專利名稱:一種碳化硅微粉中游離碳的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及碳化硅切割專用刃料微粉的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種碳化硅微粉中游離碳的去除方法。
背景技術(shù):
碳化硅是以硅石和無煙煤或石油焦為主要原料在高溫電阻爐里冶煉形成,呈黑色或綠色。它的特點是脆而鋒利,具有高溫?zé)岱€(wěn)定性、高熱傳導(dǎo)性、耐酸堿腐蝕性、低膨脹系數(shù)、抗熱震好等一系列的優(yōu)良性能。太陽能晶硅片切割專用刃料是碳化硅原料經(jīng)過破碎、分級等一系列加工工序后形成的具有特定粒徑范圍(一般在6 12 m左右)和特定形態(tài)的精細(xì)碳化硅微粉。由于晶硅片切割設(shè)備是晶體硅片生產(chǎn)的重要設(shè)備,從而太陽能晶硅片切割專用刃料的質(zhì)量成為影 響切割工藝的重要因素之一?,F(xiàn)階段,用于制造太陽能電池的晶硅片成本約占太陽能電池生產(chǎn)成本的70%,因此晶體硅原料的利用率以及加工成本在很大程度上決定了整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本,降低晶硅片厚度及破片率是降低晶硅片成本的關(guān)鍵,因此,提升太陽能晶硅片切割專用刃料產(chǎn)品的質(zhì)量尤為重要。在碳化硅刃料微粉的生產(chǎn)過程中,去除碳化硅里的游離碳是一個重要環(huán)節(jié),否則會影響后續(xù)工藝過程,繼而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。目前,國內(nèi)碳化硅行業(yè)普遍采用人工撈取或半自動撈取,這樣去除游離碳的工藝不穩(wěn)定、一致性差且用人、用時較多。撈取后的含碳較高的物質(zhì)還需自然消解氣泡,占用了很多的存儲工具。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種工藝穩(wěn)定,有效提高碳化硅刃料微粉的質(zhì)量,消除游離碳泡沫的含氣量,縮減游離碳泡沫的儲存體積,減少環(huán)境污染,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本的碳化硅微粉中游離碳的去除方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案為
一種碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是在用純水配制的含碳化硅40 - 70%的碳化硅微粉漿料中,加入起泡物質(zhì),充分?jǐn)嚢枋固蓟铦{料表層產(chǎn)生大量游離碳泡沫層,以負(fù)壓吸附方式將上述游離碳泡沫層吸附到碳水吸附器中,收集收集器底部的碳化硅微粉。所述碳化硅微粉漿料在加入起泡物質(zhì)之前,首先要經(jīng)過化學(xué)除雜。所述化學(xué)除雜是指先用除鐵機(jī)除鐵,加入濃硫酸反應(yīng)漂洗后,再加入氫氧化鈉洗滌漂洗。所述起泡物質(zhì)為十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、聚乙二醇或松油醇,其加入量為O. 5 2L /3T碳化硅微粉。所述負(fù)壓吸附方式是指采用內(nèi)部可形成負(fù)壓的刀頭,該刀頭為吸附端口帶有攔截濾網(wǎng)的管道。所述碳水收集器為內(nèi)部設(shè)置絲網(wǎng)的容器。本發(fā)明采用在碳化硅微粉漿料中加入起泡劑,然后對含碳?xì)馀輰舆M(jìn)行消泡處理,從而確保了生產(chǎn)碳化硅微粉生產(chǎn)工藝點的穩(wěn)定,增強(qiáng)了生產(chǎn)過程的處理能力,自動化程度較高。通過本發(fā)明方法可有效地去除碳化硅微粉中游離碳,將產(chǎn)品游離碳含量控制在O. 1%左右,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,同時消除了游離碳泡沫的含氣量,去除游離碳占用容器小,降低了環(huán)境污染。本發(fā)明具有較強(qiáng)的生產(chǎn)推廣應(yīng)用性,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅切割刃料的生產(chǎn)。
