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作者：杨阳;朱永泽;杨时聪;谢克强;魏奎先;马文会;
单位：昆明理工大学冶金与能源工程学院,真空冶金国家工程研究中心;昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室;云南省硅产业研究院;
摘要：金刚线切割工艺作为光伏单晶硅片生产的主要工艺，切割过程会造成30%～40%的高纯硅损耗与切削液混合，形成硅片切割废料浆液，固含量通常为2%～5%，废料浆液中的硅难以分离以进一步回收利用。为了实现硅片切割废料浆液中硅的分离，本文基于单颗粒沉降的力学机制以及Stokes理论，对静水中硅颗粒沉降过程中的受力情况与沉降行为进行分析，通过修正多颗粒在水中的沉降速率，并对硅颗粒的粒度、微观结构、球形度等自身性质进行了测定与计算。研究结果表明，硅颗粒的球形度使沉降时间增长了约10%，颗粒雷诺数的为1×10~(-6)～1×10~(-4)，低于层流区划分范围，而固含量是影响硅颗粒沉降最主要的因素，颗粒固含量由单颗粒增长到32%，其最终沉降时间增大1×10~3倍以上。同时实验结果表明，受空隙率影响，硅颗粒最终沉降的沉积物体积普遍大于其初始固含量，且硅颗粒在低固含量时沉降变化稳定，在高固含量时沉积物体积变化幅度大，低粒度、低固含量情况下达到稳定状态所需时间较短，且受沉降行为改变的影响，硅颗粒初期均匀分散，中期团聚下沉，后期均匀分散下沉。因此通过降低硅片切割废料浆液固含量、增强团聚、提升颗粒群整体粒径的方式可以有效提高沉降效率，从而利于硅片切割废料浆液中的硅的分离。
关键词：硅片切割废料浆液;;高纯硅分离;;颗粒沉降;;理论分析与实验研究
基金资助：昆明理工大学“双一流”科技专项（202202AG050012）;; 云南省重大科技专项计划项目（202202AB08000802）资助
