利用晶体硅切割后的碳化硅回收砂制备切割磨料的方法

摘要

利用晶体硅切割后的碳化硅回收砂制备切割磨料的方法，涉及晶体硅切割磨料的制备方法领域，首先选取pH为5~8、圆形度≤9.20的晶体硅切割后的碳化硅回收砂，然后对其进行旋流分级处理，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用；选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，三种不同粉碎机粉碎的微粉按1：2：1的重量比混合成粒径为13~17微米的碳化硅全新砂，将此碳化硅全新砂与上述碳化硅回收砂按比例混配、过筛后，即得切割磨料。本发明的切割磨料是利用碳化硅回收砂和部分碳化硅全新砂制备而成，其成本低，且切割效率和切割良品率能够得到保证，利于资源的回收利用。

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅切割磨料的制备方法领域，具体涉及一种利用已投入切割使用经回收后的碳化硅微粉与全新的碳化硅微粉混合制备的切割磨料的方法。

背景技术

随着光伏行业晶体硅切割技术的日益成熟，各切片厂家重点集中在对切片过程中高良品率、低生产成本的追求。全部为新碳化硅精细微粉（全新砂）切割效率高、切割后不良品较低，但是价格较高，而使用已投入切割使用回收后的碳化硅精细微粉（全回收砂），价格相对低廉，但切割效率和切割良品率不能得到有效保证，而且全回收砂在反复使用过程中，重复使用次数越多，切割效率和切割良品率越低，因此，一种价格适中、切割效率和切割良品率能够得到基本保证的混合碳化硅微粉产品能够极大地满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用晶体硅切割后的碳化硅回收砂制备切割磨料的方法，其通过对碳化硅回收砂和碳化硅全新砂进行筛选，并适当处理后，使两者进行混配，最终制得一种低成本、切割效率和切割良品率能够得到保证的混合碳化硅微粉，重新用作切割磨料，满足了市场的需求。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：利用晶体硅切割后的碳化硅回收砂制备切割磨料的方法，步骤如下：

（1）、对晶体硅切割后的碳化硅回收砂进行选取，选取标准为：pH为5~8，圆形度≤9.20；

（2）、将选取的碳化硅回收砂与去离子水混合，配制成质量浓度为10%-30%的回收砂料浆，并向回收砂料浆内加入回收砂料浆总重量0.5‰的表面活性剂；

（3）、将步骤（2）配制的回收砂料浆输送至旋流器，循环处理2-5次，旋流器的内径为10mm~55mm，回收砂料浆的进料压力为0.1Mpa~0.2Mpa，处理后的回收砂料浆经脱水干燥，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用；

（4）、选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，分离出粒径为13~17微米的三种不同粉碎机粉碎的微粉，将三种微粉按照1：2：1的重量比混合成碳化硅全新砂，备用；

（5）、将步骤（4）的碳化硅全新砂和步骤（3）的碳化硅回收砂按比例投入到混料器中混合均匀，混合后的物料中碳化硅回收砂所占的比例为15%~75%；

（6）、将混合后的物料送至高频筛机，筛机采用90目以细的筛网进行混筛，以除去物料中的大粒径杂质；

（7）、对混筛后的物料分装，即为切割磨料。

步骤（2）中所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯。

其中，步骤（4）中碳化硅全新砂也可以是单一的用雷蒙磨粉碎的全新碳化硅微粉，经上述三种粉碎机粉碎后按比例混和的碳化硅全新砂效果则更好。不同粉碎设备粉碎出的粉料具有不同的表面形状，有的棱角较多，有的表面圆滑，按照比例将不同表面形状的微粉颗粒混合配制，更有利于提高切割磨料的切割性能。

有益效果：本发明通过对碳化硅回收砂的pH值、圆形度以及微小粒子的含量进行控制，并与经不同粉碎方式粉碎的碳化硅全新砂按比例混配，从而能够使制备的混合碳化硅微粉的切割效率和切割良品率得到保证。其中，碳化硅全新砂是采用三种不同粉碎机粉碎的粉料按比例混合而成的，这样能够使得碳化硅全新砂的粒形比较多样化，与碳化硅回收砂混配后便于控制产品的圆形度，有利于提高切割磨料的切割性能。本发明制备的混合碳化硅微粉成本低，且品质能够得到保证，碳化硅回收砂资源也得到了充分的利用。

具体实施方式

利用晶体硅切割后的碳化硅回收砂制备切割磨料的方法，步骤如下：

（1）、对晶体硅切割后的碳化硅回收砂进行选取，选取标准为：pH为5~8，圆形度≤9.20；

（2）、将选取的碳化硅回收砂与去离子水混合，配制成质量浓度为10%-30%的回收砂料浆，并向回收砂料浆内加入回收砂料浆总重量0.5‰的表面活性剂；

（3）、将步骤（2）配制的回收砂料浆输送至旋流器，循环处理2-5次，旋流器的内径为10mm~55mm，回收砂料浆的进料压力为0.1Mpa~0.2Mpa，处理后的回收砂料浆经脱水干燥，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用；

