高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法，旨在解決現有技術中采用磁選機對碳化硅微粉進行除鐵時產生的高鐵料處理難度大、所需時間長且污染嚴重的技術問題。該處理方法包括混料、超聲振蕩、酸浸和清洗步驟。該處理裝置包括反應桶和超聲設備，超聲設備包括設置于反應桶外壁上的至少一個超聲波振蕩器、以及設置于反應桶外部的至少一個超聲波發(fā)生器，每個超聲波發(fā)生器連接1～3個超聲波振蕩器；在反應桶內還設置有攪拌器。本發(fā)明能夠有效去除碳化硅微粉生產過程中產生的高鐵料中的鐵雜質，還可以除去其中部分超細顆粒，達到了對高鐵料進行高效回收利用的目的，既節(jié)省了資源，又避免了環(huán)境污染。
【專利說明】高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及碳化硅微粉生產【技術領域】，具體涉及一種高鐵碳化硅微粉的處理裝置及處理方法。

【背景技術】
[0002]碳化硅微粉是一種應用于太陽能晶硅片切割的切割刃料，在晶硅片切割中切割機對刃料的要求非常嚴格，而鐵的存在影響了硅片切割質量，因此，需要除去其中的鐵雜質，以保證切割的效率和合格率。現有技術中普遍采用磁選機對碳化硅微粉進行除鐵，而在磁選機除鐵的過程中會有5%的物料和鐵粉摻雜在一起作為廢棄料排出，這些廢棄料中的鐵雜質含量較高，約為5%，這些廢棄料被稱為高鐵料，即高鐵碳化硅微粉。這些高鐵料無法再通過磁選機進行除鐵:一來處理效果差，二來磁選機會繼續(xù)產生新的高鐵料。高鐵碳化硅微粉棄之造成資源的浪費，直接通過加酸對這部分物料處理回收利用時，難度大、成本高、周期長且污染較為嚴重。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明旨在解決現有技術中采用磁選機對碳化硅微粉進行除鐵時產生的高鐵料處理難度大、所需時間長且污染嚴重的技術問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
設計一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，包括下列步驟:
(1)混料:將磁選機產生的高鐵碳化硅微粉弓I入到反應桶內，加入80?90°C的熱水，攪拌均勻，得到質量百分比濃度為18%?25%的料漿；
(2)超聲振蕩:在超聲頻率為25?60KHz的條件下，將步驟(I)所得的料漿進行超聲振蕩處理20?40分種，在進行超聲振蕩處理的同時，對料漿進行攪拌；
(3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內，加入占料漿體積分數30%的酸，在反應溫度為70?90°C的條件下，進行4?6h的酸浸反應；
(4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
[0005]優(yōu)選的，步驟(3)中加入的酸是硫酸、或者硫酸和氫氟酸的混合物、或者硫酸和硝酸的混合物、或者硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物。
[0006]優(yōu)選的，所述硫酸的濃度為10%?20%。
[0007]優(yōu)選的，所述硫酸和氫氟酸的混合物、硫酸和硝酸的混合物、以及硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物的濃度為10%?20%。
[0008]本發(fā)明還設計了一種用于上述處理方法的高鐵碳化硅微粉處理裝置，包括反應桶和超聲設備，在所述反應桶的上部設有進料口、下部設有出料口，所述超聲設備包括設置于所述反應桶外壁上的至少一個超聲波振蕩器、以及設置于所述反應桶外部的至少一個超聲波發(fā)生器，每個超聲波發(fā)生器連接I?3個超聲波振蕩器；在所述反應桶內還設置有攪拌器。
[0009]優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)生器與所述超聲波振蕩器之間通過帶有插座的高頻線連接。
[0010]優(yōu)選的，在所述反應桶內還設置有溫度傳感器。
[0011]優(yōu)選的，在所述反應桶內壁上還設置有加熱器。
[0012]優(yōu)選的，所述反應桶為不銹鋼材質。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
