本發(fā)明涉及硅肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，以單、多晶硅太陽(yáng)能電池為代表的光伏行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。其中，單、多晶硅的生長(zhǎng)、鑄錠和硅片的切割是制備晶體硅太陽(yáng)能電池的重要環(huán)節(jié)之一。在這一過(guò)程中，多晶硅鑄錠所使用的石英坩堝是一次性用品，消耗量特別大。在鑄錠完成之后，熔融的石英坩堝轉(zhuǎn)化為方石英材料，并成為工業(yè)廢棄物。過(guò)去的處理方式一般是簡(jiǎn)單破碎之后作為建筑填料來(lái)使用，目前已發(fā)展為需要支付運(yùn)費(fèi)才有人愿意拉走。今后，隨著環(huán)保政策的不斷完善，還將作為工業(yè)固廢進(jìn)行處理并支付巨額的處置費(fèi)用。對(duì)于單、多晶硅片的切割，雖然金剛線切割工藝正逐步取代砂漿切割，今后不再需要處理難以分離的碳化硅和硅粉，但是目前金剛線切割所產(chǎn)生的廢料漿，主要還是進(jìn)行固液分離后直接賣給個(gè)體用戶，附加值較低。這樣不僅造成了極大的資源浪費(fèi)，同時(shí)還增加了制備晶體硅太陽(yáng)能電池的成本。因此，如何有效利用熔融石英坩堝和晶體硅金剛線切割廢料漿已成為整個(gè)光伏行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。如果能將廢棄的坩堝和切割廢料漿通過(guò)一定的處理轉(zhuǎn)變成具有高附加值的產(chǎn)品，不僅可以節(jié)約以往在處理廢坩堝上所花費(fèi)的費(fèi)用并解決工業(yè)廢渣帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，還會(huì)帶來(lái)客觀的經(jīng)濟(jì)收入，降低晶體硅太陽(yáng)能電池的成本。
中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書公布的授權(quán)專利“多晶硅鑄錠后熔融石英坩堝再生方法”，專利號(hào)為“zl201410155232.4”和“一種利用廢棄石英坩堝制備的方石英質(zhì)電瓷”，專利號(hào)為“zl2012105532204.0”分別介紹了兩種處置熔融石英坩堝的方法。但是這兩種方法都需要對(duì)石英坩堝進(jìn)行高溫煅燒，生產(chǎn)成本極高，且其產(chǎn)品的附加值較低，經(jīng)濟(jì)可行性較差。此外，中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書公布的授權(quán)專利“一種晶體硅金剛石線切割廢料漿回收再利用的方法”，專利號(hào)為“zl201610086247.9”介紹了一種處置金剛線切割廢料漿的方法。該方法同樣是利用高溫熔煉的辦法來(lái)處置切割廢料漿，將廢料漿中的硅粉冶煉成高純硅。但是這種方法的生產(chǎn)成本極高，只適合電價(jià)較低的區(qū)域，而且增加了運(yùn)輸成本，推廣性差。
另一方面，硅作為地球上含量第二的重要元素，是除了氮、磷、鉀之外植物所必須的第四大營(yíng)養(yǎng)元素。尤其是對(duì)水稻這類喜硅植物來(lái)說(shuō)，在其生長(zhǎng)過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充硅元素可以形成硅質(zhì)細(xì)胞，明顯增強(qiáng)作物的抗病性、抗倒伏能力等。而且，硅元素的存在還可以促進(jìn)植物對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)成分的吸收，增強(qiáng)植物光合作用，達(dá)到進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量的作用。目前，市場(chǎng)上的硅肥主要是以高爐礦渣為原料的“枸溶性”硅肥，其可溶性硅含量極低，肥效很差。因此，如何提高硅肥的有效性一直是制約硅肥發(fā)展的瓶頸。
中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書公布了一件授權(quán)專利“一種液體硅肥及其生產(chǎn)工藝”，專利號(hào)為“zl200810238522.x”是由工業(yè)原料硅酸鉀或硅酸鈉配合其他輔料制得。在生產(chǎn)時(shí)通過(guò)添加生化黃腐酸、螯合劑、微量元素、尿素等輔料混合制得液體硅肥。其主要作用成分“可溶性硅”和其他輔料均是直接購(gòu)買所得，從成本上講，不具備競(jìng)爭(zhēng)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，以將原本需要付費(fèi)處理的工業(yè)固廢和低附加值的切割廢料轉(zhuǎn)化為具有較高附加值的農(nóng)業(yè)用硅肥，實(shí)現(xiàn)資源再生的目的；使廢棄坩堝和切割廢料漿都得到了充分的利用，不僅解決了工業(yè)固廢的問(wèn)題，而且做到了資源的循環(huán)利用，同時(shí)創(chuàng)造了一定的效益，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：
一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，包括：
一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，其特征在于，包括：
（一）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝先進(jìn)行物理粗破，得到坩堝碎片，坩堝碎片的尺寸為15-30cm，然后將坩堝碎片放入弱酸或水中浸泡6-12h，然后進(jìn)行超聲除雜；
（二）使用顎式破碎機(jī)對(duì)除雜后的坩堝碎片進(jìn)行二次細(xì)破，使得碎片轉(zhuǎn)變?yōu)榱?-2cm碎塊；
