主要研究了超聲場環(huán)境下晶體硅切割廢料的凈化除鐵工藝。首先,采用XRF、XRD、SEM、ICP及粒度分析等手段研究了切割廢料的物理化學性質(zhì)。然后,研究了不同浸出劑及配比、酸浸溫度、機械攪拌速率以及超聲波功率和頻率對切割廢料中雜質(zhì)鐵的浸出效果。結(jié)果表明,較優(yōu)超聲酸浸工藝條件為:浸出劑為鹽酸與硫酸的混合酸(HCl∶H2SO4為3∶2)、酸浸溫度60℃、浸出時間50min、攪拌速率200r/min、超聲波功率270 W、超聲波頻率45kHz。在此條件下,鐵的浸出率可達97.10%。最后,將最優(yōu)條件下酸浸后的切割廢料用于制備碳化硅,XRD分析結(jié)果表明,所得產(chǎn)物的物相只有SiC和少量了SiO2,且SiC的純度可達96.80%。

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【部分圖文】：

圖1 切割廢料的XRD圖譜

切割廢料X射線熒光光譜定量分析結(jié)果見表1。XRD分析結(jié)果如圖1所示。SEM分析結(jié)果和粒度分析結(jié)果如圖2所示。圖2切割廢料的SEM圖（a）和粒度分布圖（b)

圖2 切割廢料的SEM圖（a）和粒度分布圖（b)

圖1切割廢料的XRD圖譜由表1可知，晶體硅砂漿切割廢料的主要成分為Si元素，含有少量的金屬元素Fe、Cu、Al、Ca、K等，非金屬元素有C、N等。對鐵元素進行ICP-AES分析檢測，得到其準確的含量為3.80%。這些鐵元素主要來源于切割絲（鋼絲），在切割硅錠的過程中由于磨削作用....

圖3 浸出劑對鐵去除率的影響

固定實驗條件：鹽酸和硫酸的混合酸為浸出劑、溫度30℃、攪拌速率200r/min、超聲頻率45kHz、超聲功率300kW，考察酸配比（鹽酸與硫酸體積比）分別為3∶1、3∶2、3∶3時，混合酸配比對雜質(zhì)鐵去除率的影響，結(jié)果如圖4所示。圖4酸配比對鐵去除率的影響

圖4 酸配比對鐵去除率的影響

圖3浸出劑對鐵去除率的影響從圖4可以看出，隨著浸出時間的延長，切割廢料中鐵的去除率迅速增高，這是因為，在超聲條件下，團聚的大顆粒不斷被打開，切割廢料顆粒之間的鐵雜質(zhì)不斷暴露出來并與酸中的H+發(fā)生反應。由于在25min之前，顆粒間的雜質(zhì)與大部分鐵已經(jīng)基本被溶解，主要是顆粒中的雜質(zhì)....

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