晶体硅废砂浆回收项目计划书

晶体硅废砂浆回收项目计划书(简要)项目概念：新能源、循环经济、资源再利用、环保、中国一、项目来源：在光伏产业链中，硅片切割是光伏电池生产中一个十分重要的工序，切割出的硅片质量直接影响到整个产业链后续电池的生产以及电池的性能质量。

目前，硅晶切割多采用自由磨粒的多丝切割机(简称为“线锯”或“线切割机”)，由槽轮拖带的许多根直径0.12毫米左右的切割丝在硅锭上面快速移动，并借助金刚砂的磨削作用，将直径6～12英寸多晶硅锭一次切割成厚度为0.12～0.20毫米的几百片甚至几千片等尺寸硅片。

（见图一）由于晶硅在常温下有着硬而脆的特性，硅晶片的切割过程中需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的金刚砂（碳化硅微粉）作为切削辅料，它的粒度在800～2000目之间。

为使金刚砂在切割过程中分散均匀，同时及时带走切割过程中产生的巨大摩擦热和金属硅粉，通常需要先将金刚砂按照一定比例加入到以聚乙二醇（PEG）基为主的水溶性太阳能硅片“切割液”中并充分分散，配置成均匀稳定的“切割砂浆”后再用于硅片切割。

图一、多丝切割切割断面的示意图在太阳能硅片切割过程中，切割下来的大量硅粉就混入切割砂浆中被系统带出，从而成为一种工业生产“废物”。

光伏产业硅片切割中产生的这些废物，是由液体组分和固体组分混合构成的。

它是一种成分不固定的灰黑色液体、浆状或固体物质，一般被人们称作“废切割液”、“废砂浆”、“废硅粉”。

这些工业废料以前曾经被人们废弃掉，生产厂家也为怎样将这些“废料”处理掉，并且不被环保等部门及群众发现而大伤脑筋。

但是，这些所谓的“废物”中，含有很多价值十分高的有用成分，如金刚砂、聚乙二醇等。

本“废砂浆回收利用项目”，就是为了提取“废料”里面的有用物质而发起的。

这些太阳能硅片切割中产生的“废料”，也正是本项目生产时所用的基本原料。

（见图二）废砂浆汇集废硅粉图二、太阳能硅片切割工序砂浆流向图废砂浆的构成分为液体和固体两部分：其中的液体是由大量的聚乙二醇和水，少量的切割液助剂组成，固体部分是金刚砂磨料和在切割过程中产生的硅粉及铁、铜（金属切割丝的成分）等微粒组成。

在实际生产中，硅片生产厂家一般先将废砂浆进行简单的离心或沉降分离，液体部分返回工序再使用一次，其它的难以分离的部分或将其作为垃圾废弃掉，或将其处理给专业废砂浆回收利用厂家。

作为一种十分重要的资源被当做垃圾处理掉，不仅会对环境产生严重的污染，而且浪费了大量的资源，令人惋惜。

随着国家节能降耗，保护环境等可持续发展政策的实施，从废砂浆、废切割液中回收价值较高的金刚砂及切割液中主要成分聚乙二醇项目应运而生，并且越来越受到人们的重视。

近两年中，相关单位和团体都投入了许多精力，对废砂浆回收利用做了大量的研究工作，产生出一些新技术和新工艺，取得了一定的成果。

废砂浆、废切割液回收处理产生的“回收金刚砂”、“回收切割液”等产品或再行回用于硅晶片的生产切割过程，或应用于其它工业领域，都会产生出巨大的经济价值和社会效益，对国家、对环境、对个人都是一件十分有意义的事情。

根据《固体废物污染环境防治法》（2005年4月1日）的相关规定，废砂浆属于固体废物的范畴，必须进行无害化处理，并且国家鼓励支持相关产业的发展。

“第三条 国家对固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物的产生量和危害性、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则，促进清洁生产和循环经济发展。

