[发明专利]一种硅片切割硅泥回收利用工艺

说明书

本发明公开一种硅片切割硅泥回收利用工艺，包括：干燥：去除硅泥中的水和第一杂质，得到包含有硅粉的第一混合物；熔融：将第一混合物送入熔炼炉加热熔炼，所述硅粉熔融得到包含有二氧化硅杂质的硅液；还原：向所述熔炼炉中加入碳粉，所述硅液中的所述二氧化硅杂质与碳粉反应，得到纯度大于98％的硅液；冷却：所述硅液冷却形成硅块，按重量计，所述硅泥包括：第一杂质2.8‑9份，水40‑50份，硅粉25‑50份，二氧化硅杂质1.1‑3份。本申请所公开的回收工艺能够回收硅片切割的废硅粉，消除了有机物杂质对硅粉纯度的影响，具有硅粉回收率高、节能环保的优点。

技术领域

本发明涉及硅片切割废料回收利用领域，具体涉及一种硅片切割硅泥回收利用工艺。

背景技术

目前，硅片加工生产中一般通过金刚线切割硅锭，金刚线切割技术通过电镀或树脂粘结有金刚石磨料的钢线对硅棒或硅锭进行磨削。

金刚石在切割硅棒或硅锭时，为了保证加工精度提高硅片的表面质量，需要辅助切割液对切割面进行润滑冲洗，形成硅泥。硅泥中包括金刚线在切割硅棒或硅锭过程中产生的硅粉与金刚石磨料脱落残余，该硅粉的平均尺寸为1-5μm，硅泥中液体成分包括水、二乙二醇或乙二醇或聚乙二醇等切削液乳化剂，以及表面活性剂等。由于“硅泥”中硅粉的尺寸较小，且含有水分和非硅杂质，回收再利用难度较高。一般通过经过干燥脱水作为耐火材料使用，或简单烧结后作为钢铁冶炼原料使用，导致大量的硅泥无法有效回收应用于多晶硅加工中。由于硅泥价格低廉，且无法有效重复利用于硅片加工，限制了多晶硅生产成本，造成了能源浪费。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种硅片切割硅泥回收利用工艺，可以有效利用硅泥中的硅，回收制备得到纯度大于98％的硅锭，使硅锭可以应用于多晶硅生产中，降低了多晶硅生产成本，且无需辅助化渣剂等，具有节约能源，可行性高的优点。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种硅片切割硅泥回收利用工艺，包括：

干燥：去除硅泥中的水和第一杂质，得到包含有硅粉的第一混合物；

熔融：将第一混合物送入熔炼炉加热熔炼，所述硅粉熔融得到包含有二氧化硅杂质的硅液；

还原：向所述熔炼炉中加入碳粉，所述硅液中的所述二氧化硅杂质与碳粉反应，得到纯度大于98％的硅液；

冷却：将所述硅液冷却形成硅块。

按重量计，所述硅泥包括：第一杂质2.8-9份，水40-50份，硅粉25-50份，二氧化硅杂质1.1-3份。

优选的，所述干燥步骤具体包括：

将所述硅泥送入压滤设备进行压滤，去除部分第一杂质和水，得到压滤后的硅泥；

将所述压滤后的硅泥送入微波干燥设备，在真空环境下2300MHz-2500MHz微波加热去除所述压滤后的硅泥中的水和第一杂质，得到第一混合物。

优选的，所述微波加热去除所述压滤后的硅泥中的水和第一杂质过程，微波加热温度为95-300℃，所述真空环境具体为：气压为0.03-0.05MPa的负压环境。

优选的，按重量计，所述压滤后的硅泥包括：第一杂质1.4-7.5份，水32-40份，硅粉25-50份，二氧化硅杂质1.1-3份；

按重量计，所述第一混合物包括：第一杂质0.8-2份，硅粉25-50份，二氧化硅杂质1.1-3份。

优选的，所述第一杂质包括二乙二醇、乙二醇和聚乙二醇中的一种或多种。

优选的，所述熔融步骤具体包括：

将所述第一混合物送入熔炼炉；