[发明专利]用于分离碳化硅与硅粉的装置

说明书

技术领域

本发明涉及切割废液处理设备领域，尤其是一种用于分离碳化硅与硅粉的装置。

背景技术

硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料，硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割液对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果，在整个过程中，钢线通过线辊的引导，在线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。硅片多线切割技术与其他技术相比具有效率高，产能高，精度高等优点，因此，多线切割技术是目前最广泛的硅片切割技术。

在多线切割技术中，所使用的切割液通常是由聚乙二醇和1200目左右的碳化硅颗粒按照一定比例配制而成，切割液在切割硅棒的过程中不可避免的会与切削下来的硅粉混在一起，形成大量的切割废液，而且切割液中部分碳化硅颗粒会因切割作用而出现破损，使得部分碳化硅的目数增大，因此，切割废液无法直接重复利用。切割废液中含有很多资源，比如碳化硅、硅粉等等，如果直接排放掉，不仅造成浪费资源，同时还会污染环境，因此，对于切割废液的处理一直是光伏行业的难题。

目前，对于切割废液的处理方法通常采用以下的方式：首先，对切割废液进行固液分离，即将切割废液中的聚乙二醇液体与碳化硅颗粒、硅粉颗粒分离，得到聚乙二醇液体和混合有硅粉的碳化硅固体，分离出的聚乙二醇液体经过进一步加工后可再次作为原料配制成切割液重复利用；接着，对分离出来的混合有硅粉的碳化硅进行分级处理，去除目数大于1300目的超细碳化硅，剩余的目数较小的碳化硅可配成新的切割液继续使用，由于碳化硅和硅粉的密度相差不大，因此，不论是剩余的碳化硅还是分离出去的超细碳化硅中都含有硅粉；由于超细碳化硅中含有硅粉，因此，混合有硅粉的超细碳化硅无法直接利用，而现有技术中又没有用于分离碳化硅和硅粉的装置，因此混合有硅粉的超细碳化硅只能经过化学处理后排放掉，资源浪费比较严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种避免资源浪费的用于分离碳化硅与硅粉的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于分离碳化硅与硅粉的装置，包括支架，所述支架上设置有用于融化碳化硅与硅粉的熔炼设备，所述支架上还固定有石英坩埚，所述石英坩埚底部设置有加热装置。

进一步的是，所述加热装置为电阻丝加热器。

进一步的是，所述熔炼设备为中频感应熔炼设备。

本发明的有益效果是：利用该装置分离碳化硅与硅粉时，先把混合有硅粉的碳化硅装入熔炼设备，加热到2500℃以上，使碳化硅与硅粉全部融化，然后将其融化后的液体注入石英坩埚内，由于固态下碳化硅的密度为2.3g/cm³,硅的密度为2.32g/cm³，然而，当二者全部融化后，碳化硅的密度基本保持不变，但是硅的密度却由原来的2.32g/cm³变化为2.43g/cm³，由于密度差，在重力作用下，碳化硅液体与硅液体在石英坩埚内分成两层，碳化硅液体位于石英坩埚的上层，硅液体位于石英坩埚下层，待温度冷却后，将凝固后固体从石英坩埚内取出并切开得到硅锭与碳化硅锭，从而实现碳化硅与硅粉的分离，避免资源的浪费，不仅可以节约成本，而且还能在很大程度降低环境污染，并且在石英坩埚底部设置加热装置，可以使石英坩埚内的温度逐渐缓慢的降低，进而使碳化硅液体与硅液体能够有充足的时间分层，保证碳化硅液体与硅液体能够完全分离，从而保证硅粉的纯度和碳化硅的纯度，另外，还可以利用加热装置对石英坩埚进行预热，避免因石英坩埚的温度较低造成碳化硅与硅液体快速冷却凝固而无法分层。

附图说明

图1是本发明用于分离碳化硅与硅粉的装置的结构示意图；

图中标记为：支架1、熔炼设备101、石英坩埚102、加热装置103。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。