CN103170913A - 用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的系统。一种系统包括抛光器和再循环组件，其中抛光器具有入口和排水出口以及泥浆存储罐，泥浆存储罐将包括预选材料的泥浆供给到抛光器的入口，再循环组件包括错流过滤器、密度计、阀门和控制器，其中错流过滤器包括从抛光器的排水出口接收含有预选材料的废料泥浆的入口，其中错流过滤器经配置从而浓缩出口泥浆中的预选材料，密度计经配置从而测量过滤器出口泥浆中的预选材料的浓度，阀门被联接到过滤器出口，并且经配置从而供给泥浆存储罐，并且控制器被联接到密度计和阀门，其中控制器经配置从而当预选材料的浓度达到第一浓度阈值时打开阀门。

Description

用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的系统

技术领域

本发明涉及抛光工艺，并且更具体地涉及用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的系统。

背景技术

抛光工艺用于许多不同的应用，从而清洁或完成特定的工件。这一处理包括用于将信息存储在存储装置中的盘形基底的抛光。这些盘形基底能够由磁性介质材料制成，这种材料经配置从而当磁换能器写入该介质时存储信息。

在许多抛光系统中，贵重的泥浆材料容易在排水中损失。在其他抛光系统中，使用泥浆再循环。然而，包含泥浆再循环的常规的抛光系统不起作用或者成本过高。此外，常规的抛光系统不能设计用于再循环特定的材料。因此，需要一种用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的改进系统。

发明内容

本发明的方面涉及用于在抛光工艺期间再循环泥浆材料的系统。在一个实施例中，本发明涉及用于再循环来自抛光组件的预选的泥浆材料的系统，该系统包括抛光组件和再循环组件，其中抛光组件包括具有入口和排水出口的抛光器和泥浆再循环罐，泥浆再循环罐经配置从而将包括预选的材料的泥浆供给到抛光器的入口，再循环组件包括错流过滤器、密度计、阀门和控制器，其中错流过滤器包括经配置从而从抛光器的排水出口接收含有预选材料的废料泥浆的入口，其中错流过滤器经配置从而将在错流过滤器出口处提供的泥浆中的预选的材料浓缩，密度计经配置从而测量错流过滤器的出口泥浆中预选的材料的浓度，阀门被联接到错流过滤器的出口并且经配置从而供给泥浆存储罐，并且控制器被联接到密度计和阀门，其中控制器经配置从而当预选的材料的浓度达到第一预选的浓度阈值时打开阀门。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于再循环来自抛光组件的冲洗水产物的二氧化铈的系统的示意图，该系统包括冷凝器，其具有错流过滤器和第一密度计，用于确保在回到抛光组件之前在再循环泥浆中积累预选浓度的二氧化铈。

图2是根据本发明的一个实施例的图1的冷凝器的详细示意图，其包括错流过滤器和第一密度计，其中错流过滤器用于浓缩冷凝器出口泥浆中的二氧化铈，并且第一密度计用于一旦已经达到预选的二氧化铈浓度阈值则释放该浓缩的出口泥浆。

具体实施方式

现在参考附图，其示出用于再循环来自抛光组件的预选的泥浆材料的系统的实施例。再循环系统包括错流过滤器，其经配置从而从抛光组件接收包括预选材料的废料泥浆。错流过滤器进一步经配置从而浓缩来自废料泥浆的预选材料。该再循环系统进一步包括第一密度计和控制器，其中第一密度计经配置从而测量预选材料的浓度，并且控制器确保在其回到抛光组件之前浓度达到预选阈值。该控制器被联接到一个或更多阀门，并且可能被联接到一个或更多泵，用于控制再循环系统中的泥浆的流动。在一个实施例中，预选阈值大约是百分之十。在其他实施例中，该预选阈值能够大于或者小于百分之十。

在几个实施例中，再循环系统包括第二密度计，其被联接到控制器和抛光组件的再循环罐。在这种情况下，第二密度计经配置从而监视抛光组件中预选材料的浓度。当预选材料的浓度降低到第二预选阈值以下时，控制器能够允许来自再循环系统的具有浓缩的预选材料的泥浆填充再循环罐。以