[发明专利]一种以硅废料制备多晶硅颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种以硅废料制备多晶硅颗粒的方法，属于光伏产品技术领域。本发明以硅废料为原料，经清洗、造粒、干燥、微波烧结、冷却等后，得到特定物理强度（多晶硅颗粒在1米内的滚动、摔落等，不会出现碎裂）、纯度高（99.9999%～99.99999%）、颗粒均匀（粒径为300μm～30mm）的多晶硅颗粒，可用于其他所需工艺中，增加一次装料量，亦可用作复投料，极大降低多晶硅的生产成本，并将资源循环利用；且本制备方法成本低。

技术领域

本发明涉及一种多晶硅颗粒的制备方法，尤其的，涉及一种以硅废料制备多晶硅颗粒的方法，属于光伏产品技术领域。

背景技术

太阳能光伏行业属于利润小、空间小的产业，要求高纯硅材料的生产成本低，这给传统的高纯硅材料生产方法提出极大的挑战。目前，在现有的高纯硅生产流程中，产生大量硅废料，且没有得到有效利用，其中，这些硅废料包括：

一、在采用改良西门子法的多晶硅生产中，利用氯气和氢气合成HCl气体，HCl气体和冶金硅粉在一定温度下合成SiHCl₃，分离精馏提纯后的SiHCl₃进入氢还原炉被氢气还原，再通过化学气相沉积反应在硅心上产生高纯多晶硅。此生产过程中，所产生硅粉不可避免的附着在反应器内壁，以及被SiHCl₃、氢气等气流带出反应器，即这部分硅粉变成废料，而未能应用；

二、经改良西门子法生产的多晶硅棒在进入下一工序时，需进行破碎处理，现有常采用人工敲碎法，该多晶硅棒被破碎成大小不一、形状不规则的小块，而该工序无论人工敲击或颚式破碎机，都将会产生大量3mm以下的废硅料，这些废硅料具有尺寸小、受污染可能性高以及包装运输困难等特点，因此，大部分多晶硅生产企业均以低价或遗弃的办法处理该类废硅料，这部分硅料未能应用；

三、切割硅片时，产生约总质量30%的切割硅粉，同样，这部分硅粉未能应用。

上述硅料，其本质均为高纯多晶硅，价值高，但均未能在后续的生产中得到有效应用，主要原因为：1、粒径太小，体表面积大，若保存不善，硅料表面极易被空气氧化，不能保证其纯度；2、硅粉质量轻，使用中易扬尘，难以控制；3、硅粉极易被静电吸附，形成管道堵塞，腔壁富集，导致设备降低寿命。最终，导致这部分硅料无法在实际生产中得到有效应用，造成极大的资源浪费。

于2016年08月17日公开了一种公开号为CN105859212A，名称为“一种多晶硅废渣的资源化利用方法及保温材料”的专利文献，其中，将多晶硅废渣、固化主体成分及稀释剂等原料按质量百分含量配比混合，混合物料经固化得到保温材料，既可以消纳大量的多晶硅废渣，又可以得到低成本的保温材料。

于2019年03月08日公开了一种公开号为CN109437792A，名称为“一种路基材料、其制备方法及多晶硅生产过程的固废的处理方法”的专利文献，其中，利用多晶硅生产过程的固废作为原料来制备路基材料，缓解了多晶硅生产过程的固废对环境的污染，节约了填埋固废的成本，并且变废为宝，有效利用了废料，创造了价值。

于2015年11月11日公开了一种公开号为CN105032897A，名称为“一种单晶硅废料再生功率散热器的方法”的专利文献，其中，包括单晶硅废料的清洗提油、干燥、初步粉碎、筛选除杂、精细粉碎、重新配料、研磨混合，喷雾造粒、压制成型、排胶烧结、表面修饰、涂覆背胶等工序，该方法有效的利用了硅光电池生产过程中产生的单晶硅边角料，节约资源，保护环境。

于2018年12月21日公开了一种公开号为CN109052409A，名称为“一种感应熔炼高硅废料制备高纯硅/硅合金的方法”的专利文献，其中，以高硅废料烘干作为原料，与钙系添加剂混合，进行感应熔炼，最终浇注后冷凝后形成高纯硅/硅合金。实现高硅废料高效的回收利用，变废为宝。