[发明专利]制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置和方法

说明书

本发明公开了一种制热‑冷冻‑声波联用硅块破碎装置和方法。该破碎装置包括：传动装置；加热区、缓冲区、冷冻区和声波区，加热区、缓冲区、冷冻区和声波区沿传动装置的长度方向依次布置，加热区内设有加热设备和进料口，冷冻区内设有冷冻设备，声波区内设有声波发生设备和出料口。采用该破碎装置对硅块进行破碎处理，硅块经过加热‑冷冻预处理，脆度显著提升。进而经过预处理的硅块进入声波区，在声波辐射的作用下可以被轻易震碎，得到粒度均匀的碎料。由此，采用该制热‑冷冻‑声波联用硅块破碎装置对硅块进行破碎处理，有效避免了破碎处理中二次污染的问题，且无需人工破碎，具有破碎效率高、劳动强度低、设备成本低及使用寿命长等优点。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，本发明涉及制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置和方法。

背景技术

在多晶硅行业中，经还原生产的硅棒组织致密，硬度很高，很难破碎。国内外厂家大部分采用锤锻破碎、鄂式破碎等机械破碎大块硅料的方法，并人工用硬质合金锤进一步破碎。采用这种方法进行破碎硅料的方法，有以下缺点：(1)用锤锻破碎、鄂式破碎和硬质合金锤破碎，料损失较大，很容易二次引入Fe等金属杂质，降低硅料的纯度。(2)因为硅料硬度很高，破碎难度大，使用人工破碎，劳动强度高，产量低。(3)破碎工具使用寿命短，造成生产维护及成本上升。

为了降低二次污染硅料、提高破碎效率、降低生产及维护成本等，国内外厂家近年来都在进行硅料破碎的改进。专利CN200820182364.6中提出了一种多晶硅破碎台，在破碎台面上铺放多晶硅碎料，用气锤锻碎上面的硅锭。专利201721810171.6中提出一种自由落体式硅块破碎机，根据硅块的热、硬、脆的特性，利用所述破碎锤提升机构将所述破碎锤提升，以自由落体式下落将硅块进行破碎，实现了自动化破碎。但以上各专利全部是采用机械破碎的方法，没有对硅料进行前期处理，这样破碎不可避免地在破碎时引入Fe等金属杂质，污染硅料，同时由于硅料硬度高，设备破碎机构使用寿命短，维护成本增高。综上所述，现有的硅块破碎方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置和方法。该破碎装置可以显著提高硅块破碎效率，且具有无二次污染、能耗低、生产快等优点。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置。根据本发明的实施例，该制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置包括：传动装置；加热区、缓冲区、冷冻区和声波区，所述加热区、缓冲区、冷冻区和声波区沿所述传动装置的长度方向依次布置，所述加热区内设有加热设备和进料口，所述冷冻区内设有冷冻设备，所述声波区内设有声波发生设备和出料口。

采用根据本发明上述实施例的硅块破碎装置对硅块进行破碎处理，硅块经过加热区和冷冻区的加热-冷冻预处理，脆度显著提升。进而经过预处理的硅块进入声波区，在声波辐射的作用下可以被轻易震碎，得到粒度均匀的碎料。由此，采用该制热-冷冻-声波联用硅块破碎装置对硅块进行破碎处理，有效避免了破碎处理中二次污染的问题，且无需人工破碎，具有破碎效率高、劳动强度低、设备成本低及使用寿命长等优点。

另外，根据本发明上述实施例的硅块破碎装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述硅块破碎装置进一步包括：第一隔离门，所述第一隔离门设在所述加热区和所述缓冲区之间。第二隔离门，所述第二隔离门设在所述缓冲区和所述冷冻区之间。第三隔离门，所述第三隔离门设在所述冷冻区和所述声波区之间。

在本发明的一些实施例中，所述硅块破碎装置进一步包括：速度控制模块，所述速度控制模块与所述传动装置相连，且被配置为控制所述传动装置使物料在所述加热区的停留时间为2～4h，在所述冷冻区的停留时间为15～30min。