高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用磁選機(jī)對(duì)碳化硅微粉進(jìn)行除鐵時(shí)產(chǎn)生的高鐵料處理難度大、所需時(shí)間長(zhǎng)且污染嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。該處理方法包括混料、超聲振蕩、酸浸和清洗步驟。該處理裝置包括反應(yīng)桶和超聲設(shè)備，超聲設(shè)備包括設(shè)置于反應(yīng)桶外壁上的至少一個(gè)超聲波振蕩器、以及設(shè)置于反應(yīng)桶外部的至少一個(gè)超聲波發(fā)生器，每個(gè)超聲波發(fā)生器連接1～3個(gè)超聲波振蕩器；在反應(yīng)桶內(nèi)還設(shè)置有攪拌器。本發(fā)明能夠有效去除碳化硅微粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高鐵料中的鐵雜質(zhì)，還可以除去其中部分超細(xì)顆粒，達(dá)到了對(duì)高鐵料進(jìn)行高效回收利用的目的，既節(jié)省了資源，又避免了環(huán)境污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳化硅微粉生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅微粉是一種應(yīng)用于太陽(yáng)能晶硅片切割的切割刃料，在晶硅片切割中切割機(jī)對(duì)刃料的要求非常嚴(yán)格，而鐵的存在影響了硅片切割質(zhì)量，因此，需要除去其中的鐵雜質(zhì)，以保證切割的效率和合格率?，F(xiàn)有技術(shù)中普遍采用磁選機(jī)對(duì)碳化硅微粉進(jìn)行除鐵，而在磁選機(jī)除鐵的過(guò)程中會(huì)有5%的物料和鐵粉摻雜在一起作為廢棄料排出，這些廢棄料中的鐵雜質(zhì)含量較高，約為5%，這些廢棄料被稱(chēng)為高鐵料，即高鐵碳化硅微粉。這些高鐵料無(wú)法再通過(guò)磁選機(jī)進(jìn)行除鐵:一來(lái)處理效果差，二來(lái)磁選機(jī)會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生新的高鐵料。高鐵碳化硅微粉棄之造成資源的浪費(fèi)，直接通過(guò)加酸對(duì)這部分物料處理回收利用時(shí)，難度大、成本高、周期長(zhǎng)且污染較為嚴(yán)重。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用磁選機(jī)對(duì)碳化硅微粉進(jìn)行除鐵時(shí)產(chǎn)生的高鐵料處理難度大、所需時(shí)間長(zhǎng)且污染嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
設(shè)計(jì)一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，包括下列步驟:
(1)混料:將磁選機(jī)產(chǎn)生的高鐵碳化硅微粉弓I入到反應(yīng)桶內(nèi)，加入80?90°C的熱水，攪拌均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為18%?25%的料漿；
(2)超聲振蕩:在超聲頻率為25?60KHz的條件下，將步驟(I)所得的料漿進(jìn)行超聲振蕩處理20?40分種，在進(jìn)行超聲振蕩處理的同時(shí)，對(duì)料漿進(jìn)行攪拌；
(3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內(nèi)，加入占料漿體積分?jǐn)?shù)30%的酸，在反應(yīng)溫度為70?90°C的條件下，進(jìn)行4?6h的酸浸反應(yīng)；
(4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
[0005]優(yōu)選的，步驟(3)中加入的酸是硫酸、或者硫酸和氫氟酸的混合物、或者硫酸和硝酸的混合物、或者硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物。
[0006]優(yōu)選的，所述硫酸的濃度為10%?20%。
[0007]優(yōu)選的，所述硫酸和氫氟酸的混合物、硫酸和硝酸的混合物、以及硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物的濃度為10%?20%。
[0008]本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種用于上述處理方法的高鐵碳化硅微粉處理裝置，包括反應(yīng)桶和超聲設(shè)備，在所述反應(yīng)桶的上部設(shè)有進(jìn)料口、下部設(shè)有出料口，所述超聲設(shè)備包括設(shè)置于所述反應(yīng)桶外壁上的至少一個(gè)超聲波振蕩器、以及設(shè)置于所述反應(yīng)桶外部的至少一個(gè)超聲波發(fā)生器，每個(gè)超聲波發(fā)生器連接I?3個(gè)超聲波振蕩器；在所述反應(yīng)桶內(nèi)還設(shè)置有攪拌器。
[0009]優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)生器與所述超聲波振蕩器之間通過(guò)帶有插座的高頻線(xiàn)連接。
[0010]優(yōu)選的，在所述反應(yīng)桶內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器。
[0011]優(yōu)選的，在所述反應(yīng)桶內(nèi)壁上還設(shè)置有加熱器。
