浆料回收工艺及流程

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•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1.废砂浆严重污染环境2.发达国家限制SIC的生产3.太阳能产业的迅猛发展,带动砂浆的巨大需求4.降低硅片生产成本需要5.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•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.3.1SIC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3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2.•化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好.3.2SIC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1.17-1.215g/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•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PEGSIC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:•废水有专门污水处理站.•废气主要为氢气,每个排气口有专门风机.•废渣全部打包,外发出售.•粉尘有专门布袋及水幕除尘器处理.5.4环保处理图示污水处理站污水站压滤水氢气排气管布袋除尘器结束浆料回收是新兴产业,近几年国内发展非常快,工艺还有很大的改进余地,期待各位发挥创新,改进工艺,降低回收成本.