專利名稱：回收廢液中的硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢液處理領(lǐng)域，特別涉及一種能夠于廢液中回收硅的方法。
背景技術(shù)：
在一般エ業(yè)エ藝的過(guò)程中，常常會(huì)產(chǎn)生含有固含物的廢液，例如光電業(yè)半導(dǎo)體エ藝中切削硅晶塊的程序，會(huì)使用線型刀片并搭配混有鉆石或碳化硅(俗稱金剛砂)磨粒的切削液，在刀片高速旋轉(zhuǎn)下將硅晶塊切割成硅芯片，而在切割硅晶塊的過(guò)程中所產(chǎn)生的破片和碎屑，就會(huì)混雜在切削液中并逐漸累積(在一硅晶塊切削廢液中，約有40%的硅因?yàn)榫€型刀片的寬度而損耗)，導(dǎo)致切削液固含物含量太高無(wú)法繼續(xù)利用而成為廢液，最終只能丟棄，不·僅不環(huán)保且不符合經(jīng)濟(jì)效益。雖然有業(yè)者將前述廢液?jiǎn)渭兺ㄟ^(guò)濾布，嘗試去除廢液中的固含物，但現(xiàn)有濾布過(guò)濾方式無(wú)法將固含物中較具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的硅由廢液中分離出來(lái)，且因固含物會(huì)阻塞濾布，導(dǎo)致過(guò)濾效果不顯著，過(guò)濾后的廢液仍舊無(wú)法達(dá)到重復(fù)使用的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供ー種回收廢液中的硅的方法，能有效將廢液中的硅回收利用。為達(dá)上述目的，本發(fā)明所提供的回收廢液中的硅的方法，主要包括有下列步驟(a)以過(guò)濾方式分離ー廢液中的固含物及液體，該固含物包含硅及碳化硅；(b)將該固含物與水混合為ー混合液體；(c)以離心方式由該混合液體中分離出硅及水 '及(d)進(jìn)行ー干燥步驟，以移除水并取得硅。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例回收廢液中的硅的方法流程圖；圖2為本發(fā)明該較佳實(shí)施例的過(guò)濾方式所使用的裝置的示意圖；以及圖3為本發(fā)明該較佳實(shí)施例的過(guò)濾方式的示意圖。其中，附圖標(biāo)記10 裝置20助濾材容置桶21助濾材23 液體30助濾材注入管路31廢液管路33回收液管路35回流管路
40板框式壓濾機(jī)41 濾布43助濾層45過(guò)濾結(jié)構(gòu)50廢液容置桶51固含物 53 廢液60回收液儲(chǔ)存桶61回收液Sll S15本發(fā)明的方法的步驟
具體實(shí)施例方式為了更了解本發(fā)明的特征，以下列舉較佳實(shí)施例并配合

于后。圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例回收廢液中的硅的方法流程圖。首先參考步驟S11，以過(guò)濾方式分離ー廢液中的固含物及液體，其中該固含物包含硅及碳化硅。在本發(fā)明的該較佳實(shí)施例的回收廢液中的硅的方法中，可使用如圖2所示的裝置10過(guò)濾廢液53，該裝置10主要包括有一助濾材容置桶20，其內(nèi)盛裝包含有助濾材21的液體23如硅晶塊切削液，該助濾材容置桶20經(jīng)由一助濾材注入管路30連接于ー設(shè)置有濾布41的板框式壓濾機(jī)40的入口，此外，一廢液容置桶50經(jīng)由ー廢液管路31而連接于該設(shè)置有濾布41的板框式壓濾機(jī)40的入ロ，該廢液容置桶50內(nèi)盛裝包含有固含物51的廢液53，該板框式壓濾機(jī)40的出口則分別與一回收液管路33以及一回流管路35相連接，該回收液管路33連通于一回收液儲(chǔ)存桶60，而該回流管路35連通于該助濾材容置桶20。在以下實(shí)施例中，是以光電業(yè)半導(dǎo)體エ藝所使用的硅晶塊切削液舉例說(shuō)明，然而實(shí)際上并不局限于此。配合參考圖2及圖3，本發(fā)明該較佳實(shí)施例的回收廢液中的硅的方法中，廢液53的過(guò)濾主要是先將含有助濾材21的液體23通過(guò)ー濾布41，使助濾材21堆棧覆蓋于該濾布41表面并形成一助濾層43，該濾布41及覆蓋于該濾布41的該助濾層43構(gòu)成ー過(guò)濾結(jié)構(gòu)45，之后再將欲過(guò)濾的廢液53通過(guò)堆棧覆蓋有該助濾層43的濾布41，通過(guò)該助濾層43阻擋廢液53中的固含物51，以獲得相對(duì)澄清的回收液61，也即，通過(guò)該過(guò)濾結(jié)構(gòu)45以分離該廢液53中的固含物51及液體。