本發(fā)明涉及硅肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法。
背景技術(shù)：
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。在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充硅元素可以在植物體內(nèi)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。此外，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，以進(jìn)一步提高作物的產(chǎn)量。目前，市場(chǎng)上的硅肥主要有兩種，一種是以高爐礦渣為主要原料的“枸溶性”硅肥，其可溶性硅含量低，肥效差。另一種則是含有不同比例的“可溶性硅”硅肥，可以直接進(jìn)行葉面噴施，也可以沖施或基施。
雖然可溶性硅肥的肥效明顯高于“枸溶性”硅肥，但是其硅源主要是來(lái)自于市售的硅酸鹽產(chǎn)品，生產(chǎn)成本較高。中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書(shū)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作為“硅源”，在生產(chǎn)過(guò)程中通過(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(mǎi)所得，從成本上講，不具備競(jìng)爭(zhēng)力。因此，尋找一種新的、廉價(jià)的硅源是解決當(dāng)前硅肥市場(chǎng)價(jià)格高、規(guī)模小等問(wèn)題的重要途徑。
另一方面，隨著傳統(tǒng)能源的過(guò)度消耗和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，以晶體硅太陽(yáng)能電池為代表的光伏行業(yè)在近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展。而晶體硅切片是制備晶體硅太陽(yáng)能電池的重要環(huán)節(jié)之一。近年來(lái)，隨著金剛線切割工藝的完善，越來(lái)越多的生產(chǎn)線從原來(lái)的碳化硅漿料切割改成了金剛線切割。金剛線切割相比砂漿切割減少了硅泥的產(chǎn)生，免去了硅粉和碳化硅磨料的分離難題，但是切割硅粉的回收利用仍然是切片工藝的重點(diǎn)難題。由于金剛線切割過(guò)程中帶入了少量金屬雜質(zhì)，使得其不能直接作為晶體硅鑄錠的原料來(lái)使用，目前主要是低價(jià)處理給有關(guān)廠家。今后，隨著環(huán)保政策的不斷完善，還有可能作為工業(yè)固廢進(jìn)行處理并支付巨額處置費(fèi)用。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電池的成本。因此，這種金剛線切割廢料中的高純硅粉的合理利用已成為光伏行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。
中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書(shū)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的方法。該方法主要是利用高溫熔煉的辦法來(lái)冶煉高純硅。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。
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)，提供一種利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，以將原本難以處理的工業(yè)固廢轉(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，使切割廢料得到了充分的利用，不僅解決了潛在工業(yè)固廢的問(wèn)題，而且做到了資源的循環(huán)利用。同時(shí)，由于硅肥的市場(chǎng)價(jià)格相當(dāng)客觀，而本發(fā)明的硅肥成本優(yōu)勢(shì)明顯，項(xiàng)目可行性高。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)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：
一種利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
（一）利用板框壓濾機(jī)對(duì)晶體硅金剛線切割廢漿料進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液，得到固形物料；
（二）將固液分離后的固形物料加入鹽酸或硫酸，去除其中的金屬鐵，隨后進(jìn)行水洗；
（三）將水洗后的固形物料投入強(qiáng)堿溶液中，加熱至90-100℃，直至反應(yīng)完全；
（四）將步驟（三）的反應(yīng)液過(guò)濾，去除不溶物，向?yàn)V液中加入腐殖酸，調(diào)節(jié)ph值至8-10；
（五）對(duì)步驟（四）ph值調(diào)節(jié)后的溶液進(jìn)行濃縮，得到含有硅酸鉀和腐殖酸鉀的高濃度的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：
前述的利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，步驟（二）中，晶體硅金剛線切割廢漿料與鹽酸或硫酸的投料重量比為：鹽酸或硫酸:切割廢料為5:1。
前述的利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，步驟（三）中強(qiáng)堿溶液為ph值為13的氫氧化鉀或氫氧化鈉。
