CN102502636B - 一种分离碳化硅废砂浆的装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提取碳化硅的方法，其特征在于至少由三组旋流器组组成，每组至少由两个并联的旋流分离器组成，每组中各旋流分离器的底流口分别与底流总管相连接，溢流口分别与溢流总管相连接，前一旋流器组的底流总管和后一旋流器组的溢流总管与本旋流器的供料箱相连接，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，原料管与中间旋流器组的供料箱相连通，尾级旋流器组的底流口总管排出半成品碳化硅粉液，首级旋流器组的溢流总管排出硅粉液，碳化硅粉液再经过酸洗、脱水、干燥程序制成成品碳化硅，本发明减少了原有工艺中的碱洗环节，具有耗水量低、处理能力大、成品碳化硅品位及回收率高、占地面积小等优点，可显著降低生产成本、提高经济收益、减轻工作人员的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取碳化硅的方法，具体地说是一种利用旋流器从碳化硅废砂浆中分离碳化硅的装置及工艺。
背景技术
众所周知，碳化硅粉用于单晶硅、多晶硅等的线切割，是太阳能光伏产业的工程性加工材料。用于线切割的碳化硅粉主要有两个来源，一是新砂，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SiO2和碳的混合物生成碳化硅；二是废砂浆回收砂，即线切割液中含有硅粉等杂质的碳化硅微粉回收再利用。由于通过对废砂浆的回收利用，可以使切割液和碳化硅微粉的成本大幅减低，所以目前废砂浆回收项目受到国内切片厂的大力追捧。传统的碳化硅废砂浆回收工艺通过固液分离、碱洗、酸洗、干燥等流程，生产出成品碳化硅微粉，工艺中的碱洗环节主要是去除碳化硅中夹杂的细粒级硅粉，该环节耗水量大、污染较重、耗时长，从而制约整个工艺的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少了化学碱洗环节、具有污染小、产能高、水耗量低的分离碳化硅废砂浆的装置及工艺。
本发明可通过如下措施实现。
一种分离碳化硅废砂浆的装置，包括旋流分离器、进料管、底流总管、溢流总管、供料箱和供料泵，其特征在于至少由三组旋流器组组成，每组至少由两个并联的旋流分离器组成，每组中各旋流分离器的底流口分别与底流总管相连接，溢流口分别与溢流总管相连接，前一旋流器组的的底流总管和后一旋流器组的溢流总管与本旋流器的供料箱相连接，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，原料管与中间旋流器组的供料箱相连通，尾级旋流器组的底流口总管排出半成品碳化硅粉液，首级旋流器组的溢流总管排出硅粉液。
一种分离碳化硅废砂浆工艺，其特征在于步骤为：将含有碳化硅粉及杂质硅粉的废砂浆浆液由供料泵、原料管输入中间旋流器组的供料箱，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，废砂浆浆液在本旋流器组各旋流分离器内形成强制旋转流，比重大、粒度粗的碳化硅颗粒受到的离心力大被甩到管壁，随着外旋流沿管壁向下运动，通过底流口排入底流总管并进入下一旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与下一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，比重轻、粒度细的硅粉颗粒收到的离心力小，在旋流分离器中不随向上的内旋流由溢流管排入溢流总管并进入上一组旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与上一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，尾级组旋流器的底流总管排出半成品碳化硅粉液，首级组旋流器的溢流总管排出硅粉液，碳化硅粉液再经过酸洗、脱水、干燥程序制成成品碳化硅。
本发明将含有碳化硅粉及杂质硅粉的废砂浆浆液进入多级旋流分离器进行分离洗涤，使碳化硅粉与杂质硅粉得到分离，再经过酸洗、脱水、干燥等程序制成成品碳化硅，该新工艺与传统碳化硅废砂浆回收工艺相比，减少了碱洗环节，具有耗水量低、处理能力大、成品碳化硅品位及回收率高、占地面积小等优点，可显著降低生产成本、提高经济收益、减轻造作人员的劳动强度。
附图说明
图1是本发明中旋流分离器一种结构示意图。
图2是本发明中旋流器组的一种结构示意图。
图3是本发明的一种工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种分离碳化硅废砂浆的装置，设有旋流分离器、进料管、底流总管、溢流总管、供料箱和供料泵，旋流分离器的结构如图1所示，设有壳体2，壳体2一侧的渐开线方向上设有进料管3，上方设有溢流管1，壳体2下方设有直柱段4，直柱段4下方设有锥形筒体5，锥形筒体5下方设有底流口6，上述各组成部分的结构与连接方式与现有技术相同，此不赘述，旋流分离器工作时，将碳化硅浆液在0.3MPa左右的压力下，由进料管3高速进入壳体2形成强制旋转流，由于比重及粒度不同，比重大、粒度粗的碳化硅颗粒受到的离心力大被甩到管壁，随着外旋流沿管壁向下运动，通过底流口6排出，称之为底流；比重轻、粒度细的硅粉颗粒收到的离心力小，在旋流器中不随向上的内旋流由溢流管1排出，称之为溢流。这样，碳化硅与硅粉便被分离开来。