（三）使用球磨機(jī)將坩堝碎塊進(jìn)行球磨，從而得到石英粉末注入原料漿池備用，石英粉末的粒徑為800-1000目；
（四）對(duì)晶體硅金剛線切割廢料漿進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液；
（五）將固液分離后的切割廢料加入濃鹽酸或硫酸中，去除其中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，然后進(jìn)行水洗；
（六）將步驟（三）中的石英粉末和切割硅粉按重量比1:1的比例加入到飽和的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液中，并加入水，并保持ph值為13，反應(yīng)溫度90-100℃，反應(yīng)2-3h，反應(yīng)完畢后冷卻過(guò)濾；
（七）冷卻過(guò)濾完畢后，除去剩余的不溶物，接著添加氨基黃腐酸，調(diào)節(jié)其ph至8-10，得到硅肥原料；
（八）對(duì)所得的硅肥原料進(jìn)行濃縮，即可得到液體硅肥或粉狀固體硅肥。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，步驟（一）中將坩堝碎片放入弱酸或水中浸泡6-12h，其中在弱酸中浸泡需要6小時(shí)，在水中浸泡需要12小時(shí)。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，步驟（五）中濃鹽酸或硫酸與固液分離后的切割廢料的質(zhì)量比為2:1。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，步驟（七）中的氨基黃腐酸的ph值為4-5。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，步驟（一）中多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝，其主要成分為二氧化硅。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，步驟（四）中的晶體硅金剛線切割廢料漿為單晶硅金剛線切割的廢料漿或多晶硅金剛線切割的廢料漿，其主要成分為高純切割硅粉和冷卻液。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，包括：
（一）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝先進(jìn)行物理粗破，得到坩堝碎片，坩堝碎片的尺寸為15cm，然后將坩堝碎片放入弱酸中浸泡6h，然后進(jìn)行超聲除雜；
（二）使用顎式破碎機(jī)對(duì)除雜后的坩堝碎片進(jìn)行二次細(xì)破，使得碎片轉(zhuǎn)變?yōu)榱?cm碎塊；
（三）使用球磨機(jī)將坩堝碎塊進(jìn)行球磨，從而得到石英粉末注入原料漿池備用，石英粉末的粒徑為800目；
（四）對(duì)晶體硅金剛線切割廢料漿進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液；
（五）將固液分離后的切割廢料加入濃度為30%的濃鹽酸中，去除其中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，然后進(jìn)行水洗；
（六）將步驟（三）中的石英粉末和切割硅粉按重量比1:1的比例加入到飽和的氫氧化鉀溶液中，并加入水，并保持ph值為13，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢后冷卻過(guò)濾；
（七）冷卻過(guò)濾完畢后，除去剩余的不溶物，接著添加氨基黃腐酸，調(diào)節(jié)其ph至10，得到硅肥原料；
（八）對(duì)所得的硅肥原料進(jìn)行濃縮，即可得到含有30-40%硅酸鉀，10-25%腐殖酸鉀，余量為水的液體硅肥。
前述的用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，包括：
（一）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝先進(jìn)行物理粗破，得到坩堝碎片，坩堝碎片的尺寸為30cm，然后將坩堝碎片放入水中浸泡12h，然后進(jìn)行超聲除雜；
（二）使用顎式破碎機(jī)對(duì)除雜后的坩堝碎片進(jìn)行二次細(xì)破，使得碎片轉(zhuǎn)變?yōu)榱?cm碎塊；
（三）使用球磨機(jī)將坩堝碎塊進(jìn)行球磨，從而得到石英粉末注入原料漿池備用，石英粉末的粒徑為1000目；
（四）對(duì)晶體硅金剛線切割廢料漿進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液；
（五）將固液分離后的切割廢料加入濃度為33%的硫酸中，去除其中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，然后進(jìn)行水洗；
（六）將步驟（三）中的石英粉末和切割硅粉按重量比1:1的比例加入到飽和的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液中，并加入水，并保持ph值為13，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后冷卻過(guò)濾；
（七）冷卻過(guò)濾完畢后，除去剩余的不溶物，接著添加氨基黃腐酸，調(diào)節(jié)其ph至8，得到硅肥原料；
（八）對(duì)所得的硅肥原料進(jìn)行濃縮，即可得到含有50-60%硅酸鉀以及腐蝕酸鉀40-50%的粉狀固體硅肥。
