太阳能硅片切割市场：废砂浆回收项目可行性研究报告
随着太阳能硅片切割行业的重新洗牌以及利润的持续下降，硅片切割企业不约而同地打起来控制生产过程，降低生产成本的牌。最直接的就是对三大辅料中的切割液和碳化硅微粉的回收再利用。由于通过对废砂浆的回收利用，可以使切割液和碳化硅微粉的成本降低至少50％，所以未来三到五年，废砂浆回收项目将会受到国内切片厂的大力追捧，回收液和回收砂的市场份额也将会有大幅度上升，最终回收液的市场需求量有望达到50000—70000吨，因此废砂浆回收项目具有相当的可行性。
一、项目市场分析
由于目前回收液的市场份额只占整个切割液市场份额的20％左右，而随着废砂浆回收技术的提高和切割技术对回收液和回收砂的利用水平的提高，回收液和回收砂的使用量至少可以上升到市场份额的50％。按液8000元/吨，砂10000元/吨计算，分别为液4－5.6亿人民币，砂5－7亿元人民币。
1、竞争环境分析
进入2009年以来，新液的技术壁垒已经被打破，在2009年的上半年，市场上涌现出了近10家生产新液的化工厂，使得整个新液市场竞争异常激烈，价格从年初的16000一降再降到现在的13000上下，大有跌破12000的趋势。同时，随着石油价格的上涨，成本有增无减，利润不断趋薄，货款回收周期拉长，整个行业极其惨淡。
而反观废砂浆回收市场，从事该项目的企业真正上规模的只有两家，并且生意异常火爆，业绩一直呈增长态势。由于硅片切割厂家要节省成本，而回收液一吨的价格只有8000元左右，回收砂一吨的价格也只有10000元左右。并且随着回收技术的提高，可以实现回收液、回收砂和新液、新砂以1：1的比例混合使用，大大降低了硅片的生产成本，使得硅片切割厂家从09年以来对废砂浆回收越来越愿意接受，加速了废砂浆回收市场的启动。
2、项目竞争优势分析
废砂浆回收主要分为在线回收和离线回收。
（1）在线回收是指运用在线回收机直接对废砂浆进行离心分离，将杂质剔除的同时补充一定量的新液和新砂，然后直接循环利用。优点是通过在线回收机回收出来的直接就是砂浆，不用将液和砂分离，同时免去了物流等中间环节；缺点是通过回收之后砂浆的杂质还是不可能剔除的很精细，并且加工能力有限，一台800万的砂浆在线回收机，月加工能力最多只有60吨－100吨。 （2）离线回收是指通过建设废砂浆回收处理厂来对废砂浆进行分离加工。优点是可以回收出质量比较好的回收液和回收砂，规模投资成本相对较小，投资800万人民币可以建成一个年处理5000吨－8000吨的废砂浆回收处理厂。缺点是物流等中间环节较多，但是，如果是为切片厂做配套，建在大型切片厂附近，就可以规避这些不便。
总之，离线回收项目，即通过建立回收工厂的模式在现有市场中更具有竞争力。
二、建设条件和工程进度分析
1、建设条件
由于废砂浆回收项目在投入运营的过程中，涉及到比较高的物流成本，所以该项目在建设的过程中需要考虑营销的辐射半径，最理想的建设条件是建在某一家规模比较大的切片厂附近或者某一个切片产业集群附近，为其配套，形成经营联合体。这样不仅可以节省运营成本，还可以因成本降低而降低终端产品的价格，保持比较有竞争力的区域终端价，提高该项目的整体竞争力。
2、工程进度
以年处理5000吨废砂浆的项目为例，整个项目从土建到投入运营三到五个月就可以完成。
三、技术原理与生产工艺流程
1、技术原理
目前国内比较成熟的工艺是将化工和矿业加工技术相融合，结合电子材料加工的特点，利用离心分离分散、化学清洗、絮凝、萃取等分离原理和方法，将废砂浆中的杂质清除，得到合格的碳化硅微粉和切割液。
2、生产工艺流程
整个回收过程可分解为三个子过程 （1）固液分离过程
