[发明专利]一种用于熔炼回收再生硅的硅片切割废料的球团化方法

说明书

本发明涉及一种硅片切割废料的球团化方法，属于硅二次资源再生利用技术领域。本发明针对硅片切割废料回收时，硅片切割废料粒度较细，在火法熔炼提取硅过程中易于氧化和水分含量高难以直接入炉进行高温处理，从而降低硅的回收率和增加水分去除负担等问题，将硅片切割废料压滤的滤饼进行破碎得到硅片切割废料颗粒，在硅片切割废料颗粒中加入粘结剂混合均匀得到混合料，将混合料球团化处理得到硅废料球团，将硅废料球团置于保护气体、微负压或真空条件下干燥脱水至含水量1％得到脱水硅废料球团。本发明可减少超细粒硅粉与空气或氧气接触，降低硅氧化损失，可避免高温熔炼中水分挥发引起的硅粉氧化和炉况恶化问题。

技术领域

本发明涉及一种用于熔炼回收再生硅的硅片切割废料的球团化方法，属于硅二次资源再生利用技术领域。

背景技术

近年来，随着光伏行业的快速发展，多晶硅片的需求也在逐渐增加，而在硅片切割过程中所产的切割废料的回收再生日益成为光伏行业所关注的问题。能够有效利用廉价硅片切割废料生产制备高品质硅是降低光伏行业生产成本，在国内现行的晶体硅切片过程中，不可避免的造成将30%的高纯硅以切割硅粉的形式进入切割废液中，而切割废液经板框压滤处理实现液固分离后，所产生的滤饼废硅料中仍然含有30-50%的附着水分残留，残留的水分不仅增加后续运输成本，还会引起硅颗粒的表面氧化发热，增加储存的安全隐患和降低了硅的品位。如果直接熔炼未经干燥脱水的切割硅粉废料，还会造成生产事故，加剧熔炼过程中硅的氧化损失，降低硅的回收率，恶化炉况不利于后续火法熔炼精炼的顺序进行。

而目前主要的蒸气干燥和微波干燥方式，干燥均匀性差、生产效率低、能耗高、水分去除不彻底，易扬尘等缺点而在一定程度上制约了其在超细切割废料硅粉干燥方面的应用。并且超细切割废料硅粉在熔炼过程中与空气或氧气接触，极易氧化。

无论是将硅片切割废料进行直接入炉冶炼再生制备硅，还是将其返回至工业硅常规冶炼流程或其它用途使用，都需要对其进行造块和干燥处理，以满足后续冶炼对炉料块度和性能的要求。

发明内容

本发明针对硅片切割废料回收过程中，由于硅片切割废料粒度较细，在火法熔炼提取硅过程中易于氧化和硅片切割废料原料中水分含量高难以直接入炉进行高温处理，从而降低硅的回收率和增加水分去除负担等问题，提供一种硅片切割废料的球团化方法，即在硅片切割废料进行火法熔炼回收之前，对硅片切割废料分别依次进行球团化和干燥脱水预处理，通过硅片切割废料的球团化，可以减少硅片切割废料火法熔炼时，减少超细粒硅粉与空气或氧气的接触，降低硅的氧化损失。硅片切割废料的球团矿生产能耗低，环境污染少，而且具有良好的机械性能和冶金性能，能强化熔炼冶炼，可大幅度提高切割废料的熔炼生产效率和改善生产操作环境，提高生产效率，减小能耗，减少粉尘对现场环境的污染。

本发明方法不仅使得废料的散装粉料造成球团，还实现水分的干燥挥发去除，为后续硅片切割废料的熔炼精炼提供了精制炉料；通过本发明方法获得的高品质硅片切割废料球团料可进行直接熔炼回收再生硅，也可以按比例兑掺返回进入工业硅炉外精炼工艺制备高品质工业硅产品，或用于其它冶炼流程中的添加剂。

一种用于熔炼回收再生硅的硅片切割废料的球团化方法，具体步骤如下：

将硅片切割废料压滤的滤饼进行破碎筛分得到硅片切割废料颗粒，在硅片切割废料颗粒中加入粘结剂混合均匀得到混合料，将混合料球团化处理得到硅废料球团，将硅废料球团置于保护气体、微负压或真空条件下干燥脱水至含水量1%得到脱水硅废料球团，其中脱水硅废料球团的干球抗压强度5000N，抗碎率95%，孔隙率4%；脱水硅废料球团直接熔炼回收再生硅，或脱水硅废料球团与硅原料合并进行工业硅精炼得到高品质工业硅产品。

所述硅片切割废料为砂浆切割废料或金刚石线切割废料。

所述硅片切割废料压滤的滤饼可替换为不同粒度和/或不同纯度的硅粉。

所述脱水硅废料球团的粒度为0.5~5mm。