一种废金属硅泥回收提纯装置及方法与流程

本发明涉及废弃硅泥回收再利用领域，具体涉及一种废金属硅泥回收提纯装置及方法。

背景技术：

1、在制作半导体器件的过程中，需要使用金刚线切割硅片，切割时不可避免的会产生许多废料硅泥，金刚线切削硅棒时产生的硅粉与其他杂质一起沉积到切割浆液中，形成硅泥。废弃硅泥主成分硅元素的含量在98％左右，其余杂质为铁、铝、钙等。硅泥中含有较大含量的硅，直接丢弃不仅损失了价值昂贵的晶体硅，而且对环境造成巨大的污染。因此，对废弃金属硅泥实施合理的回收，具有深远的经济和环保意义。

2、在对废弃金属硅泥回收的过程中，最为重要的步骤就是对其进行熔炼作业，在熔炼的过程中，需要添加造渣剂进行除渣作业，影响最终金属硅产出的重要因素在造渣剂参与熔炼过程中对硅泥中杂质的析出作业，但是在具体的熔炼操作过程中，我们发现如果直接将金属硅泥投入熔炼设备进行熔炼，同时添加造渣剂，最终金属硅的熔炼析出作业中产出率并不高，其原因是需要对硅泥进行充分的熔炼前的处理作业，这些处理作业包括将废弃金属硅泥进行与添加剂的融合，同时需要与水融合进行湿度控制后的造粒成型作业，然后实施粒度颗粒或者成型块的烘干作业，最后根据熔炼需求需要进行投放和添加造渣剂进行熔炼。上述操作过程中，传统的设备很难形成一个关联的工作体制，混料、成型、烘干以及出料投放需要采用不同的设备进行单独的处理作业，这就加大了转载次数，造成能耗的提高，同时降低了工作和运行效力，不适合大规模回收生产的需求。

3、综上所述，本发明提供一种结构简单，操作方便，工艺简单，能耗低，工作和运行效率高，提高设备集成化程度，集合混料、成型、烘干为一体，回收再利用效果明显，整体适合大规模生产，方法简单易操作的废金属硅泥回收提纯装置及方法，具有广泛的市场前景。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，工艺简单，能耗低，工作和运行效率高，提高设备集成化程度，集合混料、成型、烘干为一体，回收再利用效果明显，整体适合大规模生产，方法简单易操作的废金属硅泥回收提纯装置及方法，用于克服现有技术中的缺陷。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种废金属硅泥回收提纯装置，包括通过支柱安装的顶部支撑台面，所述的顶部支撑台面的水平横向中部一侧固定套装有混料筒，混料筒的右侧固定安装有液压站，在混料筒前后两侧的顶部支撑台面上对称固定套装有第一液压伸缩杆和第二液压伸缩杆，第一液压伸缩杆通过安装有第一换向阀的管道与液压站相连通，第二液压伸缩杆通过安装有第二换向阀和压力补偿阀的管道与液压站相连通，在液压站的右侧设置有控制柜，在顶部支撑台面的底部对称设置有与第一限位支架和第二限位支架，第一限位支架与第一液压伸缩杆的输出端相配合，第二限位支架与第二液压伸缩杆的输出端相配合，在第一限位支架下方设置有与第一液压伸缩杆输出端相连接的防粘连推出片，在第二限位支架下方设置有与第二液压伸缩杆输出端相连接的下压板；

3、混料筒的顶面中心位置设置有混料电机，混料电机的外侧设置有供水管、进料口和辅助添加口，混料电机的输出端与安装在混料筒内腔的混料轴相连接，在混料轴外侧固定安装有混料螺旋片，在混料筒的底部设置有出料口，该出料口内安装有出料控制阀，在出料控制阀、防粘连推出片以及下压板的下方对应配套设置有旋转承接一体化装置。