本發(fā)明的過(guò)濾方式中所使用的助濾材21可為硅藻土、活性碳、蛇紋石粉、離子交換樹(shù)脂、石英砂、錳砂或其混合物。若欲過(guò)濾的廢液53為硅晶塊切削液吋，則該助濾材21宜為活性碳。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2及圖3，開(kāi)始過(guò)濾前，先使添加有助濾材21的干凈切削液23經(jīng)由該助濾材注入管路30注入設(shè)置有該濾布41的板框式壓濾機(jī)40，使切削液23通過(guò)濾布41并經(jīng)由該回流管路35而流回該助濾材容置桶20，經(jīng)多次循環(huán)后，該切削液23中的助濾材21會(huì)逐漸堆棧覆蓋于該濾布41表面，形成該助濾層43 (厚度較佳不小于0. 8mm)。當(dāng)由回流管路35回流的液體逐漸變?yōu)槌吻逡后w后，即可停止前述循環(huán)，并開(kāi)始進(jìn)行廢液的過(guò)濾步驟。過(guò)濾時(shí)，使含有固含物51的廢液53，經(jīng)由該廢液管路31注入板框式壓濾機(jī)40中并通過(guò)堆棧覆蓋有助濾層43的濾布41，通過(guò)助濾層43阻擋固含物51，以有效地過(guò)濾廢液53中的固含物51。特別說(shuō)明的是，本實(shí)施例中作為助濾材21的活性碳粉末本身即具有多數(shù)孔隙，因此，不僅各活性碳粉末之間的縫隙可攔截廢液53中粒徑較大的固含物51，各活性碳粉末本身的孔隙也可攔截粒徑較小的固含物51，最后，獲得的回收液61會(huì)經(jīng)由該回收液管路33而流至該回收液儲(chǔ)存桶60?？衫斫獾氖牵景l(fā)明的方法的過(guò)濾方式不限于使用如圖2所示的裝置10進(jìn)行廢液53的過(guò)濾，任何可進(jìn)行固/液分離的過(guò)濾裝置皆可適用。參考步驟S12，將該固含物51與水混合為ー混合液體。較佳地，在步驟S12中水與該固含物51的混合體積比例至少為1. 5 I。更佳地，水與該固含物51的混合體積比例是為2 :1。該固含物51與水混合后，該固含物51在該混合液體中均勻分散，以利進(jìn)行后續(xù)固含物51的成份分離作業(yè)。另外說(shuō)明的是，若過(guò)濾廢液53的助濾材21為活性碳時(shí)，過(guò)濾后的固含物51會(huì)摻雜有活性碳顆粒?；钚蕴碱w粒的粒徑約為50 200 u m，硅的粒徑約為0. 6 0. 8 ii m，碳化硅的粒徑約為15 u m,因此在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟S12之前還包括ー篩分活性碳與硅及碳化硅的步驟，例如將該固含物51加水混合后，可利用具有300 350網(wǎng)目(mesh)的網(wǎng)篩進(jìn)行篩分，其中粒徑較小的硅及碳化硅可通過(guò)該網(wǎng)篩，而粒徑較大的活性碳無(wú)法通過(guò)該網(wǎng)篩。參考步驟S13，以離心方式由該混合液體中分離出硅及水。在本發(fā)明的ー實(shí)施例中，步驟S13中例如可于ー臥式離心機(jī)中進(jìn)行該離心分離步驟。其中，硅的比重大約為2. 33，碳化硅的比重大約為3. 23，進(jìn)行離心分離步驟吋，比重較大且粒徑較大的碳化硅會(huì)被甩至外層而被分離出來(lái)，比重與粒徑較小的硅與水則留在內(nèi)層，因此可利用離心方式由該混合液體中分別分離出硅及水。

參考步驟S14，進(jìn)行ー干燥步驟，以移除水并取得硅。另外說(shuō)明的是，在一例如光電業(yè)半導(dǎo)體エ藝中切削硅晶塊的程序所使用的切削液中，通常另包含有油份或/及水溶性有機(jī)液體，該油份例如是礦物油，該水溶性有機(jī)液體例如是聚こニ醇(PEG)、丙ニ醇(PG)或ニこニ醇(DEG)。因此，廢液經(jīng)離心分離硅及水后，其中通常另含有少量的油份或/及水溶性有機(jī)液體。一般硅晶塊切削液中的水溶性有機(jī)液體的沸點(diǎn)大體上是小于235°C，例如PEG的沸點(diǎn)大于100°C，PG的沸點(diǎn)大約為188°C，DEG的沸點(diǎn)大約為244°C。因此，在步驟S14中的干燥溫度較佳是不低于245°C，干燥溫度更佳地是約為250°C。利用液體達(dá)到沸點(diǎn)將蒸發(fā)的特性，在步驟S14中是使用高于水溶性有機(jī)液體及油份沸點(diǎn)的干燥溫度，藉此移除有機(jī)液體及油份，以取得純化的硅。