[00134550]氮化硅回收及提纯工艺的研究

本项目为新余科技支撑计划。技术属于光伏多晶铸锭技术领域,在太阳能多晶硅锭的铸造过程中,需要在坩埚内表面喷涂一层高纯氮化硅涂层。高纯氮化硅技术要求高,目前仅有少数几家国外公司掌握该技术,如日本UBE,德国stack公司等。铸锭后的氮化硅涂层随着坩埚一起作为固体废弃物处理掉,给环境造成一定的压力。高纯氮化硅不仅价格昂贵,而且在喷涂过程中与坩埚的结合力不强,需要进行高温烘烤来增加结合力,从而浪费了大量的能量。 本项目主要是为了研究多晶硅铸锭用坩埚氮化硅涂层的回收再利用及免烘烤新型涂层的制备。氮化硅回收及提纯是采用湿法冶金分离的技术,为全球首创,打破了国外的技术垄断。本项目同时研发新型免烘烤涂层,在氮化硅回收提纯过程中加入碱液进行反应,得到同时含有硅酸根离子的高纯氮化硅,也可以加入一种添加剂,从而增强涂层和坩埚的附着力。通过以上方法,大大增强了涂层与坩埚的结合力,在铸锭过程中不需要再进行涂层烘烤,就能达到涂层和坩埚有很好的附着力,从而减少了烘烤带来能源消耗和人工。 本项目研究出的氮化硅回收技术,使得石英陶瓷坩埚上的氮化硅回收率超过90%,金属杂质总含量少于100ppma,达到甚至超过从国外进口的氮化硅的纯度,回收氮化硅经分散后中位粒径D50在1.5um左右。 与国外技术相比,德国H.C.Starck采用硅粉直接氮化法,日本UBE采用气相法生产氮化硅,生产出来的氮化硅成本较高,最贵时每公斤市场售价超过2500元。我们回收提纯后的氮化硅90%以上为α氮化硅、纯度等参数与进口氮化硅纯度相当,回收氮化硅的加工成本每公斤在130元左右。回收氮化硅与进口氮化硅相比质量相当,成本却远低于进口氮化硅,具有较强的市场竞争力。 本项目技术成熟,我们建设了600平方米氮化硅回收与提纯厂房,低成本的建立了一条年生产15000公斤氮化硅的生产线,目前氮化硅回收与提纯工作已经在新建厂房生产,回收氮化硅在多晶铸锭中都得到了广泛的应用。本项目同时实现了坩埚免烘烤技术,每年可以减少大量的能耗。坩埚免烘烤技术已经在全行业得到了广泛应用。 本项目获得新余市2014年度科技进步二等奖。