專(zhuān)利名稱(chēng)：一種硅片切割廢砂漿無(wú)公害資源化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將硅片切割廢砂漿綜合利用以制備汽車(chē)防凍液的方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能硅片的切割過(guò)程中，需要使用硬度高、粒度小且粒徑分布集中的碳化硅微粉作為主要切削介質(zhì)。為使碳化硅微粉在切削過(guò)程中分散均勻，同時(shí)及時(shí)帶走切削過(guò)程中產(chǎn)生的巨大的摩擦熱，通常需先將碳化微粉按照一定比例加入到以聚乙二醇(PEG)基或油類(lèi)為主要原料合成的水溶性或油性太陽(yáng)能硅片切割液中，并充分分散，配置成均勻穩(wěn)定的切割砂漿后再用于硅片切割，且該硅片切割液中大多含有螯合劑、緩蝕劑、PH緩沖劑等添加劑。太陽(yáng)能硅片切割時(shí)，切割熱能導(dǎo)致切割液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，及切割過(guò)程產(chǎn)生的硅粉及碳化硅混入切割液等因素，導(dǎo)致太能能硅片切割砂漿在硅片切割后成為不可重復(fù)使用的切割廢砂漿。硅片切割廢砂漿是由多種物質(zhì)組成的混合物，其液相成分主要是聚乙二醇、螯合劑、緩蝕劑、PH緩沖劑、水分等，固相部分包括碳化硅、硅粉及金屬顆粒等。目前國(guó)內(nèi)外的硅片切割廢砂漿回收技術(shù)，主要是將廢砂漿固液分離后的液相通過(guò)加入絮凝劑、助濾劑后精密過(guò)濾，再用離子交換、脫色、蒸餾脫水等方法處理。然而，現(xiàn)有技術(shù)采用化學(xué)方法處理提純廢砂漿液相主要的問(wèn)題包括(1)產(chǎn)生新的固液有害物，造成二次污染；( 工藝復(fù)雜，產(chǎn)生各項(xiàng)高能耗；C3)非砂漿體有部分高溫操作工藝步驟，而高溫狀態(tài)下非砂漿體有效組分穩(wěn)定性分解，PEG等物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化， 影響回收切割液切割效率。汽車(chē)防凍液是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)不可缺少的冷卻散熱介質(zhì)，具有低溫環(huán)境下不結(jié)冰，良好的流動(dòng)性，以及帶走發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量等特性。隨著汽車(chē)工業(yè)發(fā)展對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求越來(lái)越高，不僅要求防凍液具有較低的冰點(diǎn)和較高的沸點(diǎn)，還應(yīng)具有較好的金屬防腐性、防氣蝕性、使用壽命長(zhǎng)等綜合性能。目前廣泛使用的防凍液是以乙二醇和水的混合物為主，添加多種添加劑，添加劑種類(lèi)多，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種綜合利用硅片切割廢砂漿以制備汽車(chē)防凍液的方法。具體技術(shù)方案如下包含如下工藝步驟1)將硅片切割廢砂漿固液分離，得到液相和固相，所述硅片切割廢砂漿的成份包括小顆粒碳化硅、小顆粒硅粉及金屬顆粒等固相，以及聚乙二醇、緩蝕劑、PH緩沖劑、螯合劑和水；2)將步驟1)所得液相經(jīng)過(guò)濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，以得到回收液；3)對(duì)步驟2)所得回收液，測(cè)定其pH值及水分含量；
4)在20-100°C溫度條件下對(duì)步驟2)所得回收液添加pH緩沖劑及去離子水后混合攪拌，以使回收液含水量控制在30% -70%，pH值控制在7. 5-9. 5 ；5)在20-100°C溫度條件下對(duì)步驟4)所得回收液，每Ikg回收液中，添加亞甲基藍(lán)著色劑0. 02-0. 2g、以及耐熱穩(wěn)定劑水楊酸鹽0. l_2g或乙酰水楊酸鹽0. 2-3g或間二羥基苯基酸鹽0. 1-2. 5g或五倍子酸鹽0. l_2g，并混合攪拌。6)對(duì)步驟5)所得混合液經(jīng)過(guò)濾精度0. 5-1 μ m的固體顆粒的過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾，取過(guò)濾液。其中步驟1)中固液分離得到的固相可加入去離子水稀釋并攪拌，然后過(guò)濾，將得到的濾液混入步驟1)中固液分離得到的液相。步驟1)所述固液分離步驟采用固液分離設(shè)備為壓濾機(jī)、離心沉降機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)、離心過(guò)濾機(jī)等設(shè)備中的一種或幾種。步驟2~)所述過(guò)濾設(shè)備優(yōu)選過(guò)濾精度為1 μ m-3 μ m的過(guò)濾設(shè)備。步驟4)所加pH緩沖劑優(yōu)選對(duì)羥基苯甲酸或其鄰間位異構(gòu)體、2，6位和2，4位二羥基苯甲酸中的一種或幾種的混合物。步驟4)混合攪拌的溫度條件優(yōu)選在30_80°C溫度條件下進(jìn)行。步驟5)混合攪拌的溫度條件優(yōu)選在30_80°C溫度條件下進(jìn)行。本發(fā)明的原理如下硅片切割廢砂漿是由多種物質(zhì)組成的混合物，各硅片切割企業(yè)所使用的切割液有所差異，但其液相成分主要包括聚乙二醇、緩蝕劑、PH緩沖劑、螯合劑、水分等。