本发明至少至少由三组旋流器组组成，如图2、图3所示，每组至少由两个并联的旋流分离器组成，每组中各旋流分离器的底流口分别与底流总管9相连接，溢流口分别与溢流总管7相连接，前一旋流器组的的底流总管和后一旋流器组的溢流总管与本旋流器的供箱箱相连接，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管8相连接，原料管10与中间旋流器组的供料箱相连通，尾级旋流器组的底流口总管11排出半成品碳化硅粉液，首级旋流器组的溢流总管12排出硅粉液。
本发明的工艺步骤为：将含有碳化硅粉及杂质硅粉的废砂浆浆液由供料泵、原料管输入中间旋流器组的供料箱，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，废砂浆浆液在本旋流器组各旋流分离器内形成强制旋转流，比重大、粒度粗的碳化硅颗粒受到的离心力大被甩到管壁，随着外旋流沿管壁向下运动，通过底流口排入底流总管并进入下一旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与下一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，比重轻、粒度细的硅粉颗粒收到的离心力小，在旋流分离器中不随向上的内旋流由溢流管排入溢流总管并进入上一组旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与上一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，尾级组旋流器的底流总管排出半成品碳化硅粉液，首级组旋流器的溢流总管排出硅粉液，碳化硅粉液再经过酸洗、脱水、干燥程序制成成品碳化硅。
如图3所示，其设有六个旋流器组，六个旋流器组形成6级旋流分离，Ⅰ到Ⅳ级为细粒洗涤分离段、Ⅳ到Ⅵ级为粗粒洗涤分离段，每级旋流器组根据所分离碳化硅流量不同并联数量不同的旋流器。如图2所示为一个旋流器组，其由两个旋流分离器组成，图3中通过给料泵将造好浆的碳化硅浆液打入Ⅳ级旋流器分离，分离后的底流返回Ⅴ级旋流器，溢流经泵打入Ⅲ级旋流器分离，Ⅲ级旋流器的底流返回Ⅳ级旋流器，溢流经泵打入Ⅱ级旋流器分离，Ⅱ级旋流器的底流返回Ⅲ级旋流器，溢流经泵打入Ⅰ级旋流器分离，Ⅰ级旋流器分离底流返回Ⅱ级旋流器，Ⅰ级旋流器的溢流即为分离出的废品硅粉；Ⅳ级旋流器底流进入粗粒洗涤分离段，其底流经泵打入Ⅴ级旋流器分离，Ⅴ级旋流器溢流返回Ⅳ级旋流器，底流经泵打入Ⅵ级旋流器分离，Ⅵ级旋流器溢流返回Ⅴ级旋流器，Ⅵ级旋流器的底流即为所分离出来的半成品碳化硅。从而最终完成了碳化硅与硅粉的旋流分离洗涤，半成品碳化硅经酸洗、脱水、干燥等程序即可制成成品碳化硅，品位在99%以上。
Claims (2)
1.一种分离碳化硅废砂浆的装置，包括旋流分离器、进料管、底流总管、溢流总管、供料箱和供料泵，其特征在于至少由三组旋流器组组成，每组至少由两个并联的旋流分离器组成，每组中各旋流分离器的底流口分别与底流总管相连接，溢流口分别与溢流总管相连接，前一旋流器组的底流总管和后一旋流器组的溢流总管与本旋流器的供料箱相连接，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，原料管与中间旋流器组的供料箱相连通，尾级旋流器组的底流口总管排出半成品碳化硅粉液，首级旋流器组的溢流总管排出硅粉液。
2.一种分离碳化硅废砂浆工艺，其特征在于步骤为：将含有碳化硅粉及杂质硅粉的废砂浆浆液由供料泵、原料管输入中间旋流器组的供料箱，供料箱经供料泵分别与本旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，废砂浆浆液在本旋流器组各旋流分离器内形成强制旋转流，比重大、粒度粗的碳化硅颗粒受到的离心力大被甩到管壁，随着外旋流沿管壁向下运动，通过底流口排入底流总管并进入下一旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与下一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，比重轻、粒度细的硅粉颗粒受到的离心力小，在旋流分离器中不随向上的内旋流由溢流管排入溢流总管并进入上一组旋流器组的供料箱内，由供料泵分别与上一旋流器组各旋流分离器的进料管相连接，以进行再分离，尾级组旋流器的底流总管排出半成品碳化硅粉液，首级组旋流器的溢流总管排出硅粉液，碳化硅粉液再经过酸洗、脱水、干燥程序制成成品碳化硅。
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