国家采取有利于固体废物综合利用活动的经济、技术政策和措施，对固体废物实行充分回收和合理利用。

国家鼓励、支持采取有利于保护环境的集中处置固体废物的措施，促进固体废物污染环境防治产业发展。

”二、市场分析（一）主要竞争对手目前，国内从事废砂浆（包括废切割液）回收利用的厂家，具备一定规模的主要有：无锡赛锡科技有限公司、保定赛锡科技有限公司、青岛海科林电子材料有限公司、常州盈天化学有限公司、麦拓卡夫特光伏浆料回收有限公司、扬中佳明太阳能新材料有限公司、连云港佳宇电子材料科技有限公司等。

另有一部分从事废砂浆处理的厂家，规模小，设施差，技术不过关，回收产品质量不稳定，因而，扰乱了“回收金刚砂”、“回收切割液”市场，造成回收产品的滞销。

有一部分太阳能硅片生产厂商为了降低生产成本，也在搞废砂浆回收利用。

赛维LDK是最早开始废砂浆处理的硅片生产厂商。

常州市天合光能有限公司、江苏环太集团公司、江阴市海润科技有限公司等也在进行部分废砂浆的回收处理工作。

（二）市场机遇目前中国18家最大硅片生产商总产能是20GW像超日太阳、南玻、东磁这些小厂的总生产规模估算为3GW，2011年规划建设的硅片产能是10GW，按今年有6GW达产，其中可投产3GW估算，则2011年硅片总产能为26GW。