前述的利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，步驟（四）中腐殖酸為ph值4-5的氨基黃腐酸。
前述的利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
（一）利用板框壓濾機(jī)對(duì)晶體硅金剛線切割廢漿料進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液，得到固形物料；
（二）將固液分離后的固形物料加入濃度為37%的鹽酸，去除其中的金屬鐵，隨后進(jìn)行水洗；
（三）將水洗后的固形物料投入強(qiáng)堿溶液中，加熱至90℃，直至反應(yīng)完全；
（四）將步驟（三）的反應(yīng)液過(guò)濾，去除不溶物，向?yàn)V液中加入腐殖酸，調(diào)節(jié)ph值至9；
（五）對(duì)步驟（四）ph值調(diào)節(jié)后的溶液進(jìn)行濃縮，得到液體硅肥，液體硅肥的重量配比為：硅酸鉀30-40%，腐殖酸鉀20-25%，余量為水。
前述的利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
（一）利用板框壓濾機(jī)對(duì)晶體硅金剛線切割廢漿料進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液，得到固形物料；
（二）將固液分離后的固形物料加入濃度為33%的硫酸，去除其中的金屬鐵，隨后進(jìn)行水洗；
（三）將水洗后的固形物料投入強(qiáng)堿溶液中，加熱至100℃，直至反應(yīng)完全；
（四）將步驟（三）的反應(yīng)液過(guò)濾，去除不溶物，向?yàn)V液中加入腐殖酸，調(diào)節(jié)ph值至8；
（五）對(duì)步驟（四）ph值調(diào)節(jié)后的溶液進(jìn)行濃縮，得到粉狀固體硅肥，粉狀固體硅肥的重量配比為：硅酸鉀50-60%，腐殖酸鉀40-50%。
本發(fā)明的有益效果是：（1）將晶體硅金剛線切割廢料作為硅肥的“硅”源，既獲得了純度高、儲(chǔ)量足的穩(wěn)定“硅”源，又能讓切割廢料中的高純硅粉的變廢為寶，資源再生；（2）利用硅粉和鹽酸、硝酸等常溫下不反應(yīng)的特性，將固液分離后的切割廢料中的鐵雜志率先去除，以免在后續(xù)的強(qiáng)堿反應(yīng)中發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致硅肥中重金屬含量的增加；（3）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，又能在硅肥中引入有機(jī)腐殖質(zhì)，進(jìn)一步提高其肥效；（4）本發(fā)明的硅肥及其制備方法，針對(duì)現(xiàn)有晶體硅金剛線切割廢料處置難題和當(dāng)前農(nóng)業(yè)用可溶性硅肥的“硅源”不穩(wěn)定問(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)，將金剛線切割廢料轉(zhuǎn)化為富含“可溶性硅”的硅肥，為開(kāi)發(fā)利用光伏行業(yè)中的工業(yè)副產(chǎn)物開(kāi)辟了新方向。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例是一種利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，該方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
（一）利用現(xiàn)有的板框壓濾機(jī)對(duì)晶體硅金剛線切割廢漿料進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液，得到固形物料；
（二）將固液分離后的固形物料加入濃度為37%的鹽酸，去除其中的金屬鐵，隨后進(jìn)行水洗；
（三）將水洗后的固形物料投入強(qiáng)堿溶液中，加熱至90℃，直至反應(yīng)完全；
（四）將步驟（三）的反應(yīng)液過(guò)濾，去除不溶物，向?yàn)V液中加入腐殖酸，調(diào)節(jié)ph值至9；
（五）對(duì)步驟（四）ph值調(diào)節(jié)后的溶液進(jìn)行濃縮，得到液體硅肥，液體硅肥的重量配比為：硅酸鉀30%，腐殖酸鉀25%，余量為水；
步驟（二）中，晶體硅金剛線切割廢漿料與鹽酸或硫酸的投料重量比為：鹽酸或硫酸:切割廢料為5:1；步驟步驟（三）中強(qiáng)堿溶液為ph值為13的氫氧化鉀或氫氧化鈉；步驟（四）中腐殖酸為ph值4-5的氨基黃腐酸。
實(shí)施例2
本實(shí)施例是一種利用太陽(yáng)能晶體硅金剛線切割廢漿料制備硅肥的方法，該方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
所述方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
（一）利用現(xiàn)有的板框壓濾機(jī)對(duì)晶體硅金剛線切割廢漿料進(jìn)行固液分離，去除其中的冷卻液，得到固形物料；
（二）將固液分離后的固形物料加入濃度為33%是的硫酸，去除其中的金屬鐵，隨后進(jìn)行水洗；
（三）將水洗后的固形物料投入強(qiáng)堿溶液中，加熱至100℃，直至反應(yīng)完全；
（四）將步驟（三）的反應(yīng)液過(guò)濾，去除不溶物，向?yàn)V液中加入腐殖酸，調(diào)節(jié)ph值至8；
（五）對(duì)步驟（四）ph值調(diào)節(jié)后的溶液進(jìn)行濃縮，得到粉狀固體硅肥，粉狀固體硅肥的重量配比為：硅酸鉀55%，腐殖酸鉀45%；
步驟（二）中，晶體硅金剛線切割廢漿料與鹽酸或硫酸的投料重量比為：鹽酸或硫酸:切割廢料為5:1；步驟（三）中強(qiáng)堿溶液為ph值為13的氫氧化鉀或氫氧化鈉；步驟（四）中腐殖酸為ph值4-5的氨基黃腐酸。
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。