浆料回收工艺及流程.ppt

1、浆料回收工艺及流程,内部资料、请勿外传,设 备 工 程 部,目 录,1.浆料回收产业发展概述 2.浆料回收工艺的分类和主要特点 3.SIC和切割液的性能特点 4.浆料回收工艺流程 5.工艺流程中的问题和改进方向,1.1 浆料简介,什么是浆料 浆料是太阳能硅片切割液的通俗叫法. 主要成分是由一升聚乙二醇(PEG)配一公斤碳化硅(SIC)微粉混合而成. 废浆料的主要成分: PEG,水份约1.5% NP.SIC约占固体68%,SP.SIC约占固体10% Fe粉约占固体5%,SI粉约占固体17%,1.2 浆料的作用,碳化硅对硅片的切割 PEG起悬浮SIC和带走切割产生的热量 在钢线高速运转时进行润滑

2、在硅片表面形成保护膜 带走切割产生的大量硅粉,1.3 为什么要进行浆料回收,废砂浆严重污染环境 发达国家限制SIC的生产 太阳能产业的迅猛发展,带动砂浆的巨大需求 降低硅片生产成本需要 循环经济发展需要,1.4 主要浆料回收企业,2001年,无锡尚德太阳能电力有限公司创立,拉开了国内太阳能产业发展的大幕. 2005年,德国赛锡集团在无锡建立赛锡科技(无锡)有限公司. 江苏连云港佳宇电子科技材料有限公司 河南新大新材科技有限公司 扬州麦拓卡夫特浆料回收有限公司 北京华研精粹科技有限公司 广州千松科技有限公司,2.1 浆料回收工艺分类,从分离方法上分类 纯物理法 物理化学综合法 从回收方式上分类

3、在线回收 离线回收,2.2 回收工艺的主要特点,纯物理法,固液分离,SIC分级,杂质分离,PEG过滤提纯,浓缩脱水,物理化学综合法,固液分离,化学反应,干燥分级,PEG过滤提纯,浓缩脱水,2.3 在线回收,主要通过离心分离手段先固液分离,然后再分离出小颗粒杂质,最后将大颗粒和液体混合,掺入部分新砂新液,供生产切割使用.,2.4 在线回收的工艺特点,优点:流程简单,回收自动化程度高,维护成本低,基本不产生污染. 缺点:无法将固体中的硅粉和铁粉完全去除,大颗粒杂质和水份也无法去除,很难保证硅片切割品质,出现问题也很难分析具体产生原因.,2.5 离线回收,离线回收是指通过建设废砂浆回收处理厂来对废砂

4、浆进行固液彻底分离加工.,2.6 离线回收的工艺特点,优点:可以将砂浆中的杂质完全剔除，回收出质量比较好的回收液和回收砂，且规模投资成本相对较小. 缺点:工艺及生产设备还不成熟，维护成本高，生产过程产生废物排放。新浆料运到工厂还需要一定的物流环节.,3.1 SIC简介,SIC(碳化硅) 分子式为SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉.,结构为六方晶体，比重为3.203.25，显微硬度为28403320kg/mm2. 化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好.,3.2 SIC的标准,标准有：国标、日标、欧标。市场上主要以国标和日标为主流，出口则以日标为主。 常用SIC牌号

5、有JIS#800、JIS#1000、JIS1200、JIS#1500、JIS#2000 我公司设备主要使用JIS#1200、JIS#1500。,3.3 切割液的分类,油性切割液:早期多线切割机主要有MB和HCT,瑞士线切割机的系统思维特别强调动力与环保,使得这类机器在切割过程中对砂浆粘度的要求比较高，最直接的体现就是要用油性的切割液. 水性切割液:为适应了追求效率的高速发展的太阳能硅片切割行业,修改瑞士切割机,减小了机器功率和切割速度,开发出水性切割液.机器有NTC和安永.,3.4 聚乙二醇(PEG)的物理特性,也称聚乙二醇醚,是由环氧乙烷与水或乙二醇为原料通过逐步加成反应而生成，其原材料主要

