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摘要:本发明涉及一种脱除废旧石英坩埚析晶层的方法,属于光伏资源综合回收技术领域。本发明利用高压喷枪水射流产生的冲刷能力和击打频率将废旧石英坩埚内外两侧壁存在的析晶二氧化硅层破坏、冲刷而分离脱除,并结合圆筒筛分喷洗装置实现废旧石英坩埚物料的倾翻从而保证内外两侧壁存在的析晶二氧化硅层充分分离与杂质喷洗脱除。本发明方法具有生产处理效率高、分离效果好、可同步去除杂质、原料适应性强、设备投入低、处理过程清洁无污染、能耗投入低、适于实现机械化规模化工业生产等特点,克服了其它机械加工处理、选矿处理及化学处理等方法存在的析晶层分离脱除不彻底、处理效率低、能耗投入大、污水处理困难等不足的问题。
主权项:1.一种脱除废旧石英坩埚析晶层的方法,其特征在于,采用圆筒筛分喷洗装置,所述圆筒筛分喷洗装置倾斜设置,圆筒筛分喷洗装置的入口端高于圆筒筛分喷洗装置的出口端,圆筒筛分喷洗装置包括圆筒壳体6,圆筒壳体6内沿径向依次设置有第一层圆柱形筛网和第二层圆柱形筛网1,第一层圆柱形筛网5与圆筒壳体6的中心轴线距离小于第二层圆柱形筛网1与圆筒壳体6的中心轴线距离,第一层圆柱形筛网5的孔径大于第二层圆柱形筛网1的孔径;圆筒壳体6外接转动装置,圆筒壳体6的中心轴线上设置有末端密封的输水总管道,输水总管道的开口端为进水端,输水总管道的进水端延伸至圆筒筛分喷洗装置入口端的圆筒壳体6端面外侧,输水总管道的进水端外接高压水源,输水总管道上沿圆筒壳体6的中心轴线等距设置有若干个竖直向下的输水分管4,输水分管4的端头等距设置有若干个竖直向下的高压喷枪2;具体步骤如下:S1.将废旧石英坩埚破碎至粒度d为3cm≤d≤30cm,根据粒度进行分级得到不同粒度级别的废旧石英块体;S2.根据待处理废旧石英块体粒度级别,选用对应的第一层圆柱形筛网的孔径,将第二层圆柱形筛网和第一层圆柱形筛网分别固定安装于圆筒壳体内;S3.将对应粒度级别的待处理废旧石英块体通过圆筒筛分喷洗装置的入口端加入到圆筒筛分喷洗装置的第一层圆柱形筛网上;S4.确定高压水喷洗的工艺参数;其中,高压水喷洗压力确定方法如下:S41.根据待处理废旧石英块体参数,利用方程式1计算出方石英附着在废旧石英坩埚上的黏附力Fw; 式中Z为范德华力发生距离,A121为SiO2方石英微粒1与SiO2玻璃层基底1在空气介质2中的Hamaker常数;其中,利用方程式2计算A121; 式中A11为二氧化硅颗粒的Hamaker常数;A22为空气的Hamaker常数;S42.根据计算得出的方石英附着在废旧石英坩埚上的黏附力Fw,确定高压水喷洗压力,高压水喷洗压力的确定原则应大于方石英附着在石英坩埚上的黏附力Fw以保证方石英脱除,即高压水喷洗压力满足方程式3;F水≥Fw3S43.根据高压水喷洗压力F水确定高压水喷洗的参数,确定方法根据方程式4,即高压水枪的理论水压应与其流量Q、流速V与射流冲击角同时满足高压水喷洗压力与水的密度的比值关系; 式中:ρ为水的密度,kgm3;Q为射流流量,Lmin;为射流冲击角,V为流体的速度,ms;S5.通过高压喷枪对待处理废旧石英块体进行高压水喷洗分离脱除废旧石英块体表面的析晶二氧化硅层及析晶二氧化硅层内的杂质,同时,通过转动装置控制圆筒筛分喷洗装置的转动速率使待处理废旧石英块体翻转;S6.析晶二氧化硅层及析晶二氧化硅层内的杂质在高压水喷洗过程中脱离石英中间玻璃层并被高压水破碎,破碎后的析晶二氧化硅层及析晶二氧化硅层内的杂质随水流从第一层圆柱形筛网筛出并沉积在第二层圆柱形筛网上,微细颗粒析晶二氧化硅和杂质随水流排除,实现废旧石英坩埚表面的析晶二氧化硅层分离脱除。
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