硅氧化制取巖棉熔體聯(lián)產(chǎn)合金鋼液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于娃切割廢漿料中娃及碳化娃的綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，也屬于采用冶金熱 烙渣制備巖棉纖維保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，還屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及制取巖棉烙體 聯(lián)產(chǎn)合金鋼液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了獲得太陽(yáng)能電池基板、集成電路用基板、電子巧片、精密半導(dǎo)體巧片所采用的 薄片狀產(chǎn)品，需要對(duì)高純度的單晶娃、多晶娃椿、錠進(jìn)行線切割。線切割采用硬度高的碳化 娃為磨料，按照一定比例加入到聚己二醇（PEG)為主要原料的水溶性懸浮液中組成水性切 割液，其中，聚己二醇起到分散作用，并能夠及時(shí)帶走切割過(guò)程中產(chǎn)生的巨大摩擦熱。娃晶 切割時(shí)，機(jī)器導(dǎo)輪帶動(dòng)鍛銅的鋼線高速運(yùn)轉(zhuǎn)，鋼線帶動(dòng)碳化娃磨料不斷研磨娃椿，從而切割 成娃片。娃晶切割過(guò)程中，大量娃粉和少量金屬屑進(jìn)入切割液使切割液的性質(zhì)逐漸發(fā)生變 化，當(dāng)該些固體雜質(zhì)含量累積到一定程度時(shí)，最終切割液不能滿足切割要求而成為廢砂漿。
[0003] 在娃椿被切成娃片的同時(shí)，大約娃椿質(zhì)量的40-55%成為娃粉，切割機(jī)的鋼線受 磨擦產(chǎn)生的少部分鐵粉，部分SiC在切割過(guò)程中發(fā)生破損變成的粒徑較小的SiC顆粒，PEG 吸收的空氣中水分，全部進(jìn)入到切割砂漿當(dāng)中，娃晶切割廢砂漿主要組分及含量（質(zhì)量分 數(shù)）；PEG 40%~50%，SiC 23%~33%，娃（SU 20%~24%，鐵屑（Fe) 2. 5%~3.0%。一 般認(rèn)為其中的聚己二醇（PEG)、碳化娃顆粒（SiC)、娃粉（Si)具有較高的回收或綜合利用的 價(jià)值。
[0004] 廢砂漿具有如下特點(diǎn)；（1)切削液為水溶性，經(jīng)過(guò)稀釋易于過(guò)濾分離；（2)碳化娃 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不和酸、堿發(fā)生反應(yīng)；(3)娃粉純度高、粒徑小、比表面積 大，具有良好的化學(xué)反應(yīng)活性?；趶U砂漿的該特性，近幾年來(lái)的專(zhuān)利申請(qǐng)大多采用固液分 離和固體提純相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)切割廢砂漿的回收處理。
[0005] 已有公開(kāi)專(zhuān)利對(duì)多晶娃廢砂漿處理和回收的方法大致分為四類(lèi)；（1)固液分離、 固體提純結(jié)合法；（2)化學(xué)處理法；（3)電選法；(4)電泳（電位）分離法。
[0006] 對(duì)廢砂漿中的PEG、SiC進(jìn)行分離相對(duì)較為容易?；厥誔EG-般采用的工藝是；先采 用過(guò)濾或離屯、分離對(duì)料漿進(jìn)行固液分離，再將分離得到的液體進(jìn)行脫水或者蒸饋得到PEG。 回收SiC -般采用的工藝是；將固液分離得到的固體進(jìn)行酸洗除鐵，酸溶除Si或堿溶除Si 后得到SiC微粉。
[0007] 例如，中國(guó)專(zhuān)利200710117665 (周壽增）公開(kāi)了采用膜技術(shù)和化學(xué)處理方法，獲得 了 SiC粉。中國(guó)專(zhuān)利200610058746. 3 (張捷平）、中國(guó)專(zhuān)利200810232782. 6 (奚西峰）通過(guò) 處理回收了聚己二醇（陽(yáng)G)與碳化娃（SiC)，但沒(méi)有設(shè)及到娃粉的回收和利用。
[000引 中國(guó)專(zhuān)利200610029378. X(金柏林）中公布的技術(shù)方案，進(jìn)行了娃粉的回收，娃粉 的回收率較低，僅為料漿的1-2%。
