一种硅片切割硅泥回收利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种硅片切割硅泥回收利用系统，包括传送装置，用于输送硅泥，所述传送装置穿过微波干燥设备与熔炼炉对接，所述熔炼炉设置有还原物料入口，所述还原物料入口用于通入碳粉，本系统可以有效利用硅片切割后得到的硅泥中的硅，对硅泥中的硅进行提纯应用于多晶硅生产中，降低了多晶硅生产成本，具有节约能源，可行性高的优点。

A Silicon Slurry Recovery System for Silicon Wafer Cutting

【技术实现步骤摘要】
一种硅片切割硅泥回收利用系统
本技术涉及硅片切割后的硅泥回收领域，具体涉及一种硅片切割硅泥回收利用系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种硅片切割硅泥回收利用系统，利用本系统可以有效利用硅片切割后得到的硅泥中的硅，对硅泥中的硅进行提纯应用于多晶硅生产中，降低了多晶硅生产成本，具有节约能源，可行性高的优点。为解决以上技术问题，本技术提供的技术方案是一种硅片切割硅泥回收利用系统，包括传送装置，用于输送硅泥，所述传送装置的一端设置有板式压滤机，所述传送装置穿过微波干燥设备与熔炼炉对接，所述熔炼炉上还设置有还原物料入口。优选的，所述板式压滤机的底部设置有分布器，所述分布器位于所述传送装置一端的正上方，所述分布器用于将压滤后的硅泥均匀分布在所述传送装置上。优选的，所述微波干燥设备包括若干并列设置的干燥箱体，所述传送装置依次穿过所述干燥箱体。优选的，每一所述干燥箱体内均设置有微波发生器，所述干燥箱体的上方设置有第一负压排气装置，所述第一负压排气装置联通有第一尾气吸收装置。优选的，所述微波发生器用于发出2300MHz-2500MHz的微波。优选的，所述第一尾气吸收装置为喷淋吸附装置。优选的，所述熔炼炉具体为中频感应熔炼炉，所述熔炼炉上设置有物料入口，所述熔炼炉的物料入口联通有物料存储器，所述物料存储器设置于传送装置末端的正下方，所述熔炼炉的底部设置有物料出口。优选的，所述熔炼炉的底部设置有第一保护气体入口，所述熔炼炉的顶部设置有第二负压排气装置，所述第二负压排气装置联通有第二尾气吸收装置；所述还原物料入口用于通入碳粉。本申请与现有技术相比，其详细说明如下：本申请公开了一种硅泥回收利用系统，板式压滤机用于将硅泥中多余的切削液分离，去除多余的水分和溶解在水中的部分有机物，提高微波干燥设备的干燥效率。微波干燥设备对压滤后的硅泥进行烘干，压滤后的硅泥中的水分在微波加热的作用下蒸发，易挥发的有机物受热挥发排出，经第一尾气吸收装置淋洗处理。此外，由于硅泥受热易与空气接触使部分硅氧化形成二氧化硅，故需使微波干燥设备内部保证一定真空度，防止硅在微波干燥过程中受热氧化，提高硅泥脱水干燥收率。微波对硅泥中水、有机挥发分去除率达到99.9％以上。熔炼炉内吹扫惰性气体保护，干燥的硅粉熔融，逐渐形成金属硅熔液，提高金属硅收率，具有节能、排放少、成本低的优点。硅泥中夹带的金刚石颗粒可以作为部分还原剂与二氧化硅发生反应，节约了碳粉的用量。综上，本系统可以有效利用硅片切割后得到的硅泥中的硅，降低了多晶硅生产成本，具有节约能源、硅泥中硅粉损耗小的优点。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图所示，一种硅泥回收利用系统，包括：板式压滤机(1)，所述板式压滤机(1)用于通过物理压滤的方式分离硅泥中多余的水或切割液，去除部分溶解在水中的有机物，所述板式压滤机(1)的底部设置有分布器(2)，初步压滤后的硅泥落入分布器(2)中，所述分布器(2)设置于传送装置(3)的上方，所述分布器(2)用于将压滤后的硅泥打散并均匀分布在传送装置(3)上。所述传送装置(3)穿过微波干燥设备(4)并连接熔炼炉(5)，所述传送装置(3)用于将压滤后的硅泥送入微波干燥设备(4)干燥后送入熔炼炉(5)中。具体的：所述微波干燥设备(4)包括沿着传送装置(3)的传输方向依次设置的若干个干燥箱体(41)，若干个所述干燥箱体(41)结构相同，用于分级对传送装置(3)上输送的压滤后的硅泥进行烘干。每一所述干燥箱体(41)顶部设置有第一负压排气装置(43)，所述干燥箱体(41)内设置有微波发生器(42)，所述微波发生器(42)用于发出2300MHz-2500MHz的微波，压滤后的硅泥吸收微波温度升高，使压滤后的硅泥逐级干燥脱水，同时，有机物杂质受热挥发，水蒸气与有机物杂质从第一负压排气装置(43)中送入所述第一尾气吸收装置(44)。第一负压排气装置(43)使微波干燥设备内部保证一定真空度，防止硅在微波干燥过程中受热氧化，提高硅泥脱水干燥收率。第一尾气吸收装置(44)内对尾气喷淋吸附后排出，压滤后的硅泥经过干燥脱水，最终得到含水量小于或等于0.1％的第一混合物。第一混合物从传送装置(3)送出微波干燥设备(4)，并送入熔炼炉(5)。所述熔炼炉(5)的物料入口联通有物料存储器(51)，所述物料存储器(51)设置于传送装置(3)末端的正下方，第一混合物从传送装置(3)上落下后进入物料存储器(51)暂存，集中经熔炼炉(5)的物料入口送入进行熔炼。所述熔炼炉(5)具体为中频感应熔炼炉，所述熔炼炉(5)设置有第一保护气体入口(53)，用于通入惰性气体。所述熔炼炉(5)可升温至1400摄氏度至1500摄氏度，使第一混合物中的硅粉在惰性气体保护下熔融形成硅液，所述熔炼炉(5)的底部设置有物料出口(52)，硅液除去炉渣后从物料出口(52)送出冷却。所述熔炼炉(5)的顶部设置有第二负压排气装置(54)，所述第二负压排气装置(54)联通有第二尾气吸收装置(55)，熔炼过程中残余的有机物产生气体混合物可以从第二负压排气装置(54)送入第二尾气吸收装置(55)喷淋吸附除杂后回收利用。所述熔炼炉(5)上还设置有还原物料入口(56)，用于通入碳粉和/或化渣剂，熔炼炉(5)中的二氧化硅与碳粉反应还原生成硅。结合本系统的利用方法对本申请做进一步说明：将硅泥送入板式压滤机(1)进行压滤，得到压滤后的硅泥，按重量百分比计，所述压滤后的硅泥含水量为35wt％-42wt％；通过分布器(2)将压滤后的硅泥均匀分布于传送装置(3)上，压滤后的硅泥经所述传送装置(3)送入微波干燥设备(4)进行干燥，去除水分和有机物，得到第一混合物；将第一混合物送入物料存储器(51)，堆积至一定量后集中送入熔炼炉(5)；通过第一保护气体入口(53)向熔炼炉(5)中吹扫保护气体置换空气，并升温至1400-1500℃；在此环境下，第一混合物中残余的有机物受热生成气体混合物挥发，气体混合物从第二负压排气装置(54)排出，经第二尾气吸收装置(55)吸收除杂后回收重复利用。第一混合物中的硅熔融形成硅液，部分二氧化硅与碳粉反应还原为硅，金刚石粉末与部分二氧化硅反应还原为硅，剩余未反应的金刚石粉末和二氧化硅形成炉渣，还原得到的少量硅熔融形成硅液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片切割硅泥回收利用系统，包括传送装置(3)，用于输送硅泥，其特征在于，所述传送装置(3)的一端设置有板式压滤机(1)，所述传送装置(3)穿过微波干燥设备(4)与熔炼炉(5)对接，所述熔炼炉(5)上还设置有还原物料入口(56)，所述还原物料入口(56)用于通入碳粉。

