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砂浆在线回收离心机工艺调整对碳化硅分离质量的影响 摘要：本文通过对在线回收系统工艺的研究，确定使用不同回收工艺对碳化硅回收质量的影响。碳化硅为砂浆的配比成分，而其作为硅片多线切割的主要材料之一，碳化硅回收质量的好坏对硅片切割的质量有着直接影响。结合流动颗粒图像分析仪FPIA3000对碳化硅颗粒粒径、圆度、颗粒分布进行检测，对不同回收工艺下碳化硅的检测情况；同时配合激光测径仪、电子拉力试验机对切割钢线进行检测从侧面了解碳化硅切割情况；最终通过生产应用确定砂浆回收系统分离频率、砂浆分离温度、液层厚度、进料流量等对碳化硅分离质量的影响。 关键词：砂浆、在线回收、离心机、微粉含量 前言 砂浆在线回收系统随着太阳能产业的发展而兴起，尤其是受到国际金融危机的影响，太阳能硅片价格低迷，使得国内许多的硅片切割企业开始把注意力转移到了砂浆在线回收系统上，以降低硅片的生产成本。在太阳能硅片切割过程中，切割下来的大量硅粉会混入切割砂浆中被系统带出。碳化硅微粉经磨削后部分破碎为颗粒度更小的微粉。硅粉和细颗粒度碳化硅含量达到一定程度时，砂浆不能满足切割工艺要求，只能从系统排出成为废砂浆。废砂浆的构成分为液体和固体两部分：其中的液体是大量的聚乙二醇和少量水，固体部分是粗颗粒碳化硅、细颗粒碳化硅、硅粉、少量金属屑。普通的离心分离是将液体和固体分离，而砂浆在线回收系统的目的是如何将可再利用的较大碳化硅颗粒分离出来进行回收，这也是我们主要研究的内容。本文着重对在线回收系统的工艺进行研究确定各项工艺变动对多晶硅片切割质量的影响并对实际生产提供有效指导。 在线回收系统 在线回收系统的核心部件为离心机。利用离心沉降原理,实现固相和液相组成的悬浮液或液-液-固组成的三相混合物的分离, 本文以LW350 × 1050N卧式螺旋沉降离心机为例研究在线回收系统工艺对切割质量的影响。 1、 离心机工作原理 图1? 卧式离心机结构图 离心机由主电机、 副电机、 机罩、 差速器、 螺旋推料器、 转鼓及一套电器控制柜等组成,其中主副电机分别采用变频控制。其工作原理是: 砂浆经进料口进入转鼓,由于高速旋转产生的离心力作用,在转鼓内部被加速并形成一个圆柱液环层,密度较大的固态颗粒会沉积在转鼓内壁上,与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断的将转鼓内壁上的固态颗粒刮下并推出排渣口。分离后的清液经液层调节板开口流出转鼓。 图2? 影响离心机分离因素 2、 影响离心机分离效果的因素 从影响离心机分离效果的因素着手对离心机的分离效果进行研究。其中离心机设计尺寸为离心机出厂既定参数，无法更改此文不于讨论。在既有离心机基础之上对离心机的分离效果进行实验验证。 2.1离心机频率 离心机的频率主要包括主频和副频，其中主频对应转鼓转速调整，副频对应差速调整。转鼓转速影响离心机的分离效果和单位时间内的处理量。转速越高 ,离心力越大 ,固体颗粒的沉降速度越快 ,离心机的分离因数越高，但砂浆中的微粉是无效切割粒子，离心力过大会将过多无效切割粒子分离出来对砂浆回收质量起负面因素。差速决定了螺旋推料器的排料速度,它的大小影响离心机的分离效果和处理能力。转速觉得固相沉降速度、差速觉得排料速度，因此要转速和差速的合理配合，达到需求的固相达到转鼓壁时排料推进器将固相排出从而到达预期的分离效果。 2.2砂浆分离温度 温度是对砂浆粘度影响最大的一个因素，同时粘度也是影响分离效果的因素之一。液体的粘度越大对固体表面形成的张力束缚越大，在切割过程中这一特性能很好的将砂浆中的碳化硅悬浮并携带入切割缝隙参与切割。但是在离心分离过程中需要降低砂浆的粘度来降低液体对固体的束缚力从而利于固液的分离。 图3? 砂浆粘度随温度变化曲线 温度对砂浆的粘度影响较大，随着温度的变化砂浆的粘度会发生明显变化。如图2所示，随着温度的升高砂浆的粘度不断降低，因此提升温度能提升砂浆的分离效果。 2.3液层厚度 液层厚度即砂浆在离心机中的液位高度,它直接影响分离效果和离心机的震动程度,同时也决定了清液在离心机内的停留时间。当进料量一定时,液层厚度越大,料液在离心机内的停留时间就越长,达到的分离效果就越好,但对于砂浆回收来说，液层过厚会导致大量的无用小颗粒被分离出来，降低可用砂所占的回收比例，降低回收效果。同时合理更换液层调节板可以改善离心机的分离效果,但必须确保所有液层板都安装在相同的高度上,而且不同规格的液层板不能混用,否则将会导致离心机受力不均匀,产生剧烈震动。由此可见合理的液层厚度也是维持离心机最佳工作状态的重要因素。 2.4进料流量 进料流量的大小对离心机的回收率及分离效果影响较大。进料流量小，料液在转鼓内的轴向流速也小，物料在机器内停留时间则长，分离效果提高，同时回收率提高；进料流量增大，轴向流速也增大，物料在机器内停留时间减少，分离效果随之下降，回收