隨著各種資源的日漸匱乏，環保、可再生等似乎已經成了世界各國的發展主題，“循環經濟”也不再只是一個口號——比如說2017年時，蘋果就宣布今后iPhone/Mac都會使用可回收材料打造，以停止對地球的索取。

蘋果的“再生”海報

在信息化時代背景下，電子廢棄物的存在感達到了前所未有的強度，不僅種類繁多，而且數量龐大。從事電子廢物物回收的從業者不少，但大部分看重的都是里頭的貴金屬，包括金，銀，鉑和鈀等，它們帶來的價值肉眼可見。但也有從業者“別出心裁”，選擇了二氧化硅進行攻克，這是為什么呢？

1、電子廢棄物中的二氧化硅

電子廢棄物中可回收二氧化硅的途徑很多，而在集成電路、太陽能等行業中，最主要的來源就是一種隨著晶硅的線切割而大量產生的名為“廢砂漿”的廢棄物。

廢砂漿

在單晶硅、多晶硅的切片制程，為了保證切割硅片的質量和效率，整個過程需要使用大量的新鮮切割砂漿。切割砂漿的主要成分為碳化硅磨料和聚乙二醇切削液。在硅片切割過程過程中，伴隨著碳化硅顆粒與晶體硅的碰撞和摩擦，造成碳化硅顆粒破碎，破碎的碳化硅和硅粉混入切割砂漿中；聚乙二醇具有很強的吸水性能，不斷的吸收空氣中的水分，使切割砂漿水分含量增大，同時聚乙二醇暴露在空氣易氧化，當溫度升高使聚乙二醇受熱會發生聚合等反應，生成部分色素和膠粒狀雜質；切割金屬絲磨擦后少量金屬碎屑脫落混入廢砂漿中；由于硅長時間受熱，與空氣接觸緩慢氧化生成二氧化硅。因為硅粉比較細，易附著于研磨砂上，致使碳化硅磨料在切割前沿原料表面上出現打滑現象，切割能力降低，因此，切割產生的舊砂漿要連續地排出，同時不斷補充切割新砂漿。

硅片切割過程及回收鏈

這些排出的廢砂漿主要成分為有機物、低分子量聚合物，若不經過預處理直接排入處理污水的系統中，一方面，將會致使污水中的COD值增大，這樣會給廢水處理帶來嚴重的考驗，難以有效的對污水進行治理；另一方面，由于其中含有大量的磨料顆粒會產生大量的廢渣也加大了處理的難度。此外，更為重要的是硅切割廢砂漿直接排放將形成巨大的資源浪費，其中硅、二氧化硅及碳化硅，具有非常重要的回收價值。

因此，使用切割廢砂漿制備二氧化硅粉體，同時回收利用碳化硅，可以使成本降低，減少資源浪費，降低環境污染以及提高經濟效益，具有重要的環境與經濟意義。

2、二氧化硅的回收

砂漿經預處理，除去聚乙二醇和大顆粒碳化硅，剩余部分稱為環保廢砂漿，其主要成分為二氧化硅、硅、小顆粒碳化硅及少量金屬雜質。由于金屬雜質含量很微小，可以忽略不計。

廢砂漿在一定條件下強堿氫氧化鈉反應可生成水玻璃，其水溶液是一種粘稠狀液體，分子式為Na₂O·nSiO₂，式中n為 SiO₂與Na₂O 摩爾數的比值，叫做水玻璃的摩數，水玻璃的附著力較大，同時具有很大的強度，并且具有良好的耐酸性和耐熱性等性質。接著再以水玻璃和酸化劑為原料，適時加入表面活性劑，控制反應溫度，在沉淀溶液pH值為8時加穩定劑，所得沉淀經洗滌、干燥，煅燒后便可得到二氧化硅粉體。淀法生成的SiO₂粒徑均勻且成本低，工藝易控制，有利于工業化生產。

再生二氧化硅粉體

3、再生二氧化硅的價值

或許會有人奇怪，與貴金屬相比，二氧化硅本身的價值似乎并不那么值得。而且廢棄物再生的成本說不定比直接購入高純原料再生產還高，這樣真的會有客戶買單嗎？

但事實上，不僅有，而且還不少。近年來環保之風刮遍大江南北，很多服飾、鞋履品牌也因此調整了自己的營銷路線，比如說目前歐美的部分品牌廠就會要求所有的產品都添加30%的再生料，這就成為了再生二氧化硅一個良好的發展契機。

憑借良好的耐磨、止滑、補強、絕緣性能，這些再生二氧化硅在被均勻地添加到樹脂材料和普通橡膠中時，可全面改善樹脂基材料和橡膠填料性能，如強度 、韌性、延展性以及抗老化性、保色性等，因此在橡膠產業（包括籃球、鞋材和輪胎等）都有著相當不錯的商機。據悉，某球鞋品牌已與臺灣的一家專門從事再生二氧化硅生產的企業達成合作，僅僅是這個品牌的需求量，就已超出這家企業的生產產能。可見，再生二氧化硅的市場容量不容小覷，前景著實可觀。

不過無論是不是環保商品，商品想要暢銷，前提就是實用且美觀，否則“循環再生”在消費者眼里只會跟“昂貴且無用”劃等號，因此制備工藝一定會是再生二氧化硅材料的發展關鍵。若想了解更多關于二氧化硅材料的制備，歡迎來到“2021年全國二氧化硅材料技術創新與高端應用交流會”上與更多專家學習、交流，我們在東莞等你來噢！

資料來源：

環保廢砂漿制備白炭黑，史大靜。

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