[发明专利]一种太阳能晶体硅切割废浆料回收再利用的方法

说明书

本发明公开了一种太阳能晶体硅切割废浆料回收再利用的方法，涉及资源再生技术领域。晶体硅切割废浆料的主要成分为聚乙二醇40~50%、硅粉20~25%、碳化硅25~35%和铁屑2.5~3%，包括以下步骤：S1、对晶体硅切割废浆料进行过滤，分离出聚乙二醇；S2、向过滤后的固形物中加入强碱，反应完全后进行过滤、水洗；S3、在滤液中加入腐殖酸，调节PH值，浓缩得到液体硅肥；S4、去除滤渣中的铁屑；S5、对除杂后的物料进行水洗、烘干，得到高纯度碳化硅。该方法能够使晶体硅切割废浆料得到充分利用，不仅解决了工业固废的潜在威胁，而且高效、经济地将聚乙二醇、硅粉和碳化硅分离，实现了资源再生的目的。

技术领域

本发明涉及资源再生技术领域，特别是涉及一种太阳能晶体硅切割废浆料回收再利用的方法。

背景技术

随着社会的发展，以晶体硅太阳能电池为代表的光伏行业得到了飞速的发展，而晶体硅切片是制备晶体硅太阳能电池的重要环节之一，在这一过程中有45%以上的硅料进入切割液中，形成切割废浆料，无法再次使用。因此，如何有效地回收利用好晶体硅的切割废浆料对于降低光伏材料生产成本、节约资源有着十分重要的意义。

由于切割废浆料中的硅粉和碳化硅极难分离，因此很多处置方法都是将两者混杂在一起处理。例如，专利号为ZL2015102722072.9的中国发明专利“一种用晶体硅切割废料生产铬系铁合金的方法”和专利号为ZL201410747252.0的 “一种光伏硅线切割废料烧结碳化硅陶瓷的生产工艺”，分别介绍了两种处理切割废料中硅粉和碳化硅的方法，但是这两种方法都涉及到高温，能耗较高。更有将硅粉和碳化硅制成廉价的免烧砖的工艺，如专利号为为ZL201410071463.7的“一种以单/多晶硅切割废料为主要原料的免烧砖”。

此外，专利号为ZL201310031510.0的中国发明专利“一种用晶体硅切割废料电热冶金制备太阳能多晶硅的方法”，和专利号为ZL201510726067.8的“一种利用多晶硅切割废料制备碳化硅粉的方法”，分别介绍了两种将硅粉和碳化硅转化为硅和碳化硅的方法，但是这两种方法都需要对石英坩埚进行高温熔炼，生产成本极高。而专利号为ZL201610219288.0的“一种多晶硅切割废料处理方法”，介绍了一种分离切割废料中硅和碳化硅的方法，通过加入氢氧化钠，将硅和碳化硅分离，但是对生产的硅酸钠的用途却没有明确的处置办法，仅仅提出可以用来制备水玻璃或白炭黑，而这两种目标产物还需要多个步骤才能实现，成本高。

在专利号为ZL201010280712.5的中国发明专利“由单晶硅和多晶硅切割废料中回收硅和碳化硅的方法”中，介绍了一种真正的分离硅粉和碳化硅的方法，但是在分离过程中需要使用到分离柱、萃取剂等材料或设备，实际的分离成本极高，不具备经济可行性。

另一方面，硅作为地球上含量第二的重要元素，是除了氮、磷、钾之外植物所必须的第四大营养元素。尤其是对水稻这类喜硅植物来说，在其生长过程中及时补充硅元素可以形成硅质细胞，明显增强作物的抗病性、抗倒伏能力等。此外，硅的存在还可以促进植物对其他营养成分的吸收，增强植物光合作用，达到进一步提高作物产量的作用。目前，市场上的硅肥主要是以高炉矿渣为原料的“枸溶性”硅肥，其可溶性硅含量极低，肥效很差。因此，如何提高硅肥的有效性一直是制约硅肥发展的瓶颈。

专利号为ZL200810238522.X的中国发明专利“一种液体硅肥及其生产工艺”，是由工业原料硅酸钾或硅酸钠配合其他辅料制得。在生产时通过添加生化黄腐酸、螯合剂、微量元素、尿素等辅料混合制得液体硅肥。其主要作用成分“可溶性硅”和其他辅料均是直接购买所得，从成本上讲，不具备竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是晶体硅切割废浆料的处置问题，克服现有技术的缺点，本发明提供一种太阳能晶体硅切割废浆料回收再利用的方法，能够使晶体硅切割废浆料得到充分的利用，高效、经济地将聚乙二醇、硅粉和碳化硅分离，以实现资源再生的目的。