利用硅粉比碳化硅微粉颗粒密度均小的特点，将废砂浆分解为碳化硅微粉和含硅粉的切割液两股物流。采用加分离剂的多级分离过程实现此分离。 （2）液体回收过程
采用沉降和过滤相结合的方法，将含硅粉的切割液分离。首先将硅粉与切割液分离，为节约能量，采用多效蒸发技术。 （3）碳化硅微粉回收过程
将多级分离中生产的精碳化硅加入适量的化学药剂，化学处理后进行分级水洗，得到的湿碳化硅微粉干燥筛分后即为干燥碳化硅微粉。
3、设备（隐去）
四、投资回报分析
以年处理能力5000吨废砂浆的项目为例。
1、成本
厂房、设备、以及技术转让等固定成本投资约800万，流动资金200万。
2、营业额
5000吨废砂浆年处理能力的项目可以服务于30－40台NTC442线切割机。根据目前市场上的废砂浆回收返还比例计算，如果是为某一固定的大切片厂
做配套，以30台为例，月处理量是350吨废砂浆，那么可以生产出140吨回收液和105吨回收砂。以收取回收加工费液8000元/吨，砂10000元/吨计算：
液的营业额为140吨×8000＝1120000元/月
砂的营业额为105吨×10000＝1050000元/月
即月营业额为2170000。
3、回报
由于在整个回收加工过程中，所有的固定投入就是人员工资、能源消耗、水和回收液以及回收砂在最后时候的添加剂等。以营业额的20％计算，即为434000元。得出月利润即为1736000元.年利润为20832000元。
投资回报率为208.32％，投资回报周期为4.6个月。
五、结论
总之，废砂浆回收是目前乃至今后5年内太阳能光伏行业竞争压力较低，利润相对较高，投资回报周期较短的切实可行的项目。
六、建议
1、由于目前整个辅料市场，处于新液竞争激烈，回收方兴未艾，再加之，国内的太阳能光伏市场已经逐渐由生产向消费转型，新的市场正处于形成阶段。因此，2009年－2010年是建设和启动该项目的良好黄金契机。
2、介于废砂浆回收是一个技术主导型的项目，因而，一定要充分考虑到回收技术的前瞻性和稳定性，选用成熟稳定的工艺，确保投产之后的产品质量具有强大的竞争优势。
影响太阳能硅片切割液质量的的主要成份之聚乙二醇（PEG）分析
由于在应用上对太阳能硅片表面的平整度、洁净度、导电性等性能指标有着极其严格的要求，故太阳能硅片的切割过程中，需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质。为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到以聚乙二醇（PEG）基或油类为主要原料合成的水溶性或油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。
使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。
整个切割过程对太阳能硅片切割液的质量提出了极高的要求和技术标准。由于太阳能硅片切割液是用浸润性好，排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分
散特性的聚乙二醇（PEG）基或油基为主要成份生成的化合物，因而聚乙二醇(PEG)的性能特点对硅片切割液本身以及硅片的加工过程起着无可替代的作用。
聚乙二醇（PEG）：也称聚乙二醇醚,是由环氧乙烷与水或乙二醇为原料通过逐步加成反应而生成，其原材料主要来源于石油制品。 物理性质：
1、当PEG的分子量200-700时为白色或透明的粘稠液体,1000-2000时为蜡质半硬固体,3000-20000时为坚硬的蜡状固体.聚乙二醇(PEG)为低毒无刺激性聚合物.
