一种针对硅粉中残留杂质的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种针对硅粉中残留杂质的处理方法。经回收处理后的硅粉主要应用于太阳能光伏领域；一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其特征在于：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为１％－９９．９９９９９９％∶９９％－０．０００００１％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为１％－０．０００００００１％或１％－０．０００００００１％；处理完毕后的物料，再用纯水冲洗；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。经回收处理后的硅粉主要应用 于太阳能光伏领域。
技术介绍
硅粉中残留杂质的回收处理主要是指硅片生产中出现的各种硅粉中残留杂质的 回收处理。硅粉中残留杂质回收的目标是指将硅粉中的杂质去除，使其可作为光伏电池的 原材料，从而降低原材料的成本。太阳能行业中的混合硅粉经常混有各种金属杂质、碳化硅、灰尘泥料、有机杂质。 混合硅粉主要来源于硅片生产中的带锯切割工序、打磨工序以及线切割工序。带锯切割工 序是指利用带锯将硅锭或硅块的头部和尾部去除，在带锯切割过程中，会产生大量的硅粉; 打磨工序是指将硅块进行打磨，在打磨过程中，也会产生大量的硅粉；线切割工序是指通过 数千根直径约120-160 μ m的钢线作切割载体，以硬度仅次于金刚石的碳化硅磨料为主要 切削介质，并采用浸润性好、排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性的聚乙二 醇基、丙二醇基或油基悬浮液等切割液，作为碳化硅磨料的分散剂配制成分散均勻、悬浮状 态稳定的砂浆，通过钢线在硅棒或硅块表面的快速运动，带动砂浆在硅棒或硅块表面流动， 使碳化硅粉磨料与硅棒或硅块均勻持续地发生撞击和摩擦，最终将硅棒或硅块一次性切割 成多片表面光滑平整的等径片材。在线切割过程中，会产生大量的硅粉屑，混进砂浆里。这 些由于切割或打磨得到的混合硅粉由于切割工艺本身的原因，产生这些硅粉的同时也会产 生很多的金属屑、有机硼、有机磷、碳化硅等杂质，成为混合硅粉。因控制失控、包装容器清 洗不完全等因素，硅粉中还可能引入灰尘泥料等杂质。从而这些混合硅粉由于混有很多杂 质而无法作为太阳能级硅原料使用。太阳能行业中的硅粉虽然经常混有各种金属杂质、碳化硅、灰尘泥料、有机杂质。 但以磷和硼为代表的有机状态的杂质是特别难以消除干净的。因残留较多的硼、磷杂质导 致这些硅粉一直无法得到使用。一般来说含有较多杂质的硅粉经过处理后需要将磷控制在Ippm以下的，硼控制 在Ippm以下方可作为太阳能级硅原料使用。但一直以来没有合适的回收技术来将含有较 多杂质的硅粉中的磷和/或硼控制在Ippm以下。例如因为没有良好的磷和硼的处理技术， 导致多晶硅和单晶硅线切割或带锯切割中落入切割浆料中的硅粉、打磨工序中余留的硅粉 始终很难得到有效率的回收利用再返回太阳能制造领域，导致必须使用储藏容器容纳大量 无法回收的硅粉，给太阳能硅制造企业带来沉重负担。需要特别指出的是，有很多技术可以用来降低硅粉中磷和硼杂质的含量，例如常 规的纯水漂洗技术也可以比较明显的降低硅粉中磷和硼杂质的含量，但非常遗憾的是在将 数个ppm的磷降低为Ippm以下的过程中，或者在将数个ppm的硼降低为Ippm以下的过程 中现有技术基本上无能为力。而仅将大量磷杂质降低为数个ppm的技术显然无法与降低为Ippm以下的技术相题并论，而仅将大量硼杂质降低为数个PPm的技术显然无法与降低为Ippm以下的技术相题 并论，因为仅将大量磷杂质降低为数个ppm，或将大量硼杂质降低为数个ppm的技术依然不 能满足作为太阳能级硅原料使用的基本要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，采用能释放活性氧 的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理，特别是处理硅粉中残留有机杂质，如有机硼、有机 磷等杂质，经回收处理后的硅粉中的硼、磷杂质显著下降，有的处理后的硅粉可以直接用作 太阳能级硅原料。本专利技术的技术方案为，其中采用能释放活性氧 的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。，其中采用能释放活性氧的氧化 剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。，其中采用能释放活性氧的氧化 剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素 的磷杂质或硼杂质的含量分别为-0. 00000001%或-0. 00000001%。，其中采用能释放活性氧的氧化 剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为 10% -99. 9999% 90%-0. 0001 %，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷 杂质或硼杂质的含量分别为0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。，其中采用能释放活性氧的氧化 剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为 30% -99. 9999% 70% -0. 0001 %，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷 杂质或硼杂质的含量分别为0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。，其中硅粉中残留杂质还包括碳化硅、金属 杂质、尘土泥料、水为代表的高含量的杂质。，其中能释放活性氧的氧化剂是臭氧或过 氧化氢中的任意一种或两种的混合。，其中能释放活性氧的氧化剂是Fenton试 剂。，其中能释放活性氧的氧化剂是高浓度的氧气。臭氧或过氧化氢或Fenton试剂或高浓度的氧气都是易分解的不残留新杂质的氧 化剂，因为在硅粉回收领域，特别是太阳能级别的硅粉回收领域，任何回收处理过程都以不 引进新杂质为好。Fenton试剂也属于高效的氧化剂，主要由二价铁和过氧化氢组成，因太阳能级别的硅粉回收领域通常含有线切割或带切割中混入的铁杂质，因此Fenton试剂中的 二价铁并没有额外增加难处理的新杂质。，其中先将含有残留杂质的硅粉用溶剂配 成流体，再采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理。，其中溶剂采用水或任意一种无机水溶液。，其中溶剂采用水，在采用能释放活性氧的 氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产 生自由基。，其中溶剂采用水，在采用能释放活性氧的 氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。，其中施加能量的方式是紫外光、太阳 光、电加热、电场、超声波以及兆声波中的任意一种。所述的紫外光是指波长小于或等于400nm的光，采用紫外光可以激发产生羟基自太阳光中由于含有波长小于或等于400nm的光，所以也可以激发产生羟基自由 基，效果没有紫外光照射的效果好。电场主要指电化学法，硅粉中的残留杂质，在电极上可发生直接电化学反应或是 利用电极表面产生强氧化性活性物质发生氧化反应而被转变。前者称为直接电化学转化， 后者可称为间接电化学转化。间接电化学转化过程中产生了一些短寿命中间产物包括 es (溶剂化子)、羟基自由基· OH、HO2 ·、O2 等自由基，它们可以降解硅粉中的残留杂质， 并且此过程不可逆。所述的超声波或兆声波主要是指频率大于或等于20000HZ的声波，超声波通常是 指频率2X 104-2X IO5HZ的声波，当其声强增达到一定数量时，会对其传播中的媒质产生影 响，使媒质的状态、组分、功能和结构发生改变，统称为超声效应。超声与媒质作用的机制可 分为热机制、机械机制和空化机制。羟基自由基的产生主要与空化机制有关。在超声空化 产生的局部高温、高压环境下，激发氧化剂产生羟基自由基。产生的羟基自由基会进一步的 引发有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其特征在于：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理。其中硅粉与残留杂质的重量配比为１％－９９．９９９９９９％∶９９％－０．０００００１％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章金兵，叶淳超，
申请(专利权)人：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]