【技术特征摘要】
1.一种硅片切割硅泥回收利用系统，包括传送装置(3)，用于输送硅泥，其特征在于，所述传送装置(3)的一端设置有板式压滤机(1)，所述传送装置(3)穿过微波干燥设备(4)与熔炼炉(5)对接，所述熔炼炉(5)上还设置有还原物料入口(56)，所述还原物料入口(56)用于通入碳粉。2.根据权利要求1所述的一种硅片切割硅泥回收利用系统，其特征在于，所述板式压滤机(1)的底部设置有分布器(2)，所述分布器(2)位于所述传送装置(3)一端的正上方，所述分布器(2)用于将压滤后的硅泥均匀分布在所述传送装置(3)上。3.根据权利要求1所述的一种硅片切割硅泥回收利用系统，其特征在于，所述微波干燥设备(4)包括若干并列设置的干燥箱体(41)，所述传送装置(3)依次穿过所述干燥箱体(41)。4.根据权利要求3所述的一种硅片切割硅泥回收利用系统，其特征在于，每一所述干燥箱体(41)内均设置有微波发生器(42)，所述干燥箱体(41)的上方设置有第一负压排气装...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉祎，魏强，袁中华，陈井建，何鹏，
申请(专利权)人：四川永祥多晶硅有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51