陶瓷膜在多晶硅废砂浆废水处理回收应用

 目前，国内使用的切割液和碳化硅微粉在线切割过程中，砂浆中不可避免的会混入硅粉、铁、高聚物等杂质，部分碳化硅微粉也会因切割作用而出现破损，产生的废砂浆很难继续使用。如果要实现回收利用，必须进行分离、纯化处理，从废砂浆中提取优质合格的切割液、碳化硅微粉、甚至多晶硅粉料。

切割液废砂浆是多种物质组成的混合物，其组成为：聚乙二醇35%；碳化硅微粉33%；单晶硅微粉9%；水5%和组成切割液的其它物质15%；有机胶粒；二氧化硅；金属及金属离子；破碎的碳化硅微粉（色素和有机胶粒以及金属及金属离子和破碎的碳化硅微粉3%）。其中最有价值也是最难回收的是单晶硅微粉。

每年全国所有硅片切割厂家产生的“废砂浆”有几十万吨，而“废砂浆”回收利用厂家的处理能力又有限，使得相当一部分“废砂浆”得不到妥善处理，造成资源浪费和环境污染，十分令人惋惜。

国内的回收利用起步较晚，回收技术参差不齐，在使用回收液和回收砂的过程中，经常会由于回收物料的质量问题而引起脏片、线痕片等情况；更为重要的是，常规砂浆回收工艺，回收一吨“金刚砂”耗水50吨左右，使得“废砂浆”回收利用受到环保方面的制约。因而，“废砂浆回收利用项目”的产能大小必须考虑到此方面的影响，这也成为该项目发展的主要瓶颈。这也可以解释尽管该项目的经济效益及社会效益虽然很高，但市场规模一直不大的原因。

本项目利用超通量陶瓷膜作为固液分离手段，采用了新的工艺，新的设备，减少了酸、碱的消耗，使废水污染减小；更重要的是该工艺减少了水的消耗，水耗约为现在普通工艺的1/5～1/10，废水的问题已经不再是一个主要矛盾，生产规模可以任意安排，这也是该“废砂浆回收利用项目”的一个重大革新。“废砂浆回收利用项目”是一个发展前景十分良好的项目。世界环境的“低碳化”及能源的紧张，促进了太阳能电池（光伏）产业的急速发展，从而为该项目开辟了广阔的市场空间，这个空间的年产值有几十亿元人民币。目前我国碳化硅微粉和切割液的回收率分别占废砂浆的30％和35％以上。目前从事回收的厂家仅有无锡赛夕、无锡佳宇、青岛海科林、常州盈天等数家工厂，远远不能满足市场需求，

总之，随着工艺的不断成熟，太阳能硅片切割液废砂浆的回收利用逐渐成为太阳能辅料市场的主流，在未来的两年内将占到该市场的50％，“废砂浆回收利用项目”将形成一个巨大的产业群。

一、技术路线

液体回收过程主要利用物理作用将其中的固体微粒去除，回收液体中混有部分可溶性杂质，回收液含水率略有上升，必须除去杂质，同时降低含水率。这样才能保证回收切割液具有与新切割液相同的化学成分，表面活性、悬浮力和携带力，可多次重复使用。在碳化硅微粉回收时，由于回收粉末中含有硅粉、铁等杂质，对碳化硅的切割性能影响大，必须将其除去；由于切割作用使部分碳化硅粉末变细，不符合切割液中碳化硅粒径要求（6.5-24μm），必须将纯化的碳化硅粉分级分离，6μm以下的超微碳化硅粉末价格昂贵，直接销售，可提高回收的效益；6.5-24μm碳化硅回用。碳化硅固体回收工艺中，要利用多种化学作用将其中的硅粉、铁、胶粒去除，这样才能保证回收碳化硅微粉具有原砂浆中碳化硅微粉同样的品质，不增加超细微粉颗粒。 

二、液体回收工艺

液体回收工艺关键是出去液体中有机杂质，降低聚乙二醇的含水率。

本项目工艺采用多级过滤和活性炭吸附技术。

回收砂浆首先经过板框过滤装置，得到粗滤液；

粗滤液中加入活性炭粉末，搅拌反应，再经过板框过滤装置，得到精滤液；

精滤液加热到800C左右，利用超通量陶瓷膜进行分离，得到纯含水率约为2%聚乙二醇；

采用恒温干燥法，将2%聚乙二醇浓缩至0.5%左右，直接回用于生产。