舉例說(shuō)明，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將含有硅、水、少量的油份或/及水溶性有機(jī)液體的混合液置入一轉(zhuǎn)盤式噴霧干燥機(jī)中，并以250°C的干燥溫度進(jìn)行該干燥步驟。該轉(zhuǎn)盤式噴霧干燥機(jī)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)使該混合液細(xì)化形成微粒，由于干燥溫度大于水、油份或/及水溶性有機(jī)液體的沸點(diǎn)，因此水、油份或/及水溶性有機(jī)液體可迅速地被汽化移除而保留硅粉，接著再經(jīng)由ー收集裝置收集純化后的硅。利用本發(fā)明的方法所回收的硅的純度可高達(dá)87%以上。較佳地，在步驟S14的后另包括一真空保存干燥純化后的硅的步驟S15，以防止干燥純化后的硅受潮或氧化，其中較佳是于40分鐘的內(nèi)完成該真空保存步驟。本發(fā)明回收廢液中的硅的方法簡(jiǎn)單、成本低廉，且回收的硅具有極高的純度，而回收的硅可再次成為硅晶棒生長(zhǎng)的原料，其具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此本發(fā)明除了可避免廢液所造成的環(huán)境污染，且具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán) 利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種回收廢液中的硅的方法，其特征在于，包含有以下步驟 (a)以過(guò)濾方式分離一廢液中的固含物及液體，該固含物包含硅及碳化硅； (b)將該固含物與水混合為一混合液體； (C)以離心方式由該混合液體中分離出硅及水；及 (d)進(jìn)行一干燥步驟，以移除水并取得硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(a)中是利用一過(guò)濾結(jié)構(gòu)過(guò)濾分離該廢液中的固含物及液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，該過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括一濾布及一助濾層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，該助濾層的材質(zhì)為硅藻土、活性碳、蛇紋石粉、離子交換樹(shù)脂、石英砂、錳砂或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(b)中水與該固含物的體積比例至少為1. 5 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，水與該固含物的體積比例為2 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(c)中是以一臥式離心機(jī)由該混合液體中分離出硅及水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(d)中該干燥步驟中的干燥溫度不低于245 °C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(d)中是于一轉(zhuǎn)盤式噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行該干燥步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收廢液中的硅的方法，其特征在于，在步驟(d)之后另包括一真空保存干燥后的硅的步驟。
全文摘要
一種回收廢液中的硅的方法，包括有下列步驟(a)以過(guò)濾方式分離一廢液中的固含物及液體，該固含物包含硅及碳化硅；(b)將該固含物與水混合為一混合液體；(c)以離心方式由該混合液體中分離出硅及水；及(d)進(jìn)行一干燥步驟，以移除水并取得硅。藉此，可有效將廢液中的硅回收利用，極富經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01B33/037GK103030147SQ201110305690
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者羅逸政 申請(qǐng)人:匯隆科技有限公司