3％；成晶率提高了2.48％，成本降低了61.89％。
实施例3.
具体操作步骤如下：
(1)酸洗：在提前准备好的1#槽(规定容积)内加入定量的(淹没硅料)酸性起泡试剂(所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水；其中，盐酸的质量分数为3％，复合去油剂的质量分数为10％)，将硅料浸泡在30℃的酸性起泡试剂中30min，得酸洗后的硅料；
所述硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料。
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料装入专用工装夹具(不超过总体积三分之二)中，将其放入2#槽内，并喷淋、快排、漂洗，重复喷淋、快排、漂洗的操作3次，得喷淋漂洗后的硅料。
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在装有质量分数为3％的碱性清洗剂溶液的3#槽内，在50℃、40hz下，超声清洗8min，得碱洗后的硅料；所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，氢氧化钾的质量分数为4％；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在装有质量分数为5％的酸性中和剂溶液的4#槽内，在45℃、40hz下，超声清洗8min，得中和后的硅料；所述酸性中和剂包括：乙二酸、氧化钙、氧化镁、螯合剂的混合体、醋酸和水，醋酸的质量分数为8％。
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡依次转入装有超纯水的5#槽、6#槽内，在50℃、40hz下，超声清洗8min，得超声清洗后的硅料。
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料转入漂洗盆中浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作3次，用ph计检测最后一道漂洗工序纯水为中性，水质电阻率≥8mω·cm，确认清洗效果合格，得冲洗后的硅料。
(7)将冲洗后的硅料通过高温鼓风烘干，烘干温度为130℃，包装。
(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
经过常规的中宁酸腐蚀工艺清洗后硅料表面光面、断面、切面光亮、色度均匀、无异物，无杂色，其清洗成品率达到98.61％，平均成晶率达到了81.64％，清洗成本为4.75元/kg,。
本实施例清洗后硅料表面光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，其清洗成品率达到99.8％，提高了1.08％；平均成晶率达到了86.72％，提高了5.08％；清洗成本为1.61元/kg，降低了3.14元/kg，成本降低了66.11％。
本发明实施例所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果；并且采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)；还有该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率达到99.8％；成晶率提高了5.08％，成本降低了66.11％。
实施例4.
具体操作步骤如下：
(1)酸洗：在提前准备好的1#槽(规定容积)内加入定量的(淹没硅料)酸性起泡试剂(所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水；其中，盐酸的质量分数为3％，复合去油剂的质量分数为10％)，将硅料浸泡在28℃的酸性起泡试剂中32min，得酸洗后的硅料；
所述硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料。
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料装入专用工装夹具(不超过总体积三分之二)中，将其放入2#槽内，并喷淋、快排、漂洗，重复喷淋、快排、漂洗的操作3次，得喷淋漂洗后的硅料。
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在装有质量分数为3％的碱性清洗剂溶液的3#槽内，在40℃、45hz下，超声清洗7min，得碱洗后的硅料；所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，氢氧化钾的质量分数为3％；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在装有质量分数为5％的酸性中和剂溶液的4#槽内，在50℃、45hz下，超声清洗7min，得中和后的硅料；所述酸性中和剂包括：甲酸、氧化钙、氧化镁、螯合剂的混合体、醋酸和水，醋酸的质量分数为9％。
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡依次转入装有超纯水的5#槽、6#槽内，在40℃、45hz下，超声清洗10min，得超声清洗后的硅料。
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料转入漂洗盆中浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作3次，用ph计检测最后一道漂洗工序纯水为中性，水质电阻率≥8mω·cm，确认清洗效果合格，得冲洗后的硅料。
(7)将冲洗后的硅料通过高温鼓风烘干，烘干温度大于110℃，包装。
(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
经过常规的中宁酸腐蚀工艺清洗后硅料表面光面、断面、切面光亮、色度均匀、无异物，无杂色，其清洗成品率达到98.61％，平均成晶率达到了81.64％，清洗成本为4.75元/kg,。
本实施例清洗后硅料表面光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，其清洗成品率达到99.6％，提高了1.08％；平均成晶率达到了85.25％，提高了3.61％；清洗成本为1.74元/kg，降低了3.01元/kg，成本降低了63.37％。
本发明实施例所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果；并且采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)；还有该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率达到99.6％；成晶率提升了3.61％，成本降低了63.37％。
实施例5.
具体操作步骤如下：
(1)酸洗：在提前准备好的1#槽(规定容积)内加入定量的(淹没硅料)酸性起泡试剂(所述酸性起泡试剂包括：盐酸、复合驱油剂和水；其中，盐酸的质量分数为4％，复合去油剂的质量分数为10％)，将硅料浸泡在35℃的酸性起泡试剂中30min，得酸洗后的硅料；
所述硅料主要包括块状多晶料(除疏松料)、头尾料、边皮料。
(2)喷淋漂洗：将酸洗后的硅料装入专用工装夹具(不超过总体积三分之二)中，将其放入2#槽内，并喷淋、快排、漂洗，重复喷淋、快排、漂洗的操作2次，得喷淋漂洗后的硅料。
(3)碱洗：将喷淋漂洗后的硅料浸泡在装有质量分数为3％的碱性清洗剂溶液的3#槽内，在50℃、45hz下，超声清洗10min，得碱洗后的硅料；所述碱性清洗剂包括：氢氧化钾和水，氢氧化钾的质量分数为3％；
(4)中和：将碱洗后的硅料浸泡在装有质量分数为5％的酸性中和剂溶液的4#槽内，在60℃、45hz下，超声清洗10min，得中和后的硅料；所述酸性中和剂包括：有机酸、氧化钙、氧化镁、螯合剂的混合体、醋酸和水，醋酸的质量分数为6％。
(5)超声清洗：将中和后的硅料浸泡依次转入装有超纯水的5#槽、6#槽内，在60℃、45hz下，超声清洗6min，得超声清洗后的硅料。
(6)冲洗：将超声清洗后的硅料转入漂洗盆中浸泡、冲洗，并重复浸泡、冲洗的操作3次，用ph计检测最后一道漂洗工序纯水为中性，水质电阻率≥8mω·cm，确认清洗效果合格，得冲洗后的硅料。
(7)将冲洗后的硅料通过高温鼓风烘干，烘干温度大于110℃，包装。
(8)废液排放：将步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)的废液进行中和处理，使其ph值为6-8后，可直接排放。
经过常规的中宁酸腐蚀工艺清洗后硅料表面光面、断面、切面光亮、色度均匀、无异物，无杂色，其清洗成品率达到98.61％，平均成晶率达到了81.64％，清洗成本为4.75元/kg,。
本实施例清洗后硅料表面光面、断面光亮无异物，无杂色，切面亮度低，有点发暗但很均匀，无杂色，其清洗成品率达到99.8％，提高了1.08％；平均成晶率达到了83.63％，提高了1.99％；清洗成本为1.88元/kg，降低了2.87元/kg，成本降低了60.42％。
本发明实施例所述的一种硅料的清洗工艺，通过优化清洗工艺，不再使用有污染的酸、碱腐蚀硅料，降低了成本，无氮氧化物等废气排放，极大程度的减弱了对环境及人的危害，达到了保护环境的效果；并且采用的清洗剂组分可生物降解，环保性能好，清洗过程中不发生化学腐蚀反应，无硅料损耗(磕碰损耗不计)；还有该工艺为seh清洗工艺，简单易操作，清洗成品率达到99.8％；成晶率提高了1.99％，成本降低了60.42％。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。