1.本發(fā)明中高鐵碳化硅微粉的處理方法使用了超聲振蕩處理和酸浸相結合的工藝技術，利用超聲振蕩使碳化硅微粉分散均勻，同時除去顆粒表面的次生鐵薄膜，并將一部分鐵與碳化硅微粉分離開來，而后采用酸浸工藝徹底除去其中的鐵雜質，以達到對磁選機處理碳化硅微粉過程中產生的高鐵料的高效回收利用，既節(jié)省了資源，又避免了環(huán)境污染。
[0014]2.該處理方法在除去鐵雜質的過程中，能夠同時脫除碳化硅微粉中的部分超細顆粒，減少后續(xù)工序所用時間，縮短生產周期；所用酸的濃度較低，酸浸過程中在能夠達到除鐵的效果的同時，減少了對設備的腐蝕，延長設備的使用壽命。
[0015]3.本發(fā)明中的高鐵碳化硅微粉處理裝置，采用超聲波發(fā)生器和超聲波振蕩器組成的超聲設備，可以對反應桶內的料漿進行超聲振蕩處理，利用超聲將鐵含量較高的碳化硅物料分散均勻，同時采用攪拌器進行物理攪拌，防止超聲過程中部分物料沉降，保證了碳化硅漿料的分散均勻性。
[0016]4.在反應桶內設置溫度傳感器和加熱器，能夠隨時監(jiān)控反應桶內的溫度，在低于所需反應溫度時，開啟加熱器，對料漿進行加熱，使其保持在所需反應溫度的范圍內，以保證反應更加充分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明高鐵碳化硅微粉處理裝置的剖視結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明高鐵碳化硅微粉處理裝置的俯視結構示意圖。
[0019]其中，I為反應桶；2為進料口 ；3為出料口 ；4為超聲波振蕩器；5為超聲波發(fā)生器；6為攪拌器。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例來說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但以下實施例只是用來詳細說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0021]實施例1:一種聞鐵碳化娃微粉處理裝直，如圖1、圖2所不,包括反應桶I和超聲設備，在反應桶I的上部設有進料口 2、下部設有出料口 3，超聲設備包括設置于反應桶I外壁上的至少一個超聲波振蕩器4、以及設置于反應桶I外部的至少一個超聲波發(fā)生器5，每個超聲波發(fā)生器5連接2個超聲波振蕩器；在反應桶I內還設置有攪拌器6。其中，超聲波發(fā)生器與超聲波振蕩器之間通過帶有插座的高頻線連接；反應桶I為不銹鋼材質。
[0022]實施例2:—種高鐵碳化硅微粉處理裝置，與實施例1的不同之處在于，在反應桶I內還設置有溫度傳感器，在反應桶I內壁上還設置有加熱器(附圖中未畫出)。
[0023]實施例3:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，包括下列步驟: (1)混料:將磁選機廣生的聞鐵碳化娃微粉引入到實施例2中的聞鐵碳化娃微粉處理裝置的反應桶內，加入90°C的熱水，攪拌均勻，得到質量百分比濃度為20%的料漿；
(2)超聲振蕩:開啟超聲設備，在超聲頻率為40KHz的條件下，將反應桶內的料漿進行超聲振蕩處理30分種，在進行超聲振蕩處理的同時開啟攪拌器，對反應桶的料漿進行攪拌；
(3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內，加入占料漿體積分數30%的酸，在反應溫度為80°C的條件下，進行5h的酸浸反應；其中加入的酸為濃度為15%的硫酸；
(4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
[0024]實施例4:一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸和氫氟酸的混合物，濃度為20%。
[0025]實施例5:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸和硝酸的混合物，濃度為10%。
[0026]實施例6:—種高鐵碳化硅微粉的處理方法，與實施例3的不同之處在于，步驟(3)中加入的酸為硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物，濃度為18%。
[0027]在以上實施例中所涉及的儀器設備如無特別說明，均為常規(guī)儀器設備；所涉及的工業(yè)原料如無特別說明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。