4、所述的旋转承接一体化装置包括通过支腿支撑的旋转支撑工作台，旋转支撑工作台的中部中心位置活动安装有旋转座，旋转座的底部安装有中部旋转轴，中部旋转轴的底部套装在旋转支撑工作台下部中心位置的旋转支撑轴套内，在旋转支撑轴套与旋转支撑工作台之间的中部旋转轴上固定安装有从动齿圈，从动齿圈与减速机输出端的主动齿轮相互啮合，在旋转座的圆周方向均等设置有八个连接杆，每个连接杆的外端均固定安装有物料承接处理模具盒，物料承接处理模具盒为上下开口的盒体结构，物料承接处理模具盒的底部与旋转支撑工作台的顶面相接触，在每个物料承接处理模具盒的外端均固定安装有触碰块，在出料控制阀底部一侧的旋转支撑工作台上固定安装有与触碰块相配合的行程开关；初始位置时，行程开关一侧的物料承接处理模具盒的顶部与在出料控制阀的底部相对应，与行程开关相接触的物料承接处理模具盒顺时针方向相邻的物料承接处理模具盒顶部与下压板相配合，与行程开关相接触的物料承接处理模具盒逆时针方向相邻的物料承接处理模具盒顶部与防粘连推出片相配合；在和下压板相配合的物料承接处理模具盒顺时针方向以及和防粘连推出片相配合的物料承接处理模具盒逆时针方向之间的物料承接处理模具盒外侧套装有烘干仓，烘干仓下方的旋转支撑工作台上开设有加热槽，加热槽内安装有加热盘管，在加热槽的顶面盖合有加热找平盖板，旋转支撑工作台的底面设置有加热控制槽，加热控制槽内设置有与加热盘管相连接的加热烘干控制器，在和防粘连推出片相配合的物料承接处理模具盒下方的旋转支撑工作台上开设有漏料孔，旋转支撑工作台下方设置有与漏料孔相配合的熔炼送料输送带。

5、所述的顶部支撑台面为方形板状结构，在顶部支撑台面上开设有用于安装混料筒的圆形安装孔，混料筒的外壁与该圆形安装孔的内壁之间通过焊接的方式固定连接，混料筒的横向中线与顶部支撑台面的横向中线在同一个垂直于水平面的平面上，第一液压伸缩杆和第二液压伸缩杆对称安装在顶部支撑台面顶部横向中线的两侧，第一液压伸缩杆和第二液压伸缩杆的中心点连线与顶部支撑台面顶部横向中线相互交叉垂直，顶部支撑台面的中心点至第一液压伸缩杆中轴线之间的水平直线长度与顶部支撑台面的中心点至第二液压伸缩杆中轴线之间的水平直线长度相等，顶部支撑台面的中心点至第二液压伸缩杆中轴线之间的水平直线长度与顶部支撑台面的中心点至混料筒中轴线之间的水平直线长度相等。

6、所述的第一限位支架和第二限位支架的形状和大小均相等，第一限位支架是底部为密封结构的方向框架，在第一限位支架的底部中心位置开设有用于限位第一液压伸缩杆输出端的第一限位孔，第一液压伸缩杆的输出端套装在该第一限位孔内，第二限位支架底部为密封结构的方向框架，在第二限位支架的底部中心位置开设有用于限位第二液压伸缩杆输出端的第二限位孔，第二液压伸缩杆的输出端套装在该第二限位孔内，第一限位支架和第二限位支架的顶部均与顶部支撑台面的底面固定连接。

7、所述的混料筒为圆柱形桶装结构，混料筒的底部为漏斗状结构，该漏斗状结构段设置在顶部支撑台面的下方，混料轴的底面位于该漏斗状结构段内腔，混料螺旋片为螺旋薄片状结构，混料螺旋片自上而下固定安装在混料轴的纵向圆周方向，混料螺旋片的底部位于该漏斗状结构段内腔。