6、来源于石油制品。 分子量200-700时为白色或透明的粘稠液体,1000-2000时为蜡质半硬固体,3000-20000时为坚硬的蜡状固体.聚乙二醇(PEG)为低毒无刺激性聚合物. 相对密度:液体1.127-1.128g/cm2。固体1.17-1.215 g/cm2.,3.5 聚乙二醇(PEG)的吸水性和氧化性,聚乙二醇（PEG）具有很强的吸水性，在常温条件下可从空气中吸收水分，液体可与水任意比例混溶. 聚乙二醇（PEG）属非离子型聚合物，在正常条件下是稳定的，在120或更高温度下能与空气中的氧发生氧化作用，用二氧化碳或氮等惰性气体保护，在200-240也不发生变化，当升至300左右，分子链节

7、发生断裂而降解.,3.6 聚乙二醇的水污染问题,聚乙二醇虽然是一种温和低毒的物质,但却是一种难以生化处理的物质.分子量越高,越难以降解,此类有机物进入水体被好氧微生物分解时,将消耗大量溶解氧,造成水体严重缺氧,从而造成水污染.,3.7 水性切割液,主要应用于日本多线切割机 对碳化硅具有高悬浮性，能有效降低表面张力，减少摩擦力. 较强的化学作用降低机械作用，有效降低晶片损伤，光洁度好. 易清洗，无残留 黏度低,容易回收,可多次循环使用. 切割速度较低.,4.1 浆料回收设备分类,固液分离设备:压滤机,离心机,管式过滤器 罐釜容器:加热罐,调浆罐,反应罐 烘干装置:回转窑 SIC分级:气流分级机

8、PEG除水:三效蒸发器,4.2 压滤机,压滤机:由滤框和很多个滤板组成,滤板表面有滤布,滤板的中间和边角上有通孔,有中间输入原浆,滤渣在滤布表面形成滤饼层,液体通过滤饼层和滤布排出.打开滤板,卸除滤饼.,4.3 离心机,离心机:中间转子高速旋转,将物料甩下四周,在转鼓表面的滤布上形成滤饼层,液体在强大的,离心力下从滤饼层的小孔中分离出去,固体保留在转鼓上.,4.4 管式精密过滤器,管式精密过滤器:容器中排列有大量中空的滤芯,用泵将物料打入容器,固体物质在滤芯,表面形成一层滤饼层,液体在压力作用下通过滤饼层和滤芯孔眼透过滤芯排出,滤饼在气体反吹下掉落.,4.5 罐釜,加热罐,调浆罐,反应罐,酸碱

9、储罐,4.6 干燥分级,回转干燥窑,气流分级机,4.7 三效浓缩蒸发器,三效浓缩蒸发器:PEG在负压状态下进行水分蒸发.蒸汽可以充分利用,三效蒸发罐,二效罐比一效负压高,三效比二效罐负压高,这样一效出来的冷凝蒸汽可以进入二效罐加热,二效罐出来的整齐可以进入到三效罐加热,蒸汽利用率高.,4.8 工艺流程图,废砂浆,固渣,搅拌均匀,加热调浆,滤液,PEG,SIC渣,成品,浓缩脱水,压滤,管式过滤,回用,水力旋流分选,硅粉压滤打包,二次压滤,调浆,滤液回用,4.9 工艺流程图,碱反应,压滤,滤液排出,滤渣调浆,酸反应,两次压滤,离心过滤,烘干,分选,成品包装,滤液回用,滤液回用,5.1 工艺流程中的

10、问题,流程中需注意的问题: 废砂浆必须充分搅拌,将块状物打散,搅拌均匀. 废砂浆加热后第一次压滤应尽量压干,防止漏料. 进水力旋流器物料需用振动筛过滤,保证无大颗粒团聚. 原浆区的液体尽量回用不外排,否则容易造成环境污染.,5.1 工艺流程中的问题,碱反应后的上层液体需排出,否则容易污染SIC. 回转窑的生产必须配合分级机的生产,否则容易造成生产不协调,产生粉尘污染. PEG过滤产生的滤渣主要物质是SIC,必须回用,不能外排.,5.2 工艺改进点,水力旋流器磨损快,进料要求过高. 原浆区PEG回收率不够高,造成废水排放. 回转窑烘干方式太落后,能耗高且粉尘大. 分级机无法一次分级出两个合格产品. 管式过滤器中PE管需经常浸泡清洗,劳动量较大.,5.3 环保解决方案,废水、废气、废渣、粉尘处理: 废水有专门污水