每MW硅片生产需要用到25吨切割液，25吨碳化硅，即50吨砂浆，2011年国内砂浆的总需求量为26000×50=130万吨。

国内现有的10大回收工厂，若扩产计划2011年能全部达产，总产能84.7万吨，国内小回收工厂总处理能力在30万吨左右，则合计产能为114.7万吨。

仍有15.3万吨的市场缺口。

由于废砂浆的处理过程中，特别是对回收砂的处理中，需要用到大量的水、酸和碱，生产一吨金刚砂需要消耗30～50m3，消耗的这些水95%的将被排放掉。

生产过程中产生的这些废水，色泽灰黑污浊，酸碱度高，COD（化学需氧量）值高达1000～3000。

《水污染防治法》（2008年6月1日）中明文规定“第二十九条禁止向水体排放油类、酸液、碱液或者剧毒废液”。

2011年国家环保总局对废砂浆项目极度重视，从而收紧政策，加大监管力度。

从国内该项目的几个重灾区：河南、江苏、山东入手，大力治污。

截止2011月2月，河南省内大小废砂浆回收工厂，80%停业整顿。

全国范围内，十大回收处理工厂中，拥有与产能相匹配的污水处理设施的也仅赛锡一家。

其余正在建设中，能否在年内投入运营还是未知数。

国家经过此番整顿，10大工厂受到环保限制产能预计将降低约20%，则合计处理能力为67.76万吨。

国内小厂将面临严格监管和整顿的状态，余部分环保政策宽松的省份继续维持。

预计半数关停，则国内小厂的合计处理能力为15万吨。

根据此项推测2011年国内废砂浆处理能力合计为82.76万吨。

尚有47.24万吨的处理缺口。

三、废砂浆回收工艺技术方案（一）行业内废砂浆回收处理工艺概况：√固液分离工序固液分离时，一般有四种方式可以选用。

第一种方式是采用离心机对废砂浆进行离心分离，从而得到悬浊液和干砂。

这种方式的优点是操作简单，效率高；缺点是分离不完全，分离后的切割液颜色灰暗。

第二种方法是压滤或真空过滤。

这种方法的优点是效率较高，操作较简单；缺点是分离不完全，分离悬浊液色黑浊，使用效果不好。

第三种方式是药剂分离。

分离后的切割液色泽好，分离效率高；缺点是切割液中引入新的杂质，影响切割液使用效果。

第四种方式是微孔过滤。

这种方式优点是分离后为清液，质量好，使用效果与原切割液差别不大；它的主要缺点是设备投资较大，分离效率较低，生产成本较高。

√制液（切割液）工序第一种方式工艺流程是：首先采用常压过滤方式，将悬浊液多次处理后过滤为清液。

然后采用常压蒸馏将水分蒸发至含量不超过1%即可。

这种方式操作简单，不需要特殊设备。

但是，采用这种方式得到的回收切割液颜色发黄，变质现象严重，电导率较高。

第二种方式工艺流程是：采用微滤将废切割液处理为透明清液。

再采用离子交换树脂脱除金属离子杂质，然后采用减压蒸馏脱除水分。

此方式回收的切割液质量较高，缺点是处理效率较低，回收切割液颜色偏黄。

第三种方式的工艺流程是：第一步采用药剂沉淀方式将悬浊液分离为清液。

再经过树脂吸附脱色及离子交换树脂脱除金属离子，然后“渗透汽化膜”将水分脱除。

采用这种方式获得的回收切割液质量最高，脱水能耗低，但设备成本太高，一次性投入大。

√制砂（碳化硅）工序制砂工艺过程主要包括固液分离、碱处理（除硅）、清水洗涤、酸处理（除金属）、纯净水洗涤、脱水干燥、筛分（气流分）等。

尽管国内外废砂浆回收碳化硅的厂家数量众多，但工艺技术相差不多，基本过程相似，现在困扰废砂浆回收厂家的主要方面是洗涤用水问题。

生产过程中，碱酸洗后碳化硅中混有大量的碱酸，必须洗涤脱除，此过程中每吨碳化硅需要消耗掉大约20吨水（包括约20%左右纯净水）。

这些生产中产生的废水酸碱性很强，并且碱性废水不能和酸性废水进行简单的混合处理。

因为碱性废水中含有大量的硅酸钠成分，当它与酸性废水结合时会产生硅酸凝胶将其固化。

在减少用水量方面，有的厂家采用了废水净化处理，然后部分回用技术。

但是这增加了工艺的复杂性，提高了生产成本，并且可以回用的水量有限，没能从根本上解决问题。

也有的厂家采用压滤机将残液滤出，减少洗水用量，但也只能减少30%的用水量，工作量及劳动强度却大大增加，得不偿失。

所以，水问题是目前废砂浆回收处理的发展瓶颈。

（二）本项目工艺技术特点√本项目废砂浆回收利用采用UNDER系统，本系统工艺技术最大的特点是采用全物理分离，不添加化学物品，既保证了品质，又减少了废弃物排放处理的难题，同时增加了经济效益。

√本项目的技术来源于德国,进行了国产化改革。

技术的成熟度可以参考赛锡。

回收液的成品率可以达到45%，回收碳化硅的成品率达30%。

√设备投资小5000吨/月的处理量的投资在5千万左右。

√加工成本低，切割液加工成本400元/吨，碳化硅加工成本600元/吨。

领先于国内行业内其他工厂√UNDE系统是全自动系统，用工少,系统维护人员少。

√能源的消耗少，平均能耗约合：1吨回收液=400KG蒸汽+40度电；1吨沙=350KG蒸汽+100度电√我们的优势在于污染小，污染源少。

COD值＜500。

污水可控。

对环境的影响与现有的工艺相比低很多。

环保压力低，环境成本低。

污染物类别：酸水+可见固体，通过压滤和加碱，将PH控制在6-7。

污水池菌群生化处理，再过3um 精密过滤。

√我们的检测仪器是最齐全的，全部有业内领先的仪器供应商提供技术售后服务--梅特勒-多利德。

切割液回收过程主要利用物理作用将其中的固体微粒去除，不增加任何可溶性杂质。

这样得到的液体能够保证原有的化学成份，具有与新切割液相同的表面活性、悬浮力和携带力，可多次重复使用。

在碳化硅微粉回收时，除了利用物理作用将其中的细颗粒去除外，还利用多种化学作用将其中的硅粉、铁、胶粒去除，这就保证了得到的碳化硅微粉具有原砂浆中碳化硅微粉同样的品质，且回收过程不增加任何微粉颗粒。

而切割过程会使大的颗粒变细，因此回收到的微粉没有大颗粒，不会在以后使用过程中产生划伤硅片的现象，可以极大地降低光伏产业硅片切割环节的生产成本，具有良好的社会和经济效益。

四、一期60000吨废砂浆处理规模的成本模型（约1GW硅片产能）根据晶体硅切割的生产工艺，每生产1MW太阳能电池片需要25吨切割专用刃料和25吨切削液（刃料和切削液的比例大约1：1），1GW硅片产能需25000吨切割液和25000吨砂，合计产生约60000吨的废砂浆。