碳化硅生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种利用废弃的碳化硅细粉进行碳化硅晶体加工工艺，包括在碳化硅反应炉内加入石英砂与焦炭的步骤以及在碳化硅冶炼前在碳化硅反应炉内加入由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的步骤。本发明专利技术提供了一种能够防止喷炉或者爆炉并且碳化硅细粉利用率高、能耗低、对环境污染程度小以及操作简单方便的碳化硅生产工艺。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅生产工艺
本专利技术属材料制备领域，涉及一种碳化硅的生产工艺，尤其涉及一种利用废弃的碳化硅细粉进行碳化硅晶体加工工艺。
技术介绍
在碳化硅生产和应用中会在两方面产生极大的浪费一是在将碳化硅结晶块加工成磨料的过程中，尤其是在太阳能晶片切割刃料的加工过程中将产生占原料40%以上的细粉；二是在太阳能晶片的切割过程中会产生大量的使用过的废绿碳化硅切割料细粉。这些细粉除了极少量的能够被合理利用外，绝大多数都被用来加工成较低级的耐火材料。碳化硅在生产过程中，其基本反应为Si&+3c = Sic+2C0-498kJ,由于二氧化硅与碳反应生成碳化硅与一氧化碳时需要消耗大量的电力能源和原料资源，造成了一氧化碳的排放和电能的消耗居高不下，而碳化硅细粉在冶炼过程中已经是二氧化硅与碳反应的生成物；已经排放过一氧化碳和消耗过电力能源，若是能够将碳化硅细粉回炉重新冶炼成为碳化硅结晶块， 那么所消耗的电力能源和排放的一氧化碳都是极少的。但是，如果在碳化硅冶炼时直接加入碳化硅细粉，将会使碳化硅冶炼时产生的一氧化碳气体不能够顺利排出，极易造成喷炉或者爆炉。目前，碳化硅生产企业为了安全只能在碳化硅冶炼时加入极少量的碳化硅细粉， 造成了极大的浪费。同时，由于碳化硅细粉容易附着在称料斗和传送带上，造成配料误差使产品质量下降。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种能够防止喷炉或者爆炉并且碳化硅细粉利用率高、能耗低、对环境污染程度小以及操作简单方便的碳化硅生产工艺。本专利技术的技术解决方案是本专利技术提供了一种碳化硅生产工艺，包括在碳化硅反应炉内加入石英砂与焦炭的步骤，其特殊之处在于所述碳化硅生产工艺还包括在碳化硅冶炼前在碳化硅反应炉内加入由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的步骤。上述碳化硅颗粒是按照质量比是5 60 95 40与石英砂和焦炭的混合物进行混合；最好是采用碳化硅颗粒是按照质量比是30 40 70 60与石英砂和焦炭的混合物进行混合。上述由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的粒径是1. 5 15mm，优选4 8mm。上述由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的制备方法是1)选取碳化硅细粉；2)配置胶粘剂溶液；3)将步骤1)所得到的碳化硅细粉与步骤2、所得到的胶粘剂溶液按照质量比 10 1 2 1进行混合；4)采用机械造粒设备对步骤幻所得到的混合物进行造粒成型。上述碳化硅生产工艺在步骤幻中还包括选取并添加能够和胶黏剂发生反应并生成碳化硅的反应补偿材料的步骤；所述反应补偿材料的加入重量是胶粘剂溶液加入重量的0 40% ；所述反应补偿材料是硅质材料或碳质材料。上述碳化硅生产工艺在步骤幻中还包括选取并添加能够排除碳化硅细粉在加工中被杂质污染的排杂剂的步骤；所述排杂剂是氯化钠；所述氯化钠的加入重量是碳化硅细粉加入重量的0 5%。上述胶粘剂溶液是由胶粘剂与溶剂按照体积比为1 1 1 10混合而成；所述胶粘剂是硅质胶粘剂或碳质胶粘剂；所述溶剂是水或有机溶剂。上述胶粘剂是硅质胶粘剂时，所述反应补偿材料是碳质材料；所述硅质胶粘剂是含有Si元素、H元素以及0元素的胶粘剂；所述硅质胶粘剂优选硅溶胶或硅树脂；所述碳质材料优选石油焦细粉或淀粉。