硅片切割废料回收碳化硅粉体的研究

摘要

硅片是半导体、太阳能等行业的基本材料，在硅片切割加工的废料中，含有大量的碳化硅、硅粉和铁屑。从该废料中回收经济价值较高的碳化硅，可回用于硅片切割，也可用于制造半导体、陶瓷等。
　　首先，本文通过酸碱提纯法对废料进行提纯实验研究，分别探讨了废料酸洗除杂过程中各因素(酸的浓度、液固比、反应时间、反应温度)以及碱洗除杂过程中各因素(碱液的种类、碱液的浓度、液固比、反应时间、反应温度)对碳化硅纯度的影响。通过实验得出以下结论：酸洗条件：酸的浓度为3.0mol/L、液固比为2.0:1mL/g、反应温度为60℃、反应时间为50min。碱洗条件：NaOH溶液浓度为15％，液固比为2.5:1mL/g，反应温度为50℃，反应时间为8min。提纯后碳化硅的纯度达到99.44%。同时，对废料固体组分中杂质铁与盐酸的反应动力学进行了研究，并获得了动力学参数。结果表明，该反应过程符合流-固相非催化反应中的收缩未反应芯模型，该过程的控制步骤为流体滞流膜控制。
　　其次，本文通过泡沫浮选法对废料进行提纯实验研究，通过捕收剂的初选和终选，确定以煤油做捕收剂进行浮选。研究了捕收剂浓度、pH值、固液比及粒度对分离效果的影响。当捕收剂用量为50mL/g、pH值为8.3、固液比为3:400g/mL、粒度为8.636μm时，分离效果最佳，此条件下回收的碳化硅纯度为99.08%。同时对浮选机理进行了研究，利用浮选前后物质的红外光谱分析可知煤油和碳化硅的吸附形式主要为物理吸附。

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主要符号对照表

第1章 绪论

1.1 光伏产业简介

1.2 硅片切割技术

1.3 切割液及碳化硅的基本性质

1.4 碳化硅的应用

1.5 实验的目的与意义

1.6 硅片切割废料的回收技术

1.7 小结

第2章 论文研究内容及创新点

2.1 论文研究的内容

2.2 论文研究的创新点

第3章 实验原料、仪器和研究方法

3.1 实验原料与仪器

3.2 研究方法

第4章 固液分离实验

4.1 原始废料的理化性能分析

4.2 固液分离方法的确定

4.3 切割废料固液含量分析

4.4 切割废料固体物质的X衍射分析

4.5 切割废料固体的成分分析

4.6 切割废料固体的形貌分析

4.7 切割废料固体的粒度分析

4.8 小结

第5章 酸碱提纯实验

5.1 酸洗步骤

5.2 碱洗步骤

5.3 酸浸除铁过程的动力学研究

5.4 小结

第6章 泡沫浮选实验

6.1 捕收剂的初选

6.2 捕收剂的终选

6.3 浮选工艺

6.4 浮选机理的研究

6.5 小结

第7章 结论

参考文献

致谢

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