8、所述的旋转支撑工作台为方形板状结构，旋转支撑工作台的长度不大于顶部支撑台面的长度，旋转支撑工作台的宽度不大于顶部支撑台面的宽度，旋转座为圆形盘状结构，旋转座的半径不大于旋转座中心至混料筒中轴线之间水平直线的长度，在旋转支撑工作台的中心位置设置有中部旋转轴限位支撑孔，在该中部旋转轴限位支撑孔内安装有上部轴承，中部旋转轴的上部套装在该上部轴承内。

9、所述的中部旋转轴固定套装在旋转座的中心位置，旋转座的顶面与中部旋转轴的顶面在同一平面上，旋转座的顶部位于混料筒底面的下方，物料承接处理模具盒为上下开口的方形盒体结构，物料承接处理模具盒的顶面不高于旋转座的顶部，物料承接处理模具盒的内径与下压板以及防粘连推出片的外径均相匹配，下压板与防粘连推出片均为方形片状结构，下压板与防粘连推出片的形状和大小均相等。

10、所述的与行程开关相接触的物料承接处理模具盒的中轴线与混料筒的中轴线为同一条垂直于水平面的直线，与行程开关相接触的物料承接处理模具盒顺时针方向相邻的物料承接处理模具盒的中轴线与第二液压伸缩杆的的中轴线为同一条垂直于水平面的直线，与行程开关相接触的物料承接处理模具盒逆时针方向相邻的物料承接处理模具盒与第一液压伸缩杆的的中轴线为同一条垂直于水平面的直线。

11、所述的烘干仓为弧形仓体结构，烘干仓的内侧面与旋转座的外侧面相配合，中部旋转轴的圆心至烘干仓内侧面之间的直线长度不小于旋转座的半径，烘干仓的内侧挡板的底部与连接杆的顶面相配合，烘干仓的外侧挡板的底部固定安装在旋转支撑工作台的顶面，烘干仓的顶板上方开设有散热孔，烘干仓的两端为开口结构，烘干仓的两端开口宽度均不小于物料承接处理模具盒的宽度，烘干仓的两端开口高度均不小于物料承接处理模具盒的厚度，烘干仓整体为不小于18度的扇形环状仓体结构，加热槽为扇形环状槽型结构，加热槽的深度不大于旋转支撑工作台的厚度，加热找平盖板为扇形环片状结构，加热找平盖板内侧面至中部旋转轴圆心的长度不大于物料承接处理模具盒中心点至中部旋转轴圆心的长度，加热找平盖板外侧面至中部旋转轴圆心的长度不小于物料承接处理模具盒中心点至中部旋转轴圆心的长度。

12、一种如上所述的废金属硅泥回收提纯装置的提纯回收方法，其方法包括如下步骤：

13、s1、将废金属硅泥、添加剂以及混合搅拌水分别通过进料口、辅助添加口和供水管添加至混料筒内，保持出料控制阀关闭，开启混料电机带动混料轴以及混料螺旋片旋转，对混料筒内的混合物料实施混料搅拌，将废金属硅泥、添加剂以及混合搅拌水充分混合均匀；

14、s2、开启出料控制阀，保持混料电机持续作业，混合后的物料通过出料控制阀落料至初始状态下底部的物料承接处理模具盒内，达到预设出料量时关闭出料控制阀，开启减速机带动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿圈旋转，从动齿圈带动中部旋转轴旋转，中部旋转轴带动旋转座旋转，旋转座通过连接杆带动八个物料承接处理模具盒旋转，第一个物料承接处理模具盒装载混合物料后顺时针旋转至下压板底部，此时处于逆时针方向的第二个物料承接处理模具盒上的触碰块与行程开关接触，减速机关闭，此时开启出料控制阀对处于逆时针方向的第二个物料承接处理模具盒实施混合物料的添加，同时，开启第二液压伸缩杆带动下压板下移，将第一个装载有混合物料的物料承接处理模具盒内的物料实施挤压成型作业，当第二液压伸缩杆完成成型作业后并恢复至初始位置且处于逆时针方向的第二个物料承接处理模具盒实施混合物料的添加后，开启减速机带动旋转座旋转，顺序将位于逆时针方向的第三个物料承接处理模具盒内实施填料作业；