上述胶粘剂是碳质胶粘剂时，所述反应补偿材料是硅质材料；所述碳质胶粘剂是含有C元素和H元素或含有C元素、H元素以及0元素的胶粘剂；所述碳质胶粘剂优选是酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、浙青或淀粉糊；所述硅质材料是二氧化硅细粉或硅溶胶。上述步骤1)中所选取的碳化硅细粉是在将碳化硅结晶块加工成磨料的过程中所产生的小于1500目的碳化硅尾料或在太阳能晶片的切割过程中产生的废绿碳化硅切割刃料细粉或少量的在生产过程中剔除的不合格的碳化硅细粉；所述步骤4)中的造粒成型的方式是搅拌或球磨。本专利技术的优点是本专利技术提供了一种碳化硅生产工艺，该方法以碳化硅破碎时产生的尾料或废绿碳化硅切割料、胶粘剂反应补偿材料为原料，按照设计比例均勻混合后，以硅溶胶、硅树脂等只含Si、H、0元素的硅质胶粘剂或以浙青、酚醛树脂等只含C、H或C、H、0元素的碳质胶粘剂为粘料，采用机械造粒设备制备成1. 5 15mm的用于碳化硅冶炼时添加的颗粒材料。该颗粒材料在与石英砂、焦炭的混合物混合后添加至碳化硅冶炼炉内进行冶炼时能够有非常好的透气性，从而有利于炉内的气流和热量的传导；加大了碳化硅尾料或废绿碳化硅切割料的回收利用，节约了生成SiC时所需要的能量，使得冶炼一吨SiC时能够降低1000 2000 度电。具体实施方式本专利技术提供了一种碳化硅生产工艺，主要解决了碳化硅细粉回炉重新冶炼成为碳化硅结晶块的技术问题，该方法不仅包括在碳化硅反应炉内加入石英砂与焦炭的步骤，同时还包括在碳化硅冶炼前在碳化硅反应炉内加入由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的步骤。碳化硅颗粒与石英砂和焦炭的混合物是按照质量比是5 60 95 40添加入碳化硅冶炼炉里进行冶炼的，尤其采用30 40 70 60这样的比例效果更佳；碳化硅颗粒与石英砂、焦炭的混合物能够单独添加至碳化硅冶炼炉的分解区或单独添加至碳化硅冶炼炉的冶炼区进行冶炼，也可以同时添加到分解区和冶炼区里进行冶炼。由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的粒径是1. 5 15mm，最好是4 8mm。由废弃碳化硅细粉制备成的碳化硅颗粒的方法是1)选取碳化硅细粉，该细粉是碳化硅细粉是在将碳化硅结晶块加工成磨料的过程中所产生的小于1500目的碳化硅细粉或在太阳能晶片的切割过程中产生的废绿碳化硅切割料细粉；有时加入少量的在生产过程中剔除的不合格的碳化硅细粉。幻配置胶粘剂溶液；胶粘剂溶液是由胶粘剂与溶剂按照体积比为1 1 1 10 混合而成的硅质胶粘剂溶液或碳质胶粘剂溶液，胶粘剂是硅质胶粘剂或碳质胶粘剂；溶剂是水或有机溶剂。当采用硅质胶粘剂溶液时，硅质胶粘剂是含有Si元素、H元素以及0元素的胶粘剂，例如硅溶胶或硅树脂等；当采用碳质胶粘剂溶液时，碳质胶粘剂是含有C元素和H元素或含有C元素、H元素以及0元素的胶粘剂，例如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、浙青和淀粉等。3)将步骤1)所得到的碳化硅细粉与步骤2、所得到的胶粘剂溶液按照质量比 1 0. 05 1 0. 1进行混合；4)采用机械造粒设备对步骤幻所得到的混合物进行造粒成型，造粒成型的方式是搅拌均勻后由造粒设备造粒成型，最终所形成的碳化硅颗粒材料是直径为1. 5 15mm的颗粒。本专利技术以碳化硅微粉制备时产生的尾料为原料，以硅溶胶等只含Si、H、0元素的硅质胶粘剂或以酚醛树脂等只含C、H或C、H、0元素的胶粘剂为粘料，采用机械造粒设备制备成1. 5 15mm的颗粒，并把碳化硅颗粒与石英砂和焦炭的混合物是按照质量比是5 60 95 40添加入碳化硅冶炼炉里进行冶炼，制造成为新的碳化硅结晶块。实施例1(1)制混合造粒料(1. 1)选取碳化硅细粉取碳化硅结晶块在加工成磨料的过程中产生的细粉或取在太阳能晶片切割过程中产生的废碳化硅细粉；(1. 2)配置胶粘剂溶液选取SW2含量占25%硅溶胶；将上述选取物置于搅拌设备中搅拌混合均勻，得到混合造粒料；其中选取物中碳化硅细粉与胶粘剂溶液各占质量百分比为3 3. 5 1(碳化硅细粉所占的质量百分比的调整是由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜利，袁逢宽，
申请(专利权)人：朱胜利，
类型：发明
国别省市：