專利名稱：一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏組件回收技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，環(huán)境問題逐年加劇之際，新能源已逐漸成為各國能源戰(zhàn)略的主流，其中，光伏產(chǎn)業(yè)在新能源中占據(jù)著重要地位。太陽能電池以半導(dǎo)體材料為媒介實現(xiàn)光和電的直接轉(zhuǎn)換，當(dāng)陽光照射到太陽能電池時，在沒有機(jī)械傳動和污染性副產(chǎn)物的情況下，將太陽光能直接轉(zhuǎn)換成電能。目前光伏市場上，碲化鎘薄膜太陽能電池已廣泛投入于光伏發(fā)電。然而，碲化鎘太陽能電池因含有碲和鎘的成分，對環(huán)境具有潛在的污染隱患。因此，為了防止碲和鎘對環(huán)境的污染，需對碲化鎘薄膜太陽能電池進(jìn)行無害化回收處理。太陽能電池回收處理后的副產(chǎn)品包括玻璃、電線、鎘渣和碲渣等，均可實現(xiàn)循環(huán)再利用。通過回收工藝提高了資源的重復(fù)利用率，更重要的是避免了廢舊組件有可能對環(huán)境造成污染的隱患。目前，碲化鎘薄膜太陽能電池可采用氣相法和液相法回收電池中的碲和鎘組分?，F(xiàn)有技術(shù)中采用氣相法回收碲和鎘的過程如下所述。首先將電池片破碎成小顆粒，然后在管式爐中加熱至400°C將EVA (乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，一種密封材料)分解成CO2和H2O。而后將爐內(nèi)抽空，充入氮氣和氯氣的混合氣體，溫度保持在450°C左右，其中氮氣的分壓為200mbar,氯氣的分壓為5mbar，以進(jìn)行刻蝕過程，生成CdCl2和TeCl4氣體。最后將CdCl2和TeCl4的混合氣體通入第一個冷凝槽，溫度降至350°C左右，使CdCl2冷凝沉淀；然后再通入第二個冷凝槽，溫度降至150°C左右，使TeCl4冷凝沉淀?，F(xiàn)有技術(shù)中采用氣相法進(jìn)行碲和鎘的回收處理，運作條件要求高，整套系統(tǒng)的設(shè)備投入和運行成本較大。鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用液相法回收碲和鎘，回收過程中首先將電池片破碎成小顆粒，然后用硫酸和雙氧水的混合溶液下碲和鎘組分。而后用樹脂提取溶解液中的金屬成分。然而，樹脂提取金屬過程中要嚴(yán)格控制溶液中的金屬離子濃度和流速，一旦以上任何一個因素發(fā)生了變化，都會影響樹脂的吸附效果，因此運行控制方面的要求相對較高。因此，采用現(xiàn)有技術(shù)中液相法進(jìn)行碲和鎘的回收實施較困難。此外，樹脂在運行過程中會出現(xiàn)粉化的問題，粉化后的樹脂基本就散失了處理能力，因此樹脂的使用時限較短，造成了較嚴(yán)重的浪費。因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中液相法較難實施的問題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的重要技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的液相法，其具有較高的可實施性。本發(fā)明提供的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，包括步驟:粉碎，將太陽能電池板進(jìn)行粉碎，以破壞各膜層結(jié)構(gòu)，使其完全裸露；溶解，采用酸性溶液溶解固態(tài)的硫化鎘和碲化鎘，形成含有碲離子和鎘離子的第一溶液；過濾，采用過濾篩過濾第一溶液，以去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣，形成第二溶液；添加堿性溶液，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.4-10.6的第三溶液；添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末，向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為0.8-1.2: 333，同時，添加活性炭粉末，活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，形成第四溶液；DF膜過濾，采用DF膜過濾出第四溶液中絮狀的碲化合物和鎘化合物。優(yōu)選地，步驟溶解中，采用的所述酸性溶液為雙氧水和硫酸的混合溶液。優(yōu)選地，所述硫酸濃度為2mol/L，所述硫酸與玻璃渣的液固比是0.5L/kg，所述雙氧水與玻璃渣的液固比是20ml/kg，在50°C的溫度條件下進(jìn)行攪拌溶解lh。優(yōu)選地，所述步驟過濾中，所述過濾篩為200目的過濾篩。