Purificación de grafito residual de crisoles utilizados en la cristalización fotovoltaica mediante un método ácido-alcalino
Autores: Zhang, Yonghang; Chen, Zhengjie; Xie, Keqiang; Chen, Xiaowei; Hu, Yiyou; Ma, Wenhui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Industria fotovoltaica
Grafito residual
Elementos de impureza
Contenido de SiC
Método ácido-alcalino
Migración de impurezas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La industria fotovoltaica genera grandes cantidades de grafito residual (WG) que contiene metales útiles que pueden ser reciclados en productos de alto valor. Este estudio elucidó los elementos de impureza y sus estados de existencia en WG, analizó y verificó la fuente de la principal fase de impureza SiC, y determinó que el contenido de SiC es del 4.66%. WG fue purificado utilizando un método ácido-alcalino, cuyos parámetros de proceso óptimos fueron una relación de álcalis sólidos de 3, una temperatura de calcinación de 600 grados C, un tiempo de calcinación de 120 min, una concentración de HCl de 1 M y un tiempo de lixiviación ácida de 40 min. En estas condiciones, se obtuvo un producto de grafito con un contenido de carbono fijo del 98.45%. Se determinó que las impurezas migraban a través de tres vías: (1) La mayoría de los elementos principales (Al, K y Si) en silicatos fueron eliminados por tostado alcalino, mientras que los elementos restantes se disolvieron en ácido. (2) Las impurezas que contenían elementos metálicos como Fe, Mg, Ca y Zn se descompusieron en NaOH para formar hidróxidos u óxidos que se disolvieron en HCl. (3) Las impurezas de carburo de silicio fueron eliminadas por el método ácido-alcalino sin descomposición y a menudo existían con grafito en la escoria de lixiviación ácida.
Descripción
La industria fotovoltaica genera grandes cantidades de grafito residual (WG) que contiene metales útiles que pueden ser reciclados en productos de alto valor. Este estudio elucidó los elementos de impureza y sus estados de existencia en WG, analizó y verificó la fuente de la principal fase de impureza SiC, y determinó que el contenido de SiC es del 4.66%. WG fue purificado utilizando un método ácido-alcalino, cuyos parámetros de proceso óptimos fueron una relación de álcalis sólidos de 3, una temperatura de calcinación de 600 grados C, un tiempo de calcinación de 120 min, una concentración de HCl de 1 M y un tiempo de lixiviación ácida de 40 min. En estas condiciones, se obtuvo un producto de grafito con un contenido de carbono fijo del 98.45%. Se determinó que las impurezas migraban a través de tres vías: (1) La mayoría de los elementos principales (Al, K y Si) en silicatos fueron eliminados por tostado alcalino, mientras que los elementos restantes se disolvieron en ácido. (2) Las impurezas que contenían elementos metálicos como Fe, Mg, Ca y Zn se descompusieron en NaOH para formar hidróxidos u óxidos que se disolvieron en HCl. (3) Las impurezas de carburo de silicio fueron eliminadas por el método ácido-alcalino sin descomposición y a menudo existían con grafito en la escoria de lixiviación ácida.