[0009] 中國(guó)專(zhuān)利200710018636(楊建峰）回收的娃的純度比較高，達(dá)到98%，具體工藝 為；先將廢漿料去除懸浮劑和粘結(jié)劑，再將得到的固體通過(guò)氣體浮選得到Si和SiC的混合 粉料，然后用密度介于Si和SiC之間的液體進(jìn)行浮選和重選，分離Si和SiC，最后通過(guò)磁選 除鐵得到SiC和Si微粉，如圖1(a)所示。由于回收的Si粉純度大于98%，可W重新作為 原材料制備多晶娃。
[0010] 中國(guó)專(zhuān)利200910187695. 8(邢鵬飛）設(shè)及到了娃粉的回收；首先對(duì)廢漿料進(jìn)行物 理沉降分別得到SiC富集料和Si富集料，將娃富集料進(jìn)行酸洗除鐵后，在1500-1600攝氏 度下烙鑄得到金屬娃錠，使SiC與Si分離，然后對(duì)Si錠進(jìn)行定向凝固得到太陽(yáng)能級(jí)多晶 娃。對(duì)SiC富集料進(jìn)行酸洗除鐵、酸洗堿洗除Si、干燥得到SiC微粉，工藝過(guò)程如圖1化）所 /J、- 〇
[0011] 上述專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)方案，對(duì)切割廢砂漿的回收從單一的回收碳化娃，到碳化娃、 娃和聚己二醇的綜合回收，且回收率、產(chǎn)品的純度逐漸提高，大部分申請(qǐng)基于相同的原理， 只是對(duì)不同的工序進(jìn)行重復(fù)或組合，而且獲得的娃大部分傾向于再返回應(yīng)用于光伏晶娃。
[0012] 在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，廢砂漿經(jīng)過(guò)離屯、分離、固液分離W及一系列的精制、提 純，最終得到S類(lèi)產(chǎn)物（1) WPEG為主的液體；（2) WSiC為主，含有Si、化等其他雜質(zhì)的 比重大的混合物；（3) W Si粉為主、含有SiC等雜質(zhì)的比重小的混合物。前兩種的回收利 用較為成熟，只有第=種混有SiC的廢娃料還沒(méi)有很好地利用。
[0013] 工業(yè)回收的主要工藝為；大部分的多晶娃廢漿料經(jīng)過(guò)離屯、分離之后，碳化娃由于 比重大，與懸浮液較好地分離，經(jīng)過(guò)除雜提純后，碳化娃得到較好回收，也容易再作為磨料 應(yīng)用，懸浮液的基體為PEG,其中的固體粉末為娃粉和細(xì)小的碳化娃，將懸浮液壓濾進(jìn)行固 液分離，液態(tài)物質(zhì)W PEG為主，經(jīng)過(guò)較好的凈化處理之后可W返回切割環(huán)節(jié)，分離得到的固 體物質(zhì)中是混雜了碳化娃和少量鐵的娃粉，并且還含有一定的液體成分，如圖1(c)所示， 右下角的W Si粉為主、含有SiC的廢娃料沒(méi)有得到很好的利用。該是由于Si粉最為便利 的的利用就是返回制備高純的晶娃材料。但是，高純娃的價(jià)值其實(shí)并不在于娃料本身，而在 于提純的技術(shù)難度大、工藝復(fù)雜、成本高。例如，工業(yè)娃的含娃量達(dá)到97-99%，而高純晶娃 材料就是將該少量的雜質(zhì)去除，其代價(jià)要比娃料本身的價(jià)值高15-28倍，某些情況下，通 過(guò)提純除雜的單位娃的價(jià)值提升能達(dá)到70-233倍，該么多倍的價(jià)值增值依靠的是純凈度 的顯著提升，而不是娃材料本身。所W，盡管廢Si料中可能不一定含有難W去除的棚、磯等 雜質(zhì)，但由于混有碳化娃、鐵，再加上很細(xì)的娃粉容易表面氧化形成二氧化娃，特別是由于 廢娃粉中娃與碳化娃的比例有很寬的波動(dòng)范圍，實(shí)際上被污染的娃粉回歸到光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng) 沒(méi)有任何實(shí)際意義，因?yàn)閺氖袌?chǎng)上采購(gòu)99%的工業(yè)娃、金屬娃做原料的話，在高純晶娃中所 占的原材料成本也微乎其微，而且原材料的質(zhì)量、供應(yīng)、價(jià)格更為穩(wěn)定。
[0014] 本發(fā)明并不在于對(duì)晶娃切割廢漿料進(jìn)行分離，而是針對(duì)廢漿料分離得到的混有 SiC的Si粉，提供一種更為合理的的利用途徑，充分利用其中娃元素的特點(diǎn)，制備用于建筑 保溫W及其他絕熱、隔音、減振等多種用途的巖棉纖維所需的巖棉烙體。
[0015] 巖棉纖維作為無(wú)機(jī)礦物纖維的一種，具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，作為建筑