[发明专利]硅片切割废液处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废液处理领域，尤其是一种硅片切割废液的处理方法。 

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；最后，将分离出来的数目较大的混合有硅粉的超细碳化硅经过化学处理后排放掉。现有的切割废液处理方式仅能够回收利用聚乙二醇和一部分碳化硅，对于切割废液中的超细碳化硅和硅粉一般无法进行有效的回收利用。 

目前，对于切割废液中的聚乙二醇液体与碳化硅、硅颗粒分离主要采用离心式分离的方式，即，先在切割废液中加入一定量的水，使聚乙二醇完全溶解到水中，然后将上述液体通入卧式螺旋离心机，通过多级离心处理，实现聚乙二醇液体与碳化硅、硅颗粒分离，接着将聚乙二醇进行蒸馏处理即可得到聚乙二醇，这种方式需要专门购买离心设备和蒸馏设备，投入的成本较大，而且，这两种设备在工作时需要消耗大量的电能，进一步增加了生产成本。 

目前，对于混合有硅粉的碳化硅的分级处理主要采用气力分级的方式，即利用高压气体冲刷混合有硅粉的碳化硅，由于不同目数的碳化硅颗粒重量各不相同，因此，在同样的风力作用下不同目数的碳化硅会堆积在不同位置，实现碳化硅的分级，虽然这种方式也能够实现碳化硅的分级，但是，由于不同目数的碳化硅颗粒的重量相差不大，在高速气流的冲刷下，不同目数的碳化硅颗粒还是会混在一起，分级效果较差。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够回收超细碳化硅和硅粉的硅片切割废液处理方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该硅片切割废液处理方法，包括以下步骤： 

A、对切割废液进行固液分离，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； 

B、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； 

C、将分离出来的混合有硅粉的超细碳化硅采用重液分离与电泳相结合的方法分离其中的硅粉与超细碳化硅，具体方法如下：先把混合有硅粉的超细碳化硅装入熔炼设备，加热到2500℃以上，使超细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，在重力作用下，超细碳化硅液体与硅液体在石英坩埚内分成两层，超细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超细碳化硅锭。 

进一步的是，在步骤C中，在将融化后的超细碳化硅与硅液体注入石英坩埚之前，先将石英坩埚预热到1200℃。 

进一步的是，在步骤C中，所使用的石英坩埚底部设置有加热装置。