[发明专利]碳化硅气浮分离提纯装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶硅片切割刃料碳化硅微粉生产中的提纯装置，具体来说涉及一种碳化硅气浮分离提纯装置及方法。

背景技术

碳化硅微粉是当前晶硅片切割行业的主要切割材料，应用于太阳能晶硅片切割领域。碳化硅在工业生产过程中，在2000~2500℃高温条件下，将石英砂和过量的焦碳在艾奇逊炉中通电加热一段时间后，石英砂中的二氧化硅和碳反应，生成碳化硅。碳化硅在高温合成时会烧结成块，碳化硅块料中同时包裹有一定量的合成反应过量的碳粉。碳化硅块料和游离碳粉经过碳化硅微粉破碎、筛分、粉磨等生产过程工序后，碳粉附着在碳化硅粉体表面，使两者完全混合在一起难以去除。

而作为切割刃料应用于太阳能晶硅片切割领域的碳化硅微粉对碳化硅的纯度有较高要求，因此必须将碳化硅微粉进行提纯处理。不同的碳化硅提纯方法对碳化硅生产影响较大，现有的提纯方法存在游离碳去除率低、设备投资大、生产工艺复杂等缺点，因此设计一种碳化硅微粉提纯装置，去除掉其中的游离碳粉等附着物杂质，提高碳化硅微粉提纯效率，使其满足晶硅片切割刃料的使用要求显得尤为重要。

中国专利文献公布号为202499714U的名为碳化硅微粉除碳装置中，公开了一种碳化硅微粉除碳的方案，该方案中，除碳装置包括气浮分离池，搅拌装置，气浮分离池内设有连接气源和/或液体源的微孔气管，微孔气管上设有若干个鼓气孔，工作时，在砂浆中形成气泡，利用游离碳有较强的吸附性附着在气泡上，浮于砂浆表面后，可手工分离。

该方法解决了从碳化硅中分难以分离出碳的问题，但是该方法本身分离的过程需要人工，此外该方法虽然能够分离出游离碳，但是分离速度尚待提高，就产生了分离效率低的问题。

此外，中国专利文献公布号为102424385A的名为碳化硅微粉中游离碳清除装置及方法，公开了一种碳化硅微粉除碳的方案，该方案中装置包括搅拌机构、刮板、鼓气机构及驱动机构，搅拌机构中空心转轴的空腔连通液体源，同搅拌桨上分布的布水口连通，鼓气机构包括布气管和送气管，搅拌容器上开有溢流槽口，与刮料板相对应。

此方法通过添加刮料板和搅拌机构带动的水道，相对当时的现有技术提升了游离碳的分离效率，但是该装置结构复杂，安装比较繁琐，同时，搅拌机构带动的水道会对气泡有导流的作用，使气泡在生至表面时，但是还未充分吸附游离碳，使游离碳的吸附效率还没有达到最高。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的各种不足，设计一种结构简单、能提升分离提纯效率的碳化硅气浮分离装置，同时还公开了一种利用上述分离装置对碳化硅浆液进行气浮分离提纯的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种实施碳化硅气浮分离提纯方法的装置，包括气浮分离池、搅拌机构、鼓气机构和清渣机构，所述清渣机构、搅拌机构和鼓气机构自上而下地设置于所述气浮分离池内，所述搅拌机构包括传动器、中空的搅拌轴，所述清渣机构包括设置于所述气浮分离池池口上沿部位的排渣槽和安装于所述搅拌轴上且对应于所述排渣槽的刮料板，所述鼓气机构包括气源和/或液体源和与气源和/或液体源连通的布气管，其中，布气管安装于所述搅拌轴的尾端，形成所述搅拌机构的搅拌桨/杆，且所述布气管与所述搅拌轴的空腔相连通。

本发明中的布气管由至少一个在平面或空间方向以搅拌轴底端为中心发散布置的微孔气管构成。微孔气管为圆柱型管，该微孔气管上布设有至少一个鼓气孔。

本发明中所述排渣槽的内壁和外壁上分别设置有与其高度对应的刮料口和排渣口，该排渣槽底部的高度不低于所述刮料板底部的高度，所述刮料板一端固定于搅拌轴上随搅拌轴旋转，其另一端垂直并紧贴于气浮分离池的内壁。

作为优选实施例，微孔气管表面分布的鼓气孔的孔径为0.5～1毫米。

作为优选实施例，刮料板和传动器之间的搅拌轴上设有气浮增压器，该气浮增压器自上而下为一端直径渐缩的圆管，其主进气口与搅拌轴的空腔的气源和/或液体源相连接，该主进气口的孔径大于所述气浮增压器出口的孔径，该气浮增压器内部设有与气浮增压器内腔对应的锥筒型气浮腔内衬，该气浮腔内衬的粗糙度等级Ra≤3.2。

作为优选实施例，本发明还包括设置在气浮分离池内设置的的进料口和出料口，其中所述出料口设置在气浮分离池底部，所述进料口设置在气浮分离池的侧壁底部或靠近底部的侧壁上，由阀门控制进料口和/或出料口的启闭。

作为优选实施例，本发明的传动器为带传动方式的传动器。