硅片切割過(guò)程中，砂漿中碳化硅顆粒與硅棒、鋼絲等磨削時(shí)，產(chǎn)生小顆粒碳化硅、小顆粒硅粉及金屬顆粒，即固相具體組分產(chǎn)生較大變化，而由于該組分變化，導(dǎo)致廢砂漿特別是固相進(jìn)行回收處理后，方能使用，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)切割效率和質(zhì)量；但是，砂漿液相本身在硅切割過(guò)程中，其組分聚乙二醇、緩蝕劑、PH緩沖劑、螯合劑及水等并未發(fā)生化學(xué)變化，因此，采取物理分選方法將廢砂漿中的硅粉、碳化硅及金屬雜質(zhì)從廢液中分離，廢液中聚乙二醇、緩蝕劑、PH緩沖劑、 螯合劑等有用組分并未流失，而聚乙二醇、緩蝕劑、、PH緩沖劑、螯合劑等組分完全可以作為汽車(chē)防凍液制備的原料組分。而且，廢砂漿液相中主要組分為聚乙二醇(質(zhì)量百分比一般在90%以上)，水分在廢砂漿液相中質(zhì)量百分比一般在5%以下，緩蝕劑、pH緩沖劑、螯合劑等其它組分在廢砂漿液相中含量較少。因此，與汽車(chē)防凍液組分含量相對(duì)比，以廢砂漿液相為原料制備汽車(chē)防凍液，主要添加成分是水；而且，汽車(chē)防凍液冰點(diǎn)、沸水，與汽車(chē)防凍液中防凍劑及水分含量有對(duì)應(yīng)關(guān)系，如汽車(chē)防凍液中水分含量高、防凍劑含量低，則汽車(chē)防凍液冰點(diǎn)溫度高，如汽車(chē)防凍液中水分含量低、防凍劑含量高，則汽車(chē)防凍液冰點(diǎn)溫度低。在利用廢砂漿液相制備汽車(chē)防凍液時(shí)，可根據(jù)不同氣候條件下車(chē)況需求，調(diào)節(jié)防凍劑與水分含量，即或多加水、或少加水，以使得制備生產(chǎn)成本最低，且制備過(guò)程最經(jīng)濟(jì)合理。同時(shí)，發(fā)明人通過(guò)對(duì)廢砂漿液相進(jìn)行大量試驗(yàn)可以得出
權(quán)利要求
1.一種硅片切割廢砂漿無(wú)公害資源化處理的方法，其特征是包括如下步驟1)將硅片切割廢砂漿固液分離，得到液相和固相，所述硅片切割廢砂漿的成份包括小顆粒碳化硅、小顆粒硅粉及金屬顆粒等固相，以及聚乙二醇、PH緩沖劑、緩蝕劑、螯合劑和水；2)將步驟1)所得液相經(jīng)過(guò)濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，得到回收液和濾渣；3)對(duì)步驟2)所得回收液，測(cè)定其pH值及水分含量；4)在20-100°C溫度條件下對(duì)步驟幻所得回收液添加pH緩沖劑及去離子水后混合攪拌，以使回收液含水量控制在30% -70%，pH值控制在7. 5-9. 5 ；5)在20-100°C溫度條件下，對(duì)步驟4)所得回收液，每Ikg回收液中添加亞甲基藍(lán)著色劑0. 02-0. 2g，以及耐熱穩(wěn)定劑水楊酸鹽0. l_2g或乙酰水楊酸鹽0. 2-3g或間二羥基苯基酸鹽0. 1-2. 5g或五倍子酸鹽0. l_2g，并混合攪拌；6)對(duì)步驟幻所得混合液經(jīng)過(guò)濾精度0.5 μ m-1 μ m的過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾，取過(guò)濾液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是對(duì)所述步驟1)中固液分離得到的固相加入去離子水稀釋并攪拌，然后過(guò)濾，將得到的濾液混入步驟1)中固液分離得到的液相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是步驟1)所述固液分離步驟采用固液分離設(shè)備為壓濾機(jī)、離心沉降機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)或離心過(guò)濾機(jī)中的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是步驟幻所述過(guò)濾設(shè)備的過(guò)濾精度為 1 μ m-3 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是步驟1)所加PH緩沖劑為對(duì)羥基苯甲酸或其鄰間位異構(gòu)體、2，6位二羥基苯甲酸或2，4位二羥基苯甲酸中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是所述步驟4)混合攪拌在30-80°C溫度條件下進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是所述步驟幻混合攪拌在30-80°C溫度條件下進(jìn)行。
全文摘要
一種硅片切割廢砂漿無(wú)公害資源化處理的方法，主要工序?yàn)閷⒐杵懈顝U砂漿固液分離；將所得液相過(guò)濾；對(duì)過(guò)濾后所得回收液，測(cè)定其pH值及水分含量；在20-100℃溫度條件下對(duì)所得回收液添加pH緩沖劑及去離子水后混合攪拌，以使回收液含水量控制在30％-70％，pH值控制在7.5-9.5；對(duì)回收液添加亞甲基藍(lán)著色劑以及耐熱穩(wěn)定劑并混合攪拌，所得混合液經(jīng)過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾，取過(guò)濾液以制備汽車(chē)防凍液。經(jīng)過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以將太陽(yáng)能硅片切割廢砂漿轉(zhuǎn)化為汽車(chē)防凍液，變廢為寶、減少環(huán)境污染；適合流水線(xiàn)生產(chǎn)；室溫下即可生產(chǎn)，且生產(chǎn)能耗低。
文檔編號(hào)C09K5/20GK102167968SQ201110048578
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者丁玉強(qiáng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫和榮科技有限公司