年产碳化硅6000吨项目
宿州国创光电材料科技有限责任公司
年产6000吨碳化硅
可行性研究报告
四年五月
第一章 废砂浆回收利用项目总述
第一节 硅片线切割及项目来源
废砂浆回收利用项目的产生源于近几年来光伏产业的发展。
本项目生产中所用的“废砂浆”原料及生产出来的产品“碳化硅”、 正是来源于和应用于光伏产业中的单、多晶硅棒切片工序。
在光伏产业链中，硅片切割是光伏电池生产中一个十分重要的工 序，切割出的硅片质量直接影响到整个产业链后续电池的生产以及电 池的性能质量。
在实际生产中，硅片生产厂家一般先将废砂浆进行简单的离心或 沉降分离，液体部分返回工序再使用一次，其它的难以分离的部分或 将其作为垃圾废弃掉，或将其处理给专业废砂浆回收利用厂家。作为 一种十分重要的资源被当做垃圾处理掉，不仅会对环境产生严重的污 染，而且浪费了大量的资源，令人惋惜。
随着国家节能降耗，保护环境等可持续发展政策的实施，从废砂 浆中回收价值较高的碳化硅项目应运而生，并且越来越受到人们的重 视。近两年中，相关单位和团体都投入了许多精力，对废砂浆回收利 用做了大量的研究工作，产生出一些新技术和新工艺，取得了一定的 成果。
废砂浆回收处理产生的“碳化硅”产品或再行回用于硅晶片的生 产切割过程，或应用于其它工业领域，都会产生出巨大的经济价值和 社会效益，对国家、对环境、对个人都是一件十分有意义的事情。
第二节 生产原料及产成品
碳化硅用途
本项目生产时的原料为“废砂浆”，另外还需要“烧碱”、“硫 酸”等化工原料。生产的产品是 “碳化硅”等，下面分别对我们生 产中接触到的主要物质进行一下简单介绍。
一 废砂浆、废切割液及废硅粉的组成
废砂浆是硅光伏产业或半导体工业在硅锭（硅棒）切割生产硅片 时产生的一种工业废料，它的组成成分并不十分固定，主要成分有： 碳化硅、聚乙二醇和金属硅粉，另有水分、金属颗粒以及少量表面活 性剂、金属螯合剂等。含碳化硅较多的称为“废砂浆”，一般由65% 左右的碳化硅、6%左右的硅粉、1.5%左右的铁等金属颗粒、15%的 聚乙二醇和10%左右水份组成。
二 碳化硅的性质及光伏产业所用的碳化硅
1碳化硅的性质特点
碳化硅的化学成分是碳化硅，因为它的硬度十分高，人们俗称碳 化硅颗粒为碳化硅。碳化硅在自然界少量伴生于岩石中，没有利用价 值。工业碳化硅的生产是一种高耗能、高污染产业。碳化硅的制备合 成是通过将石英砂（SiO2）与石油焦（C）等原料按一定比例混合后， 在隔绝氧气的条件下利用电弧产生的高温反应烧结而成，这一反应过 程需要消耗大量的能源，平均每合成一吨碳化硅需消耗高达8000千 瓦时的电能，同时上述反应过程会释放
出大量的一氧化碳（CO），一 氧化氮（NO）,二氧化硫（SO2）等有害废气，会对大气环境造成 十分严重的污染。根据碳化硅的生产方式的不同，又可将其分为绿碳 化硅和黑碳化硅两大类，绿碳化硅的纯度和硬度较黑碳化硅略高，市 场价格也相对较高。
碳化硅的分子式为SiC自我介绍高中,是典型的共价键型化合物。有立方型和 六方型两种晶型，立方型称为B—SiC,它是在1800〜2000℃温度下 形成，属低温产物，硬度稍小，主要用于微型轴承的超精研磨。六方 型称为a—SiC,它是在2000℃以上形成的，硬度较大，一般常用的 都是a—SiC。碳化硅在一个大气压下的分解温度为2400℃,无熔点。 a—SiC碳化硅理论密度是3.18g/cm3，碳化硅粉的自然堆积密度在 1.2〜1.6g/cm3之间。碳化硅的莫氏硬度仅次于金刚石，在9.2〜9.3天龙八部天佛降世之 间，威氏显微硬度3300kg/mm2。由于碳化硅具有相当优异的特性， 所以它的应用领域十分广泛。
碳化硅（碳化硅粉）用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、 磨头、研磨膏等。由于碳化硅的性质特点,最适合半导体工业材料及 压电晶体材料方面的切割、研磨抛光等。尤其是在太阳能电池硅片切 割中,国际上绝大多数生产厂家都要用到碳化硅。
利用它具有的高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高的高温强度及 导热性能良好、抗冲击等
特点,碳化硅可用于各种冶炼炉衬等构件、 碳化硅坩埚等。可用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材 料。在航空航天工业碳化硅材料还可以制做火箭发动机喷管、燃气轮 机叶片等。
2光伏产业切割用碳化硅
光伏产业中所用的碳化硅主要在硅片切割工序。由于光伏产业对 硅片有特别严格的要求，并且在切割效率和质量方面与碳化硅的选用 有着密切的关系，所以，在碳化硅的选择使用方面都十分苛刻。
硅片切割用碳化硅多为绿碳化硅，在粒度选择上相对于不同机型 的线切割机来说一般常见的有两种：1200与1500目（极少数采用800 和2000目），且它的粒径范围要求狭窄，晶角要尖锐锋利，绝不能混 入大颗粒物质，避免划伤硅晶片。为了防止金属离子对硅片的玷污， 要求碳化硅的纯度要高。硅片切割用碳化硅国内没有统一标准（有的 企业采用日本JZS工业标准），常用指标见表2—2。
表 2—2：光伏切割碳化硅主要技术指标
成本会计
事目
化*成分
(%)
GB/n490-2QQB
SiC
SiO ； Si    Q   
FeO
F^C
CaO
MgO
NaO
Cr O
C
PH
灼碱
水分
ft*
98.5
0.5
2    3
0.2
0.2
2
2    3
0.7
0.5
第三节 技术经济指标
1、废砂浆利用率
废砂浆中的碳化硅含量在65%左右，根据工艺水平提取率在80% 左右总收率为50%左右。
2、酸碱消耗量
生产一吨碳化硅，需要浓硫酸（98%）、烧碱的费用为300元。
3、水、电的消耗量
生产一吨碳化硅要消耗水电费用500中方回应美日领导人联合声明元。
4、干燥分级成本
生产一吨碳化硅干燥分级的费用700元。
5、人工成本
5.1到离心工段的人工成本为220元/吨。
5.2到干燥干燥分级的人工成本为371元/吨。
6、包装费用
6.1到离心工段的包装成本为22元/吨。
银饰变黑5.2到干燥干燥分级的包装成本为100元/吨。
6、 每吨产品的生产成本
目前，根据工艺技术的差异，生产一吨“碳化硅”的成本：不干 燥不分级的成本 =300+500+220+22=1042 元/吨；干燥分级的成本 =1020+700+151+100=1971元/吨。
第二章 工艺技术方案
第一节 废砂浆回收处理工艺技术概况
国内外废砂浆回收提取碳化硅的方法，一般分为两种，即在线回 收方式和离线回收方式。因为在线方式不能将碳化硅中的杂质分离完 全，它的应用范围受到极大限制，只有少数硅
片切割厂家结合其他方 式部分采用。目前人们采用最多的是离线式回收方式，因为他有在线 回收无可比拟的优点。

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