一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统的制作方法

专利2025-06-20  45


本技术涉及化工领域,具体涉及一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统。


背景技术:

1、单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,广泛应用于光伏发电、半导体等战略新兴行业。目前,单晶硅片是单晶硅主流的应用形式,其经单晶硅锭经切割得到。由于切割线的摩擦,在生产单晶硅的过程中通常会产生大量的硅粉,同时,切割液和切割线的使用也会导致硅粉(一般为废硅泥总量的50%~73%)中掺杂碳化硅(含量约为废硅泥总量的20wt%)、金属、有机物等杂质,形成废硅泥,造成环境污染和资源浪费。如何利用单晶硅片切割废硅泥,成为行业面临的一大挑战。

2、然而,现有技术的废硅泥回收系统制备高附加值产品时,通常忽略碳化硅,不仅没有将其从废硅泥中去除,也未将其转化为高附加值产品,这导致废硅泥的利用率较低,另一方面对金属杂质脱除不彻底也会使高附加值产品中存在大量杂质。

3、因此,如何开发一种废硅泥回收利用系统,提高废硅泥的利用率,将废硅泥转化为高纯度产品是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统,该系统能够将废硅泥中的碳化硅和硅粉转化为硅酸钠,提高废硅泥的利用率,并且减少硅酸钠中的杂质含量。

2、本实用新型提供一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统,其中,包括洗涤装置、粉碎装置、金属分离装置、氧化反应装置、合成装置;所述洗涤装置包括废硅泥入口,所述氧化反应装置包括氧气入口,所述合成装置包括第一氢氧化钠溶液入口;

3、所述洗涤装置的洗涤出口与所述粉碎装置的粉碎入口连通,所述粉碎装置的粉碎出口与所述金属分离装置的分离入口连通,所述金属分离装置的分离出口与所述氧化反应装置的原料入口连通,所述氧化反应装置的产物出口与所述合成装置的合成入口连通。

4、如上所述的系统,其中,还包括冷却固液分离装置;所述合成装置的合成出口与所述冷却固液分离装置的入口连通,所述冷却固液分离装置的液相出口用于输出包括所述硅酸钠的溶液。

5、如上所述的系统,其中,所述冷却固液分离装置的固相出口与所述合成装置的合成入口连通。

6、如上所述的系统,其中,所述冷却固液分离装置包括分离器和分别与所述分离器连通的液相腔室和固相腔室,所述液相腔室用于接收所述分离器输出的液相,所述固相腔室用于接收所述分离器输出的固相;

7、所述液相腔室的外壁设置有所述液相出口,所述固相腔室的外壁设置有所述固相出口和第二氢氧化钠溶液入口,所述固相腔室内还设置有搅拌器。

8、如上所述的系统,其中,还包括干燥装置,所述洗涤出口通过所述干燥装置与所述粉碎入口连通。

9、如上所述的系统,其中,所述洗涤装置包括酸洗槽和水洗槽,所述废硅泥入口位于所述酸洗槽,所述洗涤出口位于所述水洗槽;

10、所述酸洗槽的出口与所述水洗槽的入口连通。

11、如上所述的系统,其中,所述粉碎装置包括粉碎器,所述粉碎器的粉碎粒径为200~300目。

12、如上所述的系统,其中,所述金属分离装置包括磁选器,所述磁选器的磁选强度为1.2~1.6t。

13、如上所述的系统,其中,所述氧化反应装置包括具有反应空腔的反应器、加热器;所述加热器与所述反应器连接用于向所述反应器供热。

14、如上所述的系统,其中,所述合成装置包括具有反应空腔的反应器、加热器以及压力发生器;所述加热器与所述反应器连接用于向所述反应器供热,所述压力发生器与所述反应器连接用于调控所述反应空腔中的压力。

15、本实用新型提供的一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统,具有装置结构简单的优势,能够将废硅泥中的硅粉和碳化硅转化为硅酸钠,提高废硅泥的利用率,得到的硅酸钠产品中杂质含量少。



技术特征:

1.一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统,其特征在于,包括洗涤装置、粉碎装置、金属分离装置、氧化反应装置、合成装置;所述洗涤装置包括废硅泥入口,所述氧化反应装置包括氧气入口,所述合成装置包括第一氢氧化钠溶液入口;

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括冷却固液分离装置;所述合成装置的合成出口与所述冷却固液分离装置的入口连通,所述冷却固液分离装置的液相出口用于输出包括所述硅酸钠的溶液。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述冷却固液分离装置的固相出口与所述合成装置的合成入口连通。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述冷却固液分离装置包括分离器和分别与所述分离器连通的液相腔室和固相腔室,所述液相腔室用于接收所述分离器输出的液相,所述固相腔室用于接收所述分离器输出的固相;

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,还包括干燥装置,所述洗涤出口通过所述干燥装置与所述粉碎入口连通。

6.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述洗涤装置包括酸洗槽和水洗槽,所述废硅泥入口位于所述酸洗槽,所述洗涤出口位于所述水洗槽;

7.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述粉碎装置包括粉碎器,所述粉碎器的粉碎粒径为200~300目。

8.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述金属分离装置包括磁选器,所述磁选器的磁选强度为1.2~1.6t。

9.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述氧化反应装置包括具有反应空腔的反应器、加热器;所述加热器与所述反应器连接用于向所述反应器供热。

10.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述合成装置包括具有反应空腔的反应器、加热器以及压力发生器;所述加热器与所述反应器连接用于向所述反应器供热,所述压力发生器与所述反应器连接用于调控所述反应空腔中的压力。


技术总结
本技术提供一种以废硅泥为原料制备硅酸钠的系统,包括洗涤装置、粉碎装置、金属分离装置、氧化反应装置、合成装置;洗涤装置包括废硅泥入口,氧化反应装置包括氧气入口,所述合成装置包括第一氢氧化钠溶液入口。本技术通过上述系统,能够将废硅泥中的硅粉和碳化硅转化为硅酸钠,提高了废硅泥的利用率,并且能够得到高纯度的硅酸钠产品。

技术研发人员:杨志国,佘豪豪,南洋,骆彩萍,陈维平,张瑞喆,郭亚杰,贺鑫平,熊超
受保护的技术使用者:华陆工程科技有限责任公司
技术研发日:20231127
技术公布日:2024/7/25
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