圖I為本發(fā)明中刀頭與碳水分離器的結(jié)構(gòu)示意簡圖。
具體實施例方式下面用實例予以說明本發(fā)明,應(yīng)該理解的是,實例是用于說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍與核心內(nèi)容依據(jù)權(quán)利要求書加以確定。碳化硅刃料微粉的生產(chǎn)過程大都為,利用碳化硅粗料為原料,通過包括破碎、化學(xué)除雜、去除游離碳、水流分級,干燥、篩分等幾個工序獲得更精細(xì)的、滿足符合用戶需求的綠碳化硅產(chǎn)品。下面實施例主要針對本發(fā)明的去碳工藝。實施例I I、去除游離碳
I)碳化硅微粉經(jīng)過輸送機(jī)進(jìn)入配漿槽,按40%的碳化硅含量比例加純水進(jìn)行配漿,攪拌均勻后用除鐵機(jī)除鐵,根據(jù)除鐵后漿料內(nèi)鐵含量加入濃硫酸鐵含量低于O. 15不用加濃硫酸;鐵含量>0. 15需加入濃硫酸40kg/3T ;漿料中鐵質(zhì)與酸充分反應(yīng),經(jīng)過三次漂洗后,加入氫氧化鈉再進(jìn)行三次洗滌漂洗,完成化學(xué)除雜過程,清洗后的料漿由砂漿泵輸送至除碳槽去除游離碳。(此過程采用常規(guī)的化學(xué)除雜過程)。2)在除碳槽3 (內(nèi)含3噸碳化硅)內(nèi)加入O. 5L發(fā)泡劑十二烷基硫酸鈉(K12)。(陰離子表面活性劑水溶液在機(jī)械作用力引入空氣的情況下,產(chǎn)生大量泡沫。發(fā)泡劑的實質(zhì)就是它的表面活性作用,沒有表面活性作用,就不能發(fā)泡,也就不能成為發(fā)泡劑,表面活性是發(fā)泡的核心。)
3)充分?jǐn)嚢?(Γ30分鐘,使?jié){料表面形成大量含游離碳泡沫,使用引風(fēng)機(jī)使刀頭I內(nèi)形成負(fù)壓,來達(dá)到吸附碳化硅漿料表面游離碳層的功能。所述刀頭為吸附端口帶有攔截濾網(wǎng)的管道。刀頭將表面漂浮物質(zhì)隔離并將含游離碳泡沫吸附后送入碳水收集器2中。所述碳水收集器2為內(nèi)部設(shè)有絲網(wǎng)的容器。含游離碳泡沫高速進(jìn)入碳水收集器2后,高速沖擊絲網(wǎng)完成對泡沫的消除,實現(xiàn)碳化硅物料及含碳水的分離,含碳水和碳化硅物料分別收集,碳化硅物料可通過收集器底部回收利用。2、水流分級工序
收集的碳化硅物料經(jīng)砂漿泵輸送到溢流缸內(nèi)進(jìn)行水流分級,通過精確控制分級水流量分選出滿足不同粒度段的產(chǎn)品。分選出的各粒度段的產(chǎn)品,經(jīng)運(yùn)輸管道進(jìn)入各開號成品池內(nèi)充分混合,混合后由砂漿泵輸送到離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行濃縮脫水(含水量約10%以下)。3、烘干工序
不同粒度段的物料分別通過螺旋輸送機(jī)輸送到閃蒸爐內(nèi)進(jìn)行干燥,干燥后的成品用輸送機(jī)送至各開號料倉內(nèi)待混配。4、混配工序
根據(jù)客戶的具體要求確定產(chǎn)品中粒度范圍,將待混配各規(guī)格物料打入混料機(jī)內(nèi),進(jìn)一步充分混合,使產(chǎn)品粒度范圍滿足客戶要求。實施例2
I、碳化硅微粉經(jīng)過輸送機(jī)進(jìn)入配漿槽,按50%的碳化硅含量比例加純水進(jìn)行配漿,然 后采用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)化學(xué)除雜過程進(jìn)行除雜。2、在除碳槽3 (內(nèi)含3噸碳化硅)內(nèi)加入I. 5L發(fā)泡劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)0其它工藝同實施例I。實施例3
I、碳化硅微粉經(jīng)過輸送機(jī)進(jìn)入配漿槽,按60%的碳化硅含量比例加純水進(jìn)行配漿,然后采用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)化學(xué)除雜過程進(jìn)行除雜。2、在除碳槽3 (內(nèi)含3噸碳化硅)內(nèi)加入2. OL發(fā)泡劑聚乙二醇。其它工藝同實施例I。實施例4
