[发明专利]利用金刚石线硅片切割废料和酸溶性钛渣生产C54-TiSi2

说明书

本发明公开了一种利用金刚石线硅片切割废料和酸溶性钛渣生产C54‑TiSisubgt;2/subgt;的方法，属于二次金属资源再利用技术领域。本发明为实现金刚石线硅片切割废料和酸溶性钛渣的回收利用，并开发C54‑TiSisubgt;2/subgt;的新生产路径，提供了一种利用金刚石线硅片切割废料和酸溶性钛渣制备高纯C54‑TiSisubgt;2/subgt;的方法，其以酸溶性钛渣为原料，金刚石线切割废料为还原剂，经熔炼还原‑电磁强化分离‑碱浸‑二次定向凝固技术，制得高纯C54‑TiSisubgt;2/subgt;。本发明实现了金刚线硅片切割废料和酸溶性钛渣的充分利用，并避免其他中间物和TiSisubgt;2/subgt;其他晶型生成，得到高纯C54‑TiSisubgt;2/subgt;，具有流程短、成本低、有价金属回收率高、易于大规模生产等特点。

技术领域

本发明属于二次金属资源再利用和材料制备技术领域，具体涉及一种利用金刚石线硅片切割废料和酸溶性钛渣生产C54-TiSi₂的方法。

背景技术

长期以来，化石能源比如煤、石油和天然气等是国民经济发展的主要驱动力，但是随着“碳达峰”和“碳中和”双碳目标的明确，以及社会发展长期对化石能源的消耗，发展可再生能源是社会进一步发展的必经之路；到21世纪，可再生能源消耗将占据世界总能源消耗的80％以上，而太阳能作为一种新型的可持续开发的能源，太阳能发电将会占据世界总发电量的60％以上；因此，太阳能发电将在未来能源开发和发展淋雨中占据绝对优势，并有可能成为主流的能源形势。目前，太阳能发电主要依靠晶硅电池的光伏行业，而多晶硅在晶硅电池中占据主流，因此，多晶硅电池仍将是后续电阳能电池的主要方向之一；晶硅太阳能电池制作的主要工艺流程为：晶硅生产、硅片切割和电池片生产等；其中多晶硅制备硅片通常采用金刚石线切割技术，但是在该环节中会导致近40％的太阳能级多晶硅以粉末的形式进入到切割废液中，由于损失的硅料粒度较细而且分散在浆液中，导致回收难度较大，二次制备为太阳能级硅成本较高，导致目前这部分硅片切割废料的回收利用率较低，迫切需要探索一种新的工艺处理大批量的切割废料。

攀枝花具有丰富的钒钛磁铁矿资源，但是钒钛磁铁矿中CaO和MgO含量较高，在采用电炉冶炼钛渣的过程中MgO和CaO几乎不被还原，在高温条件下呈熔融状态，在电炉冶炼过程中随着钛铁矿中FeO逐渐被还原后，TiO₂和部分被还原后的低价钛氧化物与杂质氧化物固溶后形成黑钛石。因此，攀枝花钛铁矿冶炼得到的钛渣钙镁含量较高(MgO+CaO≈10％)，不适合氯化钛白工艺；但是由于黑钛石具有良好的酸解性能，因此常被用于硫酸法钛白工艺制取钛白粉；硫酸法钛白工艺存在明显的环保压力，主要原因是酸解过程中产生大量低浓度的废酸，钛液水解冷冻过程中产生大量固体废弃物，废酸和固废处理难度较大，由于目前绿色、低碳冶金理念的提出，因此需要迫切探索一条绿色低碳处理酸溶性钛渣的方法，为酸溶性钛渣综合高效利用探索一条可参考的技术路线。