優(yōu)選地，所述步驟過濾包括:粗過濾，采用200目的過濾篩過濾第一溶液，初步去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣；精過濾，采用過濾精度為IOum的過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾，進(jìn)一步去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣。優(yōu)選地，所述步驟粗過濾和所述步驟精過濾所獲得的玻璃和EVA的碎渣進(jìn)行沖洗回收。優(yōu)選地，所述步驟添加堿性溶液中，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.5的第三溶液。優(yōu)選地，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的聚合氯化鋁溶液的濃度為10%，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為1: 333。優(yōu)選地，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為Ikg: 60T。優(yōu)選地，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的活性炭粉末為200目的活性炭粉末。本發(fā)明提供的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，包括步驟:粉碎，將太陽能電池板進(jìn)行粉碎，以破壞各膜層結(jié)構(gòu)，使其完全裸露；溶解，采用酸性溶液溶解固態(tài)的硫化鎘和碲化鎘，形成含有碲離子和鎘離子的第一溶液；過濾，采用過濾篩過濾第一溶液，以去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣，形成第二溶液；添加堿性溶液，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.4-10.6的第三溶液；添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末，向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為0.8-1.2: 333，同時，添加活性炭粉末，活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，形成第四溶液；DF膜過濾，采用DF膜過濾出第四溶液中絮狀的碲化合物和鎘化合物。需要說明的是，在含有碲離子和鎘離子的第二溶液中加入堿性溶液，第二溶液呈堿性時，締尚子和鎘尚子發(fā)生絮凝，當(dāng)溶液PH值為10.4-10.6時,締尚子和鎘尚子發(fā)生大量絮凝。而后向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，應(yīng)當(dāng)理解，在堿性環(huán)境中放入聚合氯化鋁溶液，溶液中會產(chǎn)生Al (OH)3, Al (OH)3能夠吸附捕捉碲離子和鎘離子與喊溶液反應(yīng)廣生的絮凝狀固態(tài)物質(zhì)，使得含有締和鋪的固態(tài)物質(zhì)不斷聚集。而后，米用DF膜對第四溶液進(jìn)行過濾，濾除含有碲和鎘的固態(tài)物質(zhì)。本領(lǐng)域人員可以理解的是，DF膜為一種微濾膜，其能夠有效將第四溶液中的含有碲和鎘的固態(tài)物質(zhì)濾出。需要說明的是，第四溶液中添入活性炭粉末，且活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，活性炭粉末可有效吸附第四溶液中的有機(jī)物，以避免該些有機(jī)物堵塞DF膜的慮孔，同時，活性炭粉末具有清洗DF膜的作用，有效延長DF膜的使用壽命。顯然，本發(fā)明提供的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，不需對碲離子和鎘離子的濃度及流速進(jìn)行嚴(yán)格控制即可將碲和鎘進(jìn)行回收，具有較高的可實施性。


圖1為本發(fā)明具體實施方式
中碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的液相法，其具有較高的可實施性。下面將結(jié)合本發(fā)明附圖和實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參考圖1，圖1為本發(fā)明具體實施方式
中碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法流程圖。本發(fā)明提供的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，包括步驟:粉碎，將太陽能電池板進(jìn)行粉碎，以破壞各膜層結(jié)構(gòu)，使其完全裸露；溶解，采用酸性溶液溶解固態(tài)的硫化鎘和碲化鎘，形成含有碲離子和鎘離子的第一溶液；過濾，采用過濾篩過濾第一溶液，以去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣，形成第二溶液；添加堿性溶液，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.4-10.6的第三溶液；添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末，向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為0.8-1.2: 333，同時，添加活性炭粉末，活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，形成第四溶液；DF膜過濾，采用DF膜過濾出第四溶液中絮狀的碲化合物和鎘化合物。
需要說明的是，太陽能電池板主要包括玻璃板、EVA(—種膠)、碲金屬和鎘金屬等。粉碎前，需去除太陽能電池板上的接線盒及其他的配件，將整塊組件破碎成2-3_的玻璃渣，完全破壞組件各層的結(jié)構(gòu)，特別是要將兩層玻璃中間的EVA和玻璃分離開，這樣便于后期的酸處理溶解過程。粉碎后，將電池板碎渣放入酸性溶液中，溶解固態(tài)碲化鎘和硫化鎘以形成碲離子和鎘離子。需要說明的是，該酸性溶液可具體為雙氧水和硫酸的混合溶液，當(dāng)然，也可為其它酸性溶液和雙氧水的混合溶液，比如硝酸溶液、鹽酸溶液和雙氧水的混合溶液等。本具體實施方式
所提供的硫酸濃度可為2mol/L，且硫酸與玻璃渣的液固比是0.5L/kg，雙氧水與玻璃渣的液固比是20ml/kg，溶解時，在50°C的溫度條件下進(jìn)行攪拌溶解lh。溶解原理如下:CdTe (s) +3H2S04+3H202 — CdSO4 (aq) +Te (S04) 2 (aq) +6H20CdS (s) +H2S04+H202 — CdS04 (aq) +2H20+S (s)如此，進(jìn)行溶解之后的第一溶液中含有大量的碲離子和鎘離子。此外，需要說明的是，步驟添加堿性溶液中，向第二溶液中加入的堿性溶液可具體為氫氧化鈉溶液，當(dāng)然，也可以加入其它堿性溶液，比如，氫氧化鉀等。第二溶液呈堿性時，締尚子和鎘尚子發(fā)生絮凝，當(dāng)溶液PH值為10.4-10.6時,締尚子和鎘尚子發(fā)生大量絮凝。反應(yīng)原理如下所述。CdSO4 (aq) +2Na0H (I) — Cd (OH) 2 (s) +Na2SO4 (aq)Te (S04) 2 (aq) +4NaOH (I) — Te (OH) 4 (s) +2Na2S04 (aq) Te (OH) 4 (s) TeO2 (s) +2H20 (g)而后向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，應(yīng)當(dāng)理解，在堿性環(huán)境中放入聚合氯化鋁溶液，溶液中會產(chǎn)生Al (OH)3, Al(OH)3能夠吸附捕捉碲離子和鎘離子與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生的絮凝狀固態(tài)物質(zhì)，使得含有碲和鎘的固態(tài)物質(zhì)不斷聚集。采用DF膜對第四溶液進(jìn)行過濾，濾除含有碲和鎘的固態(tài)物質(zhì)。本領(lǐng)域人員可以理解的是，DF膜為一種微濾膜，其能夠有效將第四溶液中的含有碲和鎘的固態(tài)物質(zhì)濾出。需要說明的是，第四溶液中添入活性炭粉末，且活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，活性炭粉末可有效吸附第四溶液中的有機(jī)物，以避免該些有機(jī)物堵塞DF膜的慮孔，同時，活性炭粉末具有清洗DF膜的作用，有效延長DF膜的使用壽命。顯然，本具體實施方式
所提供的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，不需對碲離子和鎘離子的濃度及流速進(jìn)行嚴(yán)格控制即可將碲和鎘進(jìn)行回收，具有較高的可實施性。本具體實施方式
的優(yōu)選方案中，所述步驟過濾中，采用過濾篩為200目的過濾篩，如此可將溶液中得玻璃和EVA碎渣進(jìn)行過濾去除。進(jìn)一步地，還克進(jìn)行精過濾，采用過濾精度為IOum的過濾網(wǎng)對溶液再次進(jìn)行過濾，進(jìn)一步去除第一溶液中的玻璃和EVA的碎渣。如此有效提高了回收的金屬的純度。為了防止從酸性溶液中過濾出得玻璃和EVA的碎渣對環(huán)境造成污染，本具體實施方式
可將過濾所獲得的玻璃和EVA的碎渣進(jìn)行沖洗回收。如此，有效避免了玻璃和EVA的碎渣對環(huán)境造成污染的問題。另外，本具體實施方式
的另一優(yōu)選方案，步驟添加堿性溶液中，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.5的第三溶液。當(dāng)溶液PH為10.5時，溶液的上清溶液中鎘離子的含量最低，即鎘離子和碲離子大量反應(yīng)形成了絮凝狀物質(zhì)，進(jìn)而在添加聚合氯化鋁溶液之后，更易使得碲和鎘產(chǎn)生的固態(tài)物質(zhì)凝聚。下面內(nèi)容通過實驗可驗證溶液PH值為