[0012]優(yōu)選的，所述反應(yīng)桶為不銹鋼材質(zhì)。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
1.本發(fā)明中高鐵碳化硅微粉的處理方法使用了超聲振蕩處理和酸浸相結(jié)合的工藝技術(shù)，利用超聲振蕩使碳化硅微粉分散均勻，同時(shí)除去顆粒表面的次生鐵薄膜，并將一部分鐵與碳化硅微粉分離開(kāi)來(lái)，而后采用酸浸工藝徹底除去其中的鐵雜質(zhì)，以達(dá)到對(duì)磁選機(jī)處理碳化硅微粉過(guò)程中產(chǎn)生的高鐵料的高效回收利用，既節(jié)省了資源，又避免了環(huán)境污染。
[0014]2.該處理方法在除去鐵雜質(zhì)的過(guò)程中，能夠同時(shí)脫除碳化硅微粉中的部分超細(xì)顆粒，減少后續(xù)工序所用時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期；所用酸的濃度較低，酸浸過(guò)程中在能夠達(dá)到除鐵的效果的同時(shí)，減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
[0015]3.本發(fā)明中的高鐵碳化硅微粉處理裝置，采用超聲波發(fā)生器和超聲波振蕩器組成的超聲設(shè)備，可以對(duì)反應(yīng)桶內(nèi)的料漿進(jìn)行超聲振蕩處理，利用超聲將鐵含量較高的碳化硅物料分散均勻，同時(shí)采用攪拌器進(jìn)行物理攪拌，防止超聲過(guò)程中部分物料沉降，保證了碳化硅漿料的分散均勻性。
[0016]4.在反應(yīng)桶內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和加熱器，能夠隨時(shí)監(jiān)控反應(yīng)桶內(nèi)的溫度，在低于所需反應(yīng)溫度時(shí)，開(kāi)啟加熱器，對(duì)料漿進(jìn)行加熱，使其保持在所需反應(yīng)溫度的范圍內(nèi)，以保證反應(yīng)更加充分。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明高鐵碳化硅微粉處理裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明高鐵碳化硅微粉處理裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，I為反應(yīng)桶；2為進(jìn)料口 ；3為出料口 ；4為超聲波振蕩器；5為超聲波發(fā)生器；6為攪拌器。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但以下實(shí)施例只是用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0021]實(shí)施例1:一種聞鐵碳化娃微粉處理裝直，如圖1、圖2所不,包括反應(yīng)桶I和超聲設(shè)備，在反應(yīng)桶I的上部設(shè)有進(jìn)料口 2、下部設(shè)有出料口 3，超聲設(shè)備包括設(shè)置于反應(yīng)桶I外壁上的至少一個(gè)超聲波振蕩器4、以及設(shè)置于反應(yīng)桶I外部的至少一個(gè)超聲波發(fā)生器5，每個(gè)超聲波發(fā)生器5連接2個(gè)超聲波振蕩器；在反應(yīng)桶I內(nèi)還設(shè)置有攪拌器6。其中，超聲波發(fā)生器與超聲波振蕩器之間通過(guò)帶有插座的高頻線(xiàn)連接；反應(yīng)桶I為不銹鋼材質(zhì)。
[0022]實(shí)施例2:—種高鐵碳化硅微粉處理裝置，與實(shí)施例1的不同之處在于，在反應(yīng)桶I內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器，在反應(yīng)桶I內(nèi)壁上還設(shè)置有加熱器(附圖中未畫(huà)出)。
[0023]實(shí)施例3:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，包括下列步驟: (1)混料:將磁選機(jī)廣生的聞鐵碳化娃微粉引入到實(shí)施例2中的聞鐵碳化娃微粉處理裝置的反應(yīng)桶內(nèi)，加入90°C的熱水，攪拌均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為20%的料漿；
(2)超聲振蕩:開(kāi)啟超聲設(shè)備，在超聲頻率為40KHz的條件下，將反應(yīng)桶內(nèi)的料漿進(jìn)行超聲振蕩處理30分種，在進(jìn)行超聲振蕩處理的同時(shí)開(kāi)啟攪拌器，對(duì)反應(yīng)桶的料漿進(jìn)行攪拌；
(3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內(nèi)，加入占料漿體積分?jǐn)?shù)30%的酸，在反應(yīng)溫度為80°C的條件下，進(jìn)行5h的酸浸反應(yīng)；其中加入的酸為濃度為15%的硫酸；
(4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
[0024]實(shí)施例4:一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實(shí)施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸和氫氟酸的混合物，濃度為20%。
[0025]實(shí)施例5:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實(shí)施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸和硝酸的混合物，濃度為10%。
