晶體硅切割廢料回收的研究現狀

何思邈，袁守謙，朱麗芳

（西安建筑科技大學冶金工程學院，陜西 西安 710055）

人類進入21 世紀以來，為解決石油、煤炭等能源日益緊缺的問題，各國紛紛大力開發新興能源，特別是太陽能作為綠色、環保、無污染的清潔能源，使光伏產業進入了高速發展期。同時，半導體工業的快速發展也使高純晶體硅材料得到了廣泛應用，全球需求量在不斷增大[1-3]。半導體工業用的單晶硅和太陽能電池用的多晶硅，都需要被線切割成符合要求的硅片，在此過程中約有50%的高純硅料成為鋸屑進入砂漿，不但硅損失較大，還造成切割砂漿的性質隨著硅含量增加而變質，使之不能滿足切割要求而成為廢料[4-5]。其典型組成是（質量分數）：作為磨料的碳化硅（35%）、作為切割液的聚乙二醇（PEG，32%）、硅（30%）和鋼絲鋸上磨損脫落的金屬屑（3%）。金屬屑以Fe 為基，還含有Cr、Ni、Ti、Mn 等多種合金元素。

目前，國內外對于廢砂漿的回收，大部分方法和工藝都局限于回收PEG 和碳化硅，并已形成了產業，但對價值更高的硅粉的回收利用還處于研究階段，如果能有效地回收硅，將產生較大的經濟效益和環境效益[6]。在分離出液相的PEG 后，得到的固體混合物中，由于硅和碳化硅的理化性質相近，顆粒粒徑小且粒度范圍有重疊，難于徹底分離，而碳化硅的化學性質比硅更穩定，常常將殘余的硅粉簡單地堿洗溶去[7]。國內外學者已經對該問題進行了一定的研究，但分離技術還不成熟，有待進一步研究。本文作者重點闡述了硅粉目前主要的回收技術并對其進行了評述?！?br>