10.5時，溶液的上清溶液中鎘離子的含量最低。Cd (OH) 2 和 Te (OH) 4 的溶度積分別是 5.27 X 1(Γ15 和 3.0 X 1(Γ54，故當(dāng) Cd2+ 和 Te4+ 共存的情況下，Te4+優(yōu)先與0Η_發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)Cd2+和0Η_開始反應(yīng)時，Te4+和0Η_基本反應(yīng)完全。因此，在Cd2+和Te4+共存的情況下，只需要研究PH值對Cd2+沉淀的影響。配制含Cd濃度為1900ug/L的源水樣，采7個IL的水樣小試，以驗證除鎘的最佳PH值控制范圍。通過控制不同的化學(xué)沉淀反應(yīng)PH值，然后均投加2ml的10%聚合氯化鋁
溶液，檢測上清液含鎘濃度。試驗結(jié)果如下:
權(quán)利要求
1.一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，包括步驟: 粉碎，將太陽能電池板進(jìn)行粉碎，以破壞各膜層結(jié)構(gòu)，使其完全裸露； 溶解，采用酸性溶液溶解固態(tài)的硫化鎘和碲化鎘，形成含有碲離子和鎘離子的第一溶液； 過濾，采用過濾篩過濾第一溶液，以去除第一溶液中的玻璃和EVA碎渣，形成第二溶液； 添加堿性溶液，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.4-10.6的第三溶液； 添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末，向第三溶液中添加濃度為8% -12%的聚合氯化鋁溶液，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為0.8-1.2: 333，同時，添加活性炭粉末，活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為0.5-2kg: 60T，形成第四溶液； DF膜過濾，采用DF膜過濾出第四溶液中絮狀的碲化合物和鎘化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，步驟溶解中，采用的所述酸性溶液為雙氧水和硫酸的混合溶液。
3.如權(quán)利要求2所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述硫酸濃度為2mol/L，所述硫酸與玻璃渣的液固比是0.5L/kg，所述雙氧水與玻璃渣的液固比是20ml/kg，在50°C的溫度條件下進(jìn)行攪拌溶解lh。
4.如權(quán)利要求1所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟過濾中，所述過濾篩為200目的過濾篩。
5.如權(quán)利要求4所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟過濾包括: 粗過濾，采用200目的過濾篩過濾第一溶液，初步去除第一溶液中的玻璃和EVA碎渣；精過濾,采用過濾精度為IOum的過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾，進(jìn)一步去除第一溶液中的玻璃和EVA碎渣。
6.如權(quán)利要求5所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟粗過濾和所述步驟精過濾所獲得的玻璃和EVA的碎渣進(jìn)行沖洗回收。
7.如權(quán)利要求1所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟添加堿性溶液中，向第二溶液中加入堿性溶液，直至形成PH值為10.5的第三溶液。
8.如權(quán)利要求1所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的聚合氯化鋁溶液的濃度為10%，且添加的聚合氯化鋁溶液與第三溶液的體積比為1: 333。
9.如權(quán)利要求8所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的活性炭粉末與第三溶液的質(zhì)量比為Ikg: 60T。
10.如權(quán)利要求1所述的一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末中，添加的活性炭粉末為200目的活性炭粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，包括步驟粉碎，溶解，過濾，添加堿性溶液，添加聚合氯化鋁溶液和活性炭粉末及DF膜過濾。如此，本發(fā)明公開的碲化鎘薄膜太陽能電池的回收處理方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的液相法，具有較高的可實施性。
文檔編號H01L31/18GK103199147SQ20121000658
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者樊軍良, 徐韜 申請人:龍焱能源科技(杭州)有限公司