（4）、选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，分离出粒径为13~17微米的三种不同粉碎机粉碎的微粉，将三种微粉按照1：2：1的重量比混合成碳化硅全新砂，备用；

（5）、将步骤（4）的碳化硅全新砂和步骤（3）的碳化硅回收砂按比例投入到混料器中混合均匀，混合后的物料中碳化硅回收砂所占的比例为15%~75%；

（6）、将混合后的物料送至高频筛机，筛机采用90目以细的筛网进行混筛，以除去物料中的大粒径杂质；

（7）、对混筛后的物料分装，即为切割磨料。

步骤（2）中所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯。

实施例1

选取pH为5~8，圆形度≤9.20的晶体硅切割后的碳化硅回收砂，然后与去离子水混合，配制成质量浓度为10%的回收砂料浆，并向回收砂料浆内加入回收砂料浆总重量0.5‰的十二烷基硫酸钠；然后将回收砂料浆输送至由多个并联设置的旋流器组成的旋流分级系统，旋流器的内径为10mm~55mm，料浆的进料压力为0.1Mpa，循环处理2次后，将回收砂料浆脱水干燥，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用。选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，分离出粒径为13~17微米的三种不同粉碎机粉碎的微粉，将三种微粉按照1：2：1的重量比混合成碳化硅全新砂，将此碳化硅全新砂和上述处理后的碳化硅回收砂按比例投入到锥形混料器中混合均匀，搅拌时间为2个小时，混合后的物料中碳化硅回收砂所占的比例为15%。将混合后的物料送至高频筛机，筛机采用90目以细的筛网进行混筛，以除去物料中的大粒径杂质，然后对混筛后的物料进行分装，并取样检测，每吨取40个小样，控制每吨物料的D50中值偏差在±0.05μm，所得合格品即为切割磨料。将产品的D50中值偏差控制在±0.05μm，保证了切割磨料品质的稳定。

实施例2

选取pH为5~8，圆形度≤9.20的晶体硅切割后的碳化硅回收砂，然后与去离子水混合，配制成质量浓度为30%的回收砂料浆，并向回收砂料浆内加入回收砂料浆总重量0.5‰的聚丙烯酰胺；然后将回收砂料浆输送至由多个并联设置的旋流器组成的旋流分级系统，旋流器的内径为10mm~55mm，料浆的进料压力为0.1Mpa，循环处理5次后，将回收砂料浆脱水干燥，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用。选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，分离出粒径为13~17微米的三种不同粉碎机粉碎的微粉，将三种微粉按照1：2：1的重量比混合成碳化硅全新砂，将此碳化硅全新砂和上述处理后的碳化硅回收砂按比例投入到锥形混料器中混合均匀，搅拌时间为5个小时，混合后的物料中碳化硅回收砂所占的比例为75%。将混合后的物料送至高频筛机，筛机采用90目以细的筛网进行混筛，以除去物料中的大粒径杂质，然后对混筛后的物料进行分装，并取样检测，每吨取40个小样，控制每吨物料的D50中值偏差在±0.05μm，所得合格品即为切割磨料。

实施例3

选取pH为5~8，圆形度≤9.20的晶体硅切割后的碳化硅回收砂，然后与去离子水混合，配制成质量浓度为20%的回收砂料浆，并向回收砂料浆内加入回收砂料浆总重量0.5‰的脂肪酸聚乙二醇酯；然后将回收砂料浆输送至由多个并联设置的旋流器组成的旋流分级系统，旋流器的内径为10mm~55mm，料浆的进料压力为0.2Mpa，循环处理3次后，将回收砂料浆脱水干燥，得到5.5微米以下粒子含量≤3.5%的碳化硅回收砂，备用。选取雷蒙磨、气流磨和球磨机各自粉碎的全新碳化硅微粉，经分级处理后，分离出粒径为13~17微米的三种不同粉碎机粉碎的微粉，将三种微粉按照1：2：1的重量比混合成碳化硅全新砂，将此碳化硅全新砂和上述处理后的碳化硅回收砂按比例投入到锥形混料器中混合均匀，搅拌时间为3个小时，混合后的物料中碳化硅回收砂所占的比例为50%。将混合后的物料送至高频筛机，筛机采用90目以细的筛网进行混筛，以除去物料中的大粒径杂质，然后对混筛后的物料进行分装，并取样检测，每吨取40个小样，控制每吨物料的D50中值偏差在±0.05μm，所得合格品即为切割磨料。