[0026]實(shí)施例6:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實(shí)施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物，濃度為18%。
[0027]在以上實(shí)施例中所涉及的儀器設(shè)備如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)儀器設(shè)備；所涉及的工業(yè)原料如無(wú)特別說(shuō)明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。
[0028]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下:在碳化硅微粉的生產(chǎn)過(guò)程中，粉體內(nèi)的鐵含量一般在0.4%左右，需要利用磁選機(jī)的強(qiáng)磁性，將碳化硅微粉造漿后打入磁選機(jī)進(jìn)行除鐵，通過(guò)磁選機(jī)的漿料中大部分的鐵雜質(zhì)被除去，達(dá)到鐵含量合格要求。但在除鐵過(guò)程中部分物料和鐵粉摻雜在一起，導(dǎo)致5%的碳化硅微粉摻雜著鐵雜質(zhì)被磁選機(jī)作為廢料排出，其中的鐵含量約為5%，而被稱(chēng)為高鐵料。將磁選機(jī)產(chǎn)生的這部分高鐵料由本發(fā)明高鐵碳化硅微粉的處理裝置的進(jìn)料口引入到反應(yīng)桶內(nèi)，添加熱水混合攪拌成所需濃度的料漿，開(kāi)啟超聲設(shè)備和攪拌器，對(duì)料漿進(jìn)行超聲振蕩和物理攪拌。超聲波除鐵不僅可消除粉體表面雜質(zhì)，而且可以消除顆粒解理縫隙處的雜質(zhì)。漿料分散均勻后加入酸，使料漿處于酸浸狀態(tài)，一定時(shí)間后將所得的上層液排放，并用清水清洗酸浸漿料，在此過(guò)程中可除去部分超細(xì)顆粒，減少后續(xù)生產(chǎn)工序所用的時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期。
[0029]上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見(jiàn)變化范圍，在此不再一一詳述。
【權(quán)利要求】
1.一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)混料:將磁選機(jī)產(chǎn)生的高鐵碳化硅微粉弓I入到反應(yīng)桶內(nèi)，加入80?90°C的熱水，攪拌均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為18%?25%的料漿； (2)超聲振蕩:在超聲頻率為25?60KHz的條件下，將步驟(1)所得的料漿進(jìn)行超聲振蕩處理20?40分種，在進(jìn)行超聲振蕩處理的同時(shí)，對(duì)料漿進(jìn)行攪拌； (3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內(nèi)，加入占料漿體積分?jǐn)?shù)30%的酸，在反應(yīng)溫度為70?90°C的條件下，進(jìn)行4?6h的酸浸反應(yīng)； (4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，步驟(3)中加入的酸是硫酸、或者硫酸和氫氟酸的混合物、或者硫酸和硝酸的混合物、或者硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，所述硫酸的濃度為 10% ?20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，所述硫酸和氫氟酸的混合物、硫酸和硝酸的混合物、以及硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物的濃度為10%?20%。
5.一種用于權(quán)利要求1所述高鐵碳化硅微粉的處理方法的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)桶和超聲設(shè)備，在所述反應(yīng)桶的上部設(shè)有進(jìn)料口、下部設(shè)有出料口，所述超聲設(shè)備包括設(shè)置于所述反應(yīng)桶外壁上的至少一個(gè)超聲波振蕩器、以及設(shè)置于所述反應(yīng)桶外部的至少一個(gè)超聲波發(fā)生器，每個(gè)超聲波發(fā)生器連接1?3個(gè)超聲波振蕩器；在所述反應(yīng)桶內(nèi)還設(shè)置有攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器與所述超聲波振蕩器之間通過(guò)帶有插座的高頻線(xiàn)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，在所述反應(yīng)桶內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，在所述反應(yīng)桶內(nèi)壁上還設(shè)置有加熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)桶為不銹鋼材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C01B31/36GK104401997SQ201410656133
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】孫毅, 陳亞麗, 徐元清, 申君來(lái), 辛玲, 高敏杰 申請(qǐng)人:河南新大新材料股份有限公司