[0028]本發(fā)明的【具體實施方式】如下:在碳化硅微粉的生產過程中，粉體內的鐵含量一般在0.4%左右，需要利用磁選機的強磁性，將碳化硅微粉造漿后打入磁選機進行除鐵，通過磁選機的漿料中大部分的鐵雜質被除去，達到鐵含量合格要求。但在除鐵過程中部分物料和鐵粉摻雜在一起，導致5%的碳化硅微粉摻雜著鐵雜質被磁選機作為廢料排出，其中的鐵含量約為5%，而被稱為高鐵料。將磁選機產生的這部分高鐵料由本發(fā)明高鐵碳化硅微粉的處理裝置的進料口引入到反應桶內，添加熱水混合攪拌成所需濃度的料漿，開啟超聲設備和攪拌器，對料漿進行超聲振蕩和物理攪拌。超聲波除鐵不僅可消除粉體表面雜質，而且可以消除顆粒解理縫隙處的雜質。漿料分散均勻后加入酸，使料漿處于酸浸狀態(tài)，一定時間后將所得的上層液排放，并用清水清洗酸浸漿料，在此過程中可除去部分超細顆粒，減少后續(xù)生產工序所用的時間，縮短生產周期。
[0029]上面結合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細的說明，但是，所屬【技術領域】的技術人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，形成多個具體的實施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。
【權利要求】
1.一種高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)混料:將磁選機產生的高鐵碳化硅微粉弓I入到反應桶內，加入80?90°C的熱水，攪拌均勻，得到質量百分比濃度為18%?25%的料漿； (2)超聲振蕩:在超聲頻率為25?60KHz的條件下，將步驟(1)所得的料漿進行超聲振蕩處理20?40分種，在進行超聲振蕩處理的同時，對料漿進行攪拌； (3)酸浸:向步驟(2)所得的料漿內，加入占料漿體積分數30%的酸，在反應溫度為70?90°C的條件下，進行4?6h的酸浸反應； (4)清洗:將步驟(3)所得的料漿中的上層液排出，用清水清洗剩余料漿，得到處理完成的碳化娃微粉。
2.根據權利要求1所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，步驟(3)中加入的酸是硫酸、或者硫酸和氫氟酸的混合物、或者硫酸和硝酸的混合物、或者硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物。
3.根據權利要求2所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，所述硫酸的濃度為 10% ?20%。
4.根據權利要求2所述的高鐵碳化硅微粉的處理方法，其特征在于，所述硫酸和氫氟酸的混合物、硫酸和硝酸的混合物、以及硫酸、氫氟酸和硝酸的混合物的濃度為10%?20%。
5.一種用于權利要求1所述高鐵碳化硅微粉的處理方法的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，包括反應桶和超聲設備，在所述反應桶的上部設有進料口、下部設有出料口，所述超聲設備包括設置于所述反應桶外壁上的至少一個超聲波振蕩器、以及設置于所述反應桶外部的至少一個超聲波發(fā)生器，每個超聲波發(fā)生器連接1?3個超聲波振蕩器；在所述反應桶內還設置有攪拌器。
6.根據權利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器與所述超聲波振蕩器之間通過帶有插座的高頻線連接。
7.根據權利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，在所述反應桶內還設置有溫度傳感器。
8.根據權利要求7所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，在所述反應桶內壁上還設置有加熱器。
9.根據權利要求5所述的高鐵碳化硅微粉處理裝置，其特征在于，所述反應桶為不銹鋼材質。
【文檔編號】C01B31/36GK104401997SQ201410656133
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權日:2014年11月18日
【發(fā)明者】孫毅, 陳亞麗, 徐元清, 申君來, 辛玲, 高敏杰 申請人:河南新大新材料股份有限公司