本發(fā)明的有益效果是：（1）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝和晶體硅金剛線切割的廢料漿作為硅肥原料的“硅”源，既獲得了純度高、儲(chǔ)量足的免費(fèi)“硅”源，又能讓原本是工業(yè)固廢的石英坩堝變廢為寶，資源再生；（2）利用晶體硅金剛線切割廢料漿中富含的高純單質(zhì)硅和強(qiáng)堿反應(yīng)時(shí)大量放熱的特點(diǎn)，減少了外部熱源的供應(yīng)，降低了硅肥生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)成本；（3）利用超細(xì)粉體技術(shù)，將具有反應(yīng)惰性的熔融石英坩堝粉末化，提高其反應(yīng)速率；（4）利用腐殖酸對(duì)反應(yīng)后的混合溶液進(jìn)行中和，既能降低ph值至正常范圍，又能使硅肥原料中引入有機(jī)腐殖質(zhì)，進(jìn)一步提高其肥效；（5）本發(fā)明的硅肥和制備方法，針對(duì)現(xiàn)有多晶硅鑄錠廢料的處置難題和現(xiàn)有農(nóng)業(yè)用硅肥的吸收率低的問(wèn)題，利用資源再生、綜合利用的思維，以簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，將熔融石英坩堝轉(zhuǎn)化為富含“可溶性硅”的硅肥原料，為開(kāi)發(fā)利用光伏行業(yè)中的工業(yè)廢棄物開(kāi)辟了新方向；同時(shí)，利用切割廢料與強(qiáng)堿反應(yīng)大量放熱的特點(diǎn)，在和熔融石英坩堝配合制備硅肥的過(guò)程中，提供一部分熱量，以減少外部熱源使用，并解決了現(xiàn)有晶體硅金剛線切割廢料漿附加值較低的問(wèn)題。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明方法流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例是一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，包括：
（一）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝先進(jìn)行物理粗破，得到坩堝碎片，坩堝碎片的尺寸為15cm，然后將坩堝碎片放入弱酸中浸泡6h，然后進(jìn)行超聲除雜；
（二）使用顎式破碎機(jī)對(duì)除雜后的坩堝碎片進(jìn)行二次細(xì)破，使得碎片轉(zhuǎn)變?yōu)榱?cm碎塊；
（三）使用球磨機(jī)將坩堝碎塊進(jìn)行球磨，從而得到石英粉末注入原料漿池備用，石英粉末的粒徑為800目；
（四）對(duì)晶體硅金剛線切割廢料漿進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液；
（五）將固液分離后的切割廢料加入濃度為30%的濃鹽酸中，去除其中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，然后進(jìn)行水洗；
（六）將步驟（三）中的石英粉末和切割硅粉按重量比1:1的比例加入到飽和的氫氧化鉀溶液中，并加入水，并保持ph值為13，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢后冷卻過(guò)濾；
（七）冷卻過(guò)濾完畢后，除去剩余的不溶物，接著添加氨基黃腐酸，調(diào)節(jié)其ph至10，得到硅肥原料；
（八）對(duì)所得的硅肥原料進(jìn)行濃縮，即可得到含有33%硅酸鉀，11%腐殖酸鉀，余量為水的液體硅肥；
步驟（五）中濃鹽酸或硫酸與固液分離后的切割廢料的質(zhì)量比為2:1；步驟（七）中的氨基黃腐酸的ph值為4；步驟（一）中多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝，其主要成分為二氧化硅；步驟（四）中的晶體硅金剛線切割廢料漿為單晶硅金剛線切割的廢料漿或多晶硅金剛線切割的廢料漿，其主要成分為高純切割硅粉和冷卻液
實(shí)施例2
本實(shí)施例是一種用多晶硅鑄錠廢料及晶體硅切割廢料漿制硅肥的方法，包括：
（一）將多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝先進(jìn)行物理粗破，得到坩堝碎片，坩堝碎片的尺寸為30cm，然后將坩堝碎片放入水中浸泡12h，然后進(jìn)行超聲除雜；
（二）使用顎式破碎機(jī)對(duì)除雜后的坩堝碎片進(jìn)行二次細(xì)破，使得碎片轉(zhuǎn)變?yōu)榱?cm碎塊；
（三）使用球磨機(jī)將坩堝碎塊進(jìn)行球磨，從而得到石英粉末注入原料漿池備用，石英粉末的粒徑為1000目；
（四）對(duì)晶體硅金剛線切割廢料漿進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液；
（五）將固液分離后的切割廢料加入濃度為33%的硫酸中，去除其中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，然后進(jìn)行水洗；
（六）將步驟（三）中的石英粉末和切割硅粉按重量比1:1的比例加入到飽和的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液中，并加入水，并保持ph值為13，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后冷卻過(guò)濾；
（七）冷卻過(guò)濾完畢后，除去剩余的不溶物，接著添加氨基黃腐酸，調(diào)節(jié)其ph至8，得到硅肥原料；
（八）對(duì)所得的硅肥原料進(jìn)行濃縮，即可得到含有57%硅酸鉀以及腐蝕酸鉀43%的粉狀固體硅肥；
步驟（五）中濃鹽酸或硫酸與固液分離后的切割廢料的質(zhì)量比為2:1；步驟（七）中的氨基黃腐酸的ph值為5；步驟（一）中多晶硅鑄錠后的熔融石英坩堝，其主要成分為二氧化硅；步驟（四）中的晶體硅金剛線切割廢料漿為單晶硅金剛線切割的廢料漿或多晶硅金剛線切割的廢料漿，其主要成分為高純切割硅粉和冷卻液。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。