一种转化利用光伏硅废料的方法及应用

本发明属于光伏硅废料转化，具体涉及一种转化利用光伏硅废料的方法及应用。

背景技术：

1、光伏硅产业在近年来发展迅速，全球太阳能光伏产业投入不断增加。光伏硅产业的快速发展带来了显著的环境和经济效益，但同时也伴随着晶硅废料处理的挑战。在晶硅片的生产过程中，常采用线切割的方法对硅锭进行切割加工。然而，这一过程会产生大量光伏硅废料，目前处理这些废料面临着巨大问题。

2、针对处理产生的光伏硅废料，组分为单晶硅或多晶硅，目前常用的方法包括废硅再生利用和物理化学处理。废硅再生利用方面，一些企业将硅废料回收再生产为多晶硅锭。另一方面，物理化学处理方法主要包括废硅的破碎、粉碎处理，以及采用化学溶解、氧化等方式回收废硅。然而，当前存在的问题主要包括处理成本较高、再生利用技术有待进一步完善以及废硅处理对环境可能造成的影响。废硅的再生利用虽然有利于资源循环利用，但生产过程中的能源消耗和设备投入较大，增加了生产成本。另外，目前废硅再生利用技术仍需进一步提高回收率和产品质量，以及面临如何实现更有效的资源再利用的问题。此外，废硅的物理化学处理可能会产生废水和废气，对环境造成潜在污染风险。因此，开发更高效、环保、经济且高附加值转化利用的废晶硅处理技术是当前光伏产业面临的重要挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种转化利用光伏硅废料的方法及应用，用以解决光伏硅废料难以实现高附加值转化利用的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种转化利用光伏硅废料的方法，包括以下步骤：

4、将光伏硅废料、固体沥青和石墨混合均匀，得到混合物料；

5、在惰性气氛中，对混合物料施加压力，同时对混合物料进行加热，加热结束后，得到产物；

6、将产物进行煅烧处理，煅烧处理结束后，得到目标产物。

7、进一步地，所述光伏硅废料、固体沥青和石墨混合均匀之前，光伏硅废料在500-800w的研磨功率下进行研磨3-5min。

8、进一步地，所述光伏硅废料、固体沥青和石墨的质量比为1:(20-30):(10-15)。

9、进一步地，所述固体沥青的颗粒尺寸为30-70μm；所述石墨的颗粒尺寸为10-30μm。

10、进一步地，所述惰性气氛为氩气或氩氢混合气；所述惰性气氛的气流速度为0.3-0.6l/min。

11、进一步地，所述施加压力的压力大小为10-15mp。

12、进一步地，所述加热的温度为170-210℃，时间为4-10min。

13、进一步地，所述煅烧是在氩气气氛中进行。

14、进一步地，所述煅烧处理的温度为700-900℃，时间为2-4h。

15、本发明还公开了上述方法的应用，将光伏硅废料转化利用后得到的目标产物在锂离子电池硅碳负极材料中的应用。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明公开了一种转化利用光伏硅废料的方法，将光伏硅废料与固体沥青和石墨相互作用，经过施加压力、加热和煅烧处理后，实现光伏硅废料的高附加值转化应用，整个转化应用过程工艺简单、成本低、环保、无废水、废液、废气产生，且本发明采用的转化工艺目前尚未有相关报道，本发明为光伏硅废料高附加值转化利用提供了理论依据和实验参考。

18、本发明还公开了上述转化利用光伏硅废料的方法的应用，将光伏硅废料转化为高附加值锂离子电池硅碳负极材料，经过相关实验结果表明，在1c放电条件下，首次放电比容量可达1277mah/g，首次库伦效率接近70％，循环600次之后，容量保持率为84％，产品的电化学性能高，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述光伏硅废料、固体沥青和石墨混合均匀之前，光伏硅废料在500-800w的研磨功率下进行研磨3-5min。

3.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述光伏硅废料、固体沥青和石墨的质量比为1:(20-30):(10-15)。

4.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述固体沥青的颗粒尺寸为30-70μm；所述石墨的颗粒尺寸为10-30μm。

5.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气或氩氢混合气；所述惰性气氛的气流速度为0.3-0.6l/min。

6.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述施加压力的压力大小为10-15mp。

7.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述加热的温度为170-210℃，时间为4-10min。

8.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述煅烧是在氩气气氛中进行。

9.根据权利要求1所述的一种转化利用光伏硅废料的方法，其特征在于，所述煅烧处理的温度为700-900℃，时间为2-4h。

10.权利要求1～9中任意一项所述的一种转化利用光伏硅废料的方法得到的目标产物在锂离子电池硅碳负极材料中的应用。

技术总结本发明公开了一种转化利用光伏硅废料的方法及应用，属于光伏硅废料转化技术领域。本发明公开的转化利用光伏硅废料的方法，将光伏硅废料与固体沥青和石墨相互作用，经过施加压力、加热和煅烧处理后，实现光伏硅废料的高附加值转化应用，整个转化应用过程工艺简单、成本低、环保、无废水、废液、废气产生，将光伏硅废料转化为高附加值锂离子电池硅碳负极材料，产品的电化学性能高，具有广阔的应用前景。技术研发人员：张利锋,王凯,张国鑫,郭守武受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16