[发明专利]一种用光伏切割废料制备的硅料及制备方法

说明书

本发明涉及一种利用光伏切割废料制备铝硅合金的方法，其包括：S1.1，将光伏切割废料：水：粘接剂按质量比100:10～30:2～8混合均匀，得到混合料；S1.2，将混合料压制成料块；S1.3，将料块脱水、脱有机物，得到脱水脱有机物的料块，脱水脱有机物的料块即硅料。本发明提供的用光伏切割废料制备硅料的方法，实现光伏行业废料的再生利用，变废为宝。处理废料过程中，压型可以减小总体积，利于运输及后续操作，减小工序损耗；粘接剂用于定型，防止散裂。低温脱水，高温脱有机物，便于分别收集水分和有机物，分别排出利用。同时也是处理料块，使之可以用于熔炼。

技术领域

本发明涉及二次资源利用技术领域，尤其是一种用光伏切割废料制备的硅料，还提供了一种硅料的制备方法。

背景技术

铝合金拥有众多优点，如质量轻，比强度高，是应用最广泛的有色金属合金。其中，铝硅合金是铝加工行业必不可少的中间合金，市场需求旺盛。2014年1～7月，我国铝硅合金行业产值达256.16亿元，同比增长29.2％。

铝硅系合金可分为变形Al-Si合金和铸造Al-Si合金两大类。其中，变形Al-Si合金的Si含量一般为4.5％～13.5％，主要通过锻造或压铸工艺成型；铸造Al-Si合金的Si含量多为4％～22％，主要由常规铸造方式成型。据2010年统计显示，汽车用铝合金中铸造Al-Si合金占比可达50％，其中金属硅用量达7％～12％。

铝硅系合金具有优良的铸造性能和较小的体积变化系数，比重小、强度高、导热好，且耐磨性能较佳，故而被广泛地应用于航空、交通、建筑、汽车等重要行业，也用于制造低、中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等。

目前铝硅合金主要有两种生产方法：熔配法和电热还原法。

1、熔配法

以工业纯硅与纯铝为原料，通过熔炼的方法进行铝硅合金的生产。该工艺简单，适用性广。根据生产过程的不同，该工艺可以分为以下几类：

(1)高温加硅法

将铝块融化，然后将碎硅块(粒度为15～20mm)使用铝箔包裹，然后用预热的石墨钟罩将其压入到铝液中，保温一定时间后降温，除气除渣后浇成铸锭待用。

Si的熔点高达1414℃，且硅的密度小于铝，在制备合金时硅会浮于铝液表面并在表面会生成一层二氧化硅膜，其熔点温度高达1703℃，隔绝硅与铝液的接触，使得合金不能顺利形成。

(2)共熔法

硅块与铝块同时放在冶炼炉的底部，共同升温融化制备合金，是应用最普遍的一种方法，由于铝的熔点比硅低很多，所以铝率先融化，当铝融化后，并覆盖在硅的上面，硅在铝液的包裹下慢慢熔化。

此种方法的优点为铝液包裹住硅块以后，隔绝了硅与空气的接触，从而防止了硅块的氧化，硅的氧化损失减小，提高了合金制备效率。但硅在400℃就会发生剧烈氧化，虽然铝块融化后会对硅块起到保护作用，但是铝的熔点为660℃，故在铝块融化之前并不能对硅块起到保护作用，生成的二氧化硅不仅影响了合金的纯度，而且对合金的力学性能与表面质量产生影响，而且会缩短模具寿命。

(3)搅拌熔铸法

搅拌铸造的基本原理为：硅颗粒投入到融化的铝液中，通过搅拌使硅迅速融化并分散到铝液中。液态金属搅拌铸造法是如今主流的合金制备方法，操作简单成本低廉等优点促使其迅速发展。

搅拌熔铸法存在的问题主要是为了增大溶解的速度，一般硅颗粒会加工的较细，由于硅粒与铝液的湿润性较差，不易进入到铝液中形成合金，此外硅粒易团聚，造成合金中硅分布不均匀和偏析严重。

2、电热还原法

在电弧炉上，以高岭土、氧化铝或铝土矿和蓝晶石矿等为原料，烟煤和石油焦为还原剂，酸法纸浆废液或粘土为粘结剂制取铝硅合金的工艺。