2、相对密度:液体1.127-1.128g/cm2。固体1.17-1.215 g/cm2；
3、溶点：固体60℃以下，液体20℃以下；
4、粘度：4.3-10.5x10-6m2/s(98.9℃)；
5、闪点为179-252℃（液体），221-228℃（固体）。
6、聚乙二醇（PEG）具有很强的吸水性，在常温条件下可从空气中吸收水分，液体可与水任意比例混溶，当温度升高后，任何级分的固体聚乙二醇均能与水任意比例互溶，当温度高至水的沸点时，聚合物会沉淀出来，析出温度取决于聚合物的分子量和浓度。
化学性质：聚乙二醇（PEG）属非离子型聚合物，在正常条件下是稳定的，在120℃或更高温度下能与空气中的氧发生氧化作用，用二氧化碳或氮等惰性气体保护，在200-240℃也不发生变化，当升至300℃左右，分子链节发生断裂而降解。 应用：
1、聚乙二醇系列产品可用于药剂；相对分子量较低的聚乙二醇可用作溶剂、助溶剂、O/W型乳化剂和稳定剂，用于制作水泥悬剂、乳剂、注射剂等；也用作水溶性软膏基质和栓剂基质。
2、用于硅片切割过程中的切割液的聚乙二醇（PEG）分子量通常为300-400，这一级别的PEG具有适宜的粘度指标，既有良好的流动性，又对碳化硅微粉具有良好的分散稳定性，带砂能力强。
油基的油性切割液与聚乙二醇基的水性切割液具有相似的理化性能，与碳化硅微粉有良好的相容性，具有与PEG300/400相近的粘度指标，带砂能力好等，与PEG300/400相比，油性切割液具有更强的排屑能力，因此使用油性切割液配制成的砂浆在切割硅棒时往往能够切出表面质量非常好的硅片。如日本的油基切割液PS-LP-500D，其密度为0.826 g/cm3 ,粘度96mmPa.s左右，闪点112℃，在-10℃时仍具有良好的流动性，还有辽宁奥克、辽宁科隆等都有油性切割液，被广泛地用于半导体、太阳能硅片、水晶等切割加工领域。
太阳能硅片切割技术七重攻略
太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。
在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。
一、切割液（PEG）的粘度
由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。由于不同的机器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。
2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。如果粘度不达标，就会导致液的流动性差，不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线，因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。
二、碳化硅微粉的粒型及粒度
太阳能硅片的切割其实是钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光洁程度和切割能力的关键。粒型规则，切出来的硅片表明就会光洁度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。
三、砂浆的粘度
线切割机对硅片切割能力的强弱，与砂浆的粘度有着不可分割的关系。而砂浆的粘度又取决于硅片切割液的粘度、硅片切割液与碳化硅微粉的适配性、硅片切割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆密度等。只有达到机器要求标准的砂浆粘度（如NTC机器要求250左右）才能在切割过程中，提高切割效率，提高成品率。
四、砂浆的流量
钢线在高速运动中，要完成对硅料的切割，必须由砂浆泵将砂浆从储料箱中打到喷砂咀，再由喷砂咀喷到钢线上。砂浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都对切割能力和切割效率起着很关键的作用。如果流量跟不上，就会出现切割能力严重下降，导致线痕片、断线、甚至是机器报警。
五、钢线的速度
由于线切割机可以根据用户的要求进行单向走线和双向走线，因而两种情况下对线速的要求也不同。单向走线时，钢线始终保持一个速度运行（MB和HCT可以根据切割情况在不同时间作出手动调整），这样相对来说比较容易控制。目前单向走线的操作越来越少，仅限于MB和HCT机器。
双向走线时，钢线速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的时间加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。在双向切割的过程中，线切割机的切割能力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高，但不能低于或超过砂浆的切割能力。如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等。
目前MB的平均线速可以达到13米/秒，NTC达10.5-11米/秒。
六、钢线的张力
钢线的张力是硅片切割工艺中相当核心的要素之一。张力控制不好是产生线痕片、崩边、甚至短线的重要原因。
1、钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，带砂能力下降，切割能力降低。从而出现线痕片等。
2、钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅微粉就会难以进入锯缝，切割效率降低，出现线痕片等，并且断线的几率很大。
3、如果当切到胶条的时候，有时候会因为张力使用时间过长引起偏离零点的变化，出现崩边等情况。
MB、NTC等线切割机一般的张力控制在送线和收线相差不到1，只有安永的相差7.5。
七、工件的进给速度
工件的进给速度与钢线速度、砂浆的切割能力以及工件形状在进给的不同位置等有关。工件进给速度在整个切割过程中，是由以上的相关因素决定的，也是最没有定量的一个要素。但控制不好，也可能会出现线痕片等不良效果，影响切割质量和成品率。
总之，太阳能硅片线切割机的操作，是一个经验大于技术流程与标准的精细活。只有在实际操作中，不断总结与探讨，才能对机器的驾驭游刃有余。
