高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原料，是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中極為重要的中間產(chǎn)品，對(duì)我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。一直以來，多晶硅生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題、技術(shù)問題、產(chǎn)業(yè)化差距問題等嚴(yán)重制約著該產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展。目前，我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在^上占有了一定的優(yōu)勢(shì)。污染的問題也一再被提上日程。隨著生產(chǎn)工藝的逐漸改進(jìn)，污染物也逐漸從前期的四氯化硅轉(zhuǎn)向硅渣。特別是近來冷氫化的發(fā)展，將四氯化硅充分利用起來，處理的難題隨即轉(zhuǎn)向了流動(dòng)態(tài)的固液混合硅渣漿。在過去的一段時(shí)間內(nèi)，大量的這種硅渣漿都采用簡(jiǎn)單的掩埋甚至直接傾倒的方法處理，這樣的做的后果直接造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染事故，土地寸草不生，水源嚴(yán)重破壞。 
      針對(duì)硅渣漿的主要成分分析，其處理難點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：
    1、首先是氯硅烷的處理，氯硅烷與空氣、水反應(yīng)劇烈放熱，生成大量酸霧并生成白色的二氧化硅泡沫狀固體，而且密度比水小，一般漂浮在水面上。而且反應(yīng)中還會(huì)釋放出^爆炸性的氫氣，給安全操作帶來很大不利。 
    2、其次是硅粉中的其他化合物。根據(jù)多晶硅及冷氫化生產(chǎn)過程中的工藝說明，反應(yīng)過程中的硅粉為主要生產(chǎn)原料，由于工業(yè)硅粉中含有 B、P、Al 等其他雜質(zhì)，而且這些雜質(zhì)基本上不參加合成反應(yīng)，即在反應(yīng)中基本無消耗。在反應(yīng)過程中被富集，^終都以硅渣漿殘液的形式被排出收集。因此，在處理過程中這些雜質(zhì)的影響不可小覷。 

       由于國內(nèi)多晶硅起步較晚，對(duì)于硅渣漿的處理辦法很大部分是參考有機(jī)硅工業(yè)中硅渣漿的處理方法。目前，普遍采用的渣漿處理方法有干燥水解法，有機(jī)硅生產(chǎn)相對(duì)于多晶硅而言，其生產(chǎn)工藝在國內(nèi)算是比較成熟的，因此對(duì)其后續(xù)處理的研究也相對(duì)完善。部分有機(jī)硅生產(chǎn)中的硅渣漿處理工藝特別是干燥水解法成了多晶硅生產(chǎn)企業(yè)參考的對(duì)象。 
 
多晶硅泥漿  干燥水解工藝

       干燥水解法首先將含固量20%的渣漿加入干燥機(jī)，利用間接加熱分離出氯硅烷并冷凝回收，使渣漿含固量達(dá)到80%左右，然后進(jìn)入堿液水解槽中進(jìn)行水解反應(yīng)。目前，新建的多晶硅廠均采用干燥水解法處理渣漿，該方法可回收部分氯硅烷，減少水解量，從而降低水的消耗量和廢氣排放量。

       干燥水解法的工藝流程為: 首先將收集到的料漿連續(xù)、小流量地送入干燥機(jī)，干燥機(jī)采用低壓蒸汽夾套，將氯硅烷從料漿中蒸發(fā)出來；然后通過干燥機(jī)過濾器捕集排氣中的固體；將含有大量氯硅烷的蒸汽送入回收氯硅烷冷凝器被水冷卻冷凝，冷凝液收集在氯硅烷收集槽，然后循環(huán)至三氯氫硅合成工序；不凝性氣體送至工藝放空氣洗滌器；^后料漿在干燥機(jī)中濃縮(^大含固量約80%)，經(jīng)過螺旋給料機(jī)計(jì)量排入水解槽在10%(wt)石灰水中水解干燥機(jī)使用低壓蒸汽將料漿蒸發(fā)是為了防止重組分氯硅烷和金屬氯化物蒸發(fā)，需要注意的是蒸汽溫度應(yīng)不高于 135℃ 少量的金屬氯化物保留在回收的液體中，被泵送到急冷塔以回收四氯化硅并去除金屬氯化物。