I、碳化硅微粉經(jīng)過輸送機(jī)進(jìn)入配漿槽,按55%的碳化硅含量比例加純水進(jìn)行配漿,然后采用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)化學(xué)除雜過程進(jìn)行除雜。2、在除碳槽3 (內(nèi)含3噸碳化硅)內(nèi)加入I. OL發(fā)泡劑十二烷基硫酸鈉(K12)。其它工藝同實施例I。實施例5
I、碳化硅微粉經(jīng)過輸送機(jī)進(jìn)入配漿槽,按70%的碳化硅含量比例加純水進(jìn)行配漿,然后采用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)化學(xué)除雜過程進(jìn)行除雜。2、在除碳槽3 (內(nèi)含3噸碳化硅)內(nèi)加入I. 2L發(fā)泡劑松油醇。其它工藝同實施例I。
權(quán)利要求
1.一種碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是在用純水配制的含碳化硅40 -70 %的碳化硅微粉漿料中,加入起泡物質(zhì),充分?jǐn)嚢枋固蓟铦{料表層產(chǎn)生大量游離碳泡沫層,以負(fù)壓吸附方式將上述游離碳泡沫層吸附到碳水吸附器中,收集收集器底部的碳化硅微粉。
2.按照權(quán)利要求I所述的碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是所述碳化硅微粉漿料在加入起泡物質(zhì)之前,首先要經(jīng)過化學(xué)除雜。
3.按照權(quán)利要求2所述的碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是所述化學(xué)除雜是指先用除鐵機(jī)除鐵,加入濃硫酸反應(yīng)漂洗后,再加入氫氧化鈉洗滌漂洗。
4.按照權(quán)利要求I所述的碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是所述起泡物質(zhì)為十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、聚乙二醇或松油醇,其加入量為O. 5 2L /3T碳化硅微粉。
5.按照權(quán)利要求I所述的碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是所述負(fù)壓吸附方式是指采用內(nèi)部可形成負(fù)壓的刀頭(I ),該刀頭為吸附端口帶有攔截濾網(wǎng)的管道。
6.按照權(quán)利要求I所述的碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是所述碳水收集器(2)為內(nèi)部設(shè)置絲網(wǎng)的容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳化硅微粉中游離碳的去除方法,其特征是在用純水配制的含碳化硅40-70%的碳化硅微粉漿料中,加入起泡物質(zhì),充分?jǐn)嚢枋固蓟铦{料表層產(chǎn)生大量游離碳泡沫層,以負(fù)壓吸附方式將上述游離碳泡沫層吸附到碳水吸附器中,收集收集器底部的碳化硅微粉。本發(fā)明采用在碳化硅微粉漿料中加入起泡劑,然后對含碳?xì)馀輰舆M(jìn)行消泡處理,從而確保了生產(chǎn)碳化硅微粉生產(chǎn)工藝點的穩(wěn)定,增強(qiáng)了生產(chǎn)過程的處理能力,自動化程度較高。通過本發(fā)明方法可有效地去除碳化硅微粉中游離碳,將產(chǎn)品游離碳含量控制在0.1%左右,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,同時消除了游離碳泡沫的含氣量,去除游離碳占用容器小,降低了環(huán)境污染。
文檔編號C01B31/36GK102923705SQ20121047860
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者李風(fēng)光, 肖佳, 楊志軍, 劉尖, 曹龍 申請人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司