膜法回收高粘度硅切割液的研究.pdf

1、近年來(lái)，由于太陽(yáng)能電池工業(yè)以及電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，單、多晶硅的需求量驟漲。作為硅晶加工的必需原料，硅切割液以及磨料的消耗量也急劇增加。由于切割液及磨料使用一定時(shí)間后會(huì)失效需要更換，因此生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的廢液。 目前，國(guó)內(nèi)、外提出了一些處理及回收硅切割廢液的方法，但存在的主要問(wèn)題是所需設(shè)備較多，能耗較高，工藝復(fù)雜等。針對(duì)目前回收技術(shù)的不足，本文提出了采用微濾/超濾膜分離方法回收硅切割液。微濾/超濾膜作為成熟的分離技術(shù)

2、在水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但將其用于高粘度液體的回收卻較為少見(jiàn)，因此深入研究微濾/超濾膜回收高粘度液體的過(guò)程對(duì)于拓寬膜技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。 本文考察了硅切割液與不同材料膜的接觸角，發(fā)現(xiàn)切割液與聚丙烯腈(PAN)的接觸角最小，表明PAN更適于制備高通量膜。實(shí)驗(yàn)中以自制的截留分子量(MWCO)為67000Da的平板式超濾膜回收硅切割液，考察了操作溫度、固含量、跨膜壓差(TMP)以及錯(cuò)流速率(CFV)對(duì)膜通量的影響。由于切

3、割液的粘度隨溫度升高而降低，因此溫度升高時(shí)膜滲透通量會(huì)有較大提高。當(dāng)操作溫度為60℃，固含量為229.6mg/L，跨膜壓差為0.1MPa，膜表面流速為0.05m/s時(shí)，膜的穩(wěn)態(tài)滲透通量為7.68L·m—2·h-1。另外，考慮到在填充密度及清洗上的優(yōu)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)中分別選用了管式膜以及中空纖維膜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，孔徑為0.2μm的管式微濾膜在操作溫度為50℃，反洗壓力為0.08MPa，反洗時(shí)間為5min時(shí)，膜通量可以得到較好地恢復(fù)。在相同操作條件下，

4、截留分子量為45，000Da的中空纖維膜器與其它形式膜器相比滲透通量衰減最為緩慢。經(jīng)微濾/超濾膜回收所得滲透液均為不含固體的澄清液體，略顯黃綠顏色。采用比色法測(cè)定所得顏色，各滲透液色度幾乎相同，均為85號(hào)，以氫氧化鈉檢測(cè)證明滲透液中存在鐵離子。 本文建立了較低剪切應(yīng)力條件下膜滲透通量衰減的數(shù)學(xué)模型，并以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明該建模型可以較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)膜滲透通量的衰減。將單顆粒受力計(jì)算與所建的膜滲透通量衰減模型相結(jié)合，可得到