[发明专利]一种利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅肥生产技术领域，具体的说是一种利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法。

背景技术

硅作为地球上含量第二的重要元素，是除了氮、磷、钾之外植物所必须的第四大营养元素。在植物的生长过程中及时补充硅元素可以在植物体内形成硅质细胞，明显增强作物的抗病性、抗倒伏能力等。此外，硅元素的存在还可以促进植物对其他营养成分的吸收，增强植物光合作用，以进一步提高作物的产量。目前，市场上的硅肥主要有两种，一种是以高炉矿渣为主要原料的“枸溶性”硅肥，其可溶性硅含量低，肥效差。另一种则是含有不同比例的“可溶性硅”硅肥，可以直接进行叶面喷施，也可以冲施或基施。

虽然可溶性硅肥的肥效明显高于“枸溶性”硅肥，但是其硅源主要是来自于市售的硅酸盐产品，生产成本较高。中国发明专利说明书公布了一件授权专利“一种液体硅肥及其生产工艺”，专利号为“ZL200810238522.X”是由工业原料硅酸钾或硅酸钠作为“硅源”，在生产过程中通过添加生化黄腐酸、螯合剂、微量元素、尿素等辅料混合制得液体硅肥。其主要作用成分“可溶性硅”和其他辅料均是直接购买所得，从成本上讲，不具备竞争力。因此，寻找一种新的、廉价的硅源是解决当前硅肥市场价格高、规模小等问题的重要途径。

另一方面，随着传统能源的过度消耗和环境污染的日益严重，以晶体硅太阳能电池为代表的光伏行业在近年来得到了飞速的发展。而晶体硅切片是制备晶体硅太阳能电池的重要环节之一。近年来，随着金刚线切割工艺的完善，越来越多的生产线从原来的碳化硅浆料切割改成了金刚线切割。金刚线切割相比砂浆切割减少了硅泥的产生，免去了硅粉和碳化硅磨料的分离难题，但是切割硅粉的回收利用仍然是切片工艺的重点难题。由于金刚线切割过程中带入了少量金属杂质，使得其不能直接作为晶体硅铸锭的原料来使用，目前主要是低价处理给有关厂家。今后，随着环保政策的不断完善，还有可能作为工业固废进行处理并支付巨额处置费用。这样不仅造成了极大的资源浪费，同时还增加了制备晶体硅电池的成本。因此，这种金刚线切割废料中的高纯硅粉的合理利用已成为光伏行业亟待解决的问题。

中国发明专利说明书公布的授权专利“一种晶体硅金刚石线切割废料浆回收再利用的方法”，专利号为“ZL201610086247.9”介绍了一种处置金刚线切割废料的方法。该方法主要是利用高温熔炼的办法来冶炼高纯硅。但是这种方法的生产成本极高，只适合电价较低的区域，而且增加了运输成本，推广性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，以将原本难以处理的工业固废转化为具有较高附加值的农业用硅肥，实现资源再生的目的，使切割废料得到了充分的利用，不仅解决了潜在工业固废的问题，而且做到了资源的循环利用。同时，由于硅肥的市场价格相当客观，而本发明的硅肥成本优势明显，项目可行性高。因此，本发明提供的技术具有十分重要的经济价值和社会意义。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，方法具体包括以下几个步骤：

（一）利用板框压滤机对晶体硅金刚线切割废浆料进行固液分离，去除其中的冷却液，得到固形物料；

（二）将固液分离后的固形物料加入盐酸或硫酸，去除其中的金属铁，随后进行水洗；

（三）将水洗后的固形物料投入强碱溶液中，加热至90-100℃，直至反应完全；

（四）将步骤（三）的反应液过滤，去除不溶物，向滤液中加入腐殖酸，调节pH值至8-10；

（五）对步骤（四）pH值调节后的溶液进行浓缩，得到含有硅酸钾和腐殖酸钾的高浓度的液体硅肥或粉状固体硅肥。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，步骤（二）中，晶体硅金刚线切割废浆料与盐酸或硫酸的投料重量比为：盐酸或硫酸:切割废料为5:1。

前述的利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，步骤（三）中强碱溶液为pH值为13的氢氧化钾或氢氧化钠。

前述的利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，步骤（四）中腐殖酸为pH值4-5的氨基黄腐酸。

前述的利用太阳能晶体硅金刚线切割废浆料制备硅肥的方法，方法具体包括以下几个步骤：

（一）利用板框压滤机对晶体硅金刚线切割废浆料进行固液分离，去除其中的冷却液，得到固形物料；