15、s3、在位于逆时针方向的第三个物料承接处理模具盒实施装载物料作业的同时，第一个装载挤压且成型物料的物料承接处理模具盒旋转移动至烘干仓内，并处于预热处理位置，开启加热烘干控制器，根据预设烘干温度对加热盘管实施加热作业，热量通过加热找平盖板传递至烘干仓内腔，对逐步旋转进料至烘干仓内且装载有经过成型作业后的物料承接处理模具盒内的物料实施烘干作业，再次期间，后续物料承接处理模具盒持续循环进行填料和挤压成型作业；

16、s4、当第一个装载有挤压成型后物料的物料承接处理模具盒旋转移出烘干仓后，其内部的物料烘干作业完成，此时随着旋转座的间歇性旋转作业，第一个装载有挤压成型后物料的物料承接处理模具盒最终移动至漏料孔上方，开启第一液压伸缩杆带动防粘连推出片将第一个装载有挤压成型后物料的物料承接处理模具盒内的烘干后的块状物料下推至漏料孔内，并通过熔炼送料输送带承接构输送至中频熔炉中，在中频熔炉中添加预设重量份数的除渣机，开启中频熔炉根据预设温度实施熔炼作业，完成熔炼后出料冷却成型，得高纯度金属硅块。

17、本发明具有如下的积极效果：

18、本发明利用顶部支撑台面对混料筒、液压站以及控制柜实施支撑，在顶部支撑台面下方配套设置旋转承接一体化装置进行配合使用，利用混料筒进行废金属硅泥、添加剂以及混合搅拌水的混合作业，在混料过程中对废金属硅泥与添加剂和水混合，方便对其进行成型前的混合作业，为成型作业提供充分的添加剂的均匀混合，方便后期熔炼时的提纯作业运行，旋转承接一体化装置提供了能够旋转周转使用的八个物料承接处理模具盒，利用触碰块和行程开关配合使用，能够将八个物料承接处理模具盒在初始状态下以一个起点为初始位置顺时针旋转作业，在旋转的同时配合上部的填料作业，在旋转作业运行时，能够按照顺序将装载混合物料后的物料承接处理模具盒旋转转载至对应的下压板底部进行挤压成型，并随着旋转转载作业的持续运行，在完成单个物料承接处理模具盒的填料或者挤压作业后对装载有成型块状混合料的物料承接处理模具盒进行烘干作业，将内部的含有水分的混合物料进行充分烘干，并最终通过漏料孔出料至熔炼送料输送带，最终将烘干后的块状物料输送至中频炉中熔炼。

19、本发明整体流畅度高，集合混料、成型以及烘干和出料作业为一体，提高了工作和运行效率，减少转载过程，并且八个物料承接处理模具盒中相邻的三个持续实施循环装料、挤压和出料作业，其余的进行烘干作业，利用行程开关配合控制柜，对循环装料、挤压和出料作业的时间进行控制，在满足最长运行时间需求的同时，保证旋转作业的顺利运行，保证每次旋转一个工位作业时不会出现阻挡或者时间误差。旋转作业运行时，装载成型物料的物料承接处理模具盒转动到烘干仓中实施快速的烘干作业，最终物料通过防粘连推出片出料至漏料孔并利用熔炼送料输送带承接，出料后的物料承接处理模具盒循环实施再次的物料装载作业，成型块的烘干作业时间即为每次物料装载和挤压成型和出料的时间，根据物料预设混合湿度，控制烘干时间，通过减速机的旋转时间控制完成对旋转座的旋转时间控制，保证物料达到烘干状态，并保证每个工位环节的顺利运行。