多晶硅泥漿真空?qǐng)A盤干燥機(jī)  設(shè)備概述
       真空?qǐng)A盤干燥機(jī)工作過程連續(xù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較低。就渣漿干燥來說，只需要進(jìn)行一次加料和卸料過程，操作簡(jiǎn)單，安全系數(shù)較高。
       真空?qǐng)A盤干燥機(jī)利用蒸汽間接加熱，在渣漿連續(xù)加入過程中使揮發(fā)分連續(xù)蒸發(fā)、連續(xù)出料，提高了旋轉(zhuǎn)式圓盤干燥機(jī)的容積利用率， 大大增加了處理量。

       真空?qǐng)A盤干燥機(jī)的體積傳熱系數(shù)、氣固兩相接觸和干燥時(shí)間與耙式干燥機(jī)幾乎相同，連續(xù)性批量干燥時(shí)間一般約l0～15min，熱效率穩(wěn)定在80%左右。旋盤干燥機(jī)將物料均勻地分散至單位時(shí)間上，物料進(jìn)入干燥機(jī)的速率均勻，單位時(shí)間進(jìn)料量較小，干燥機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均較為平穩(wěn)；干燥機(jī)干燥后的產(chǎn)品形態(tài)為膏狀物，蒸發(fā)出的為純凈氯硅烷蒸汽，冷凝器前部過濾器堵塞幾率大幅下降；蒸發(fā)后的膏狀物通過螺桿泵連續(xù)、均勻地輸送至后續(xù)水解罐，因干燥后的物料體積和重量顯著降低，分散至單位時(shí)間上的物料就更少，因此水解罐工作極為平穩(wěn)，螺桿泵密封性較好水解罐內(nèi)水汽無法竄入干燥機(jī)內(nèi)部。

多晶硅泥漿真空?qǐng)A盤干燥機(jī)  工藝流程圖

多晶硅泥漿真空?qǐng)A盤干燥機(jī)  設(shè)備結(jié)構(gòu)
      真空?qǐng)A盤干燥機(jī)殼體由設(shè)備內(nèi)壁和外夾套組成，其中夾套設(shè)計(jì)成蜂窩狀，即在夾套壁面上有規(guī)律地沖出許多翻邊向里的凹形圓孔，翻邊與內(nèi)壁焊接，以增加強(qiáng)度。干燥機(jī)殼體設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu)，在頂部設(shè)有人孔和視鏡，既方便觀察和維修，又避免了由于干燥機(jī)狹長(zhǎng)密封面的泄漏而造成的氧化反應(yīng)，頂部穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加強(qiáng)了設(shè)備整體強(qiáng)度。

      空心熱軸和空心圓盤葉片結(jié)構(gòu)是渣漿旋轉(zhuǎn)式圓盤干燥機(jī)的關(guān)鍵部件，旋轉(zhuǎn)式間接干燥機(jī)有兩根空心熱軸，兩軸旋轉(zhuǎn)方向相反，均向著設(shè)備中心線方向，借助葉片上的輔助抄料板，把物料從中心推向壁面，又從壁面將物料向上提升，越過空心熱軸，擠到設(shè)備中央。針對(duì)磨琢性比較強(qiáng)的物料，需要設(shè)置耐磨附件。

      針對(duì)多晶硅廢泥漿制備高純硅粉干燥的工藝要求，真空?qǐng)A盤干燥機(jī)是百得干燥開發(fā)設(shè)計(jì)的新型渣漿旋轉(zhuǎn)式間接干燥機(jī)，連續(xù)進(jìn)料流量小、停留時(shí)間短、傳熱效率高、投資低，適用于粘附性較強(qiáng)的膏狀、糊狀或團(tuán)狀物料以及易氧化分解、易燃易爆物質(zhì)的干燥。真空?qǐng)A盤干燥機(jī)能有效控制干燥介質(zhì)和傳熱介質(zhì)的消耗量，提高氯硅烷的回收率，同時(shí)減少環(huán)境污染，在一定程度上滿足了多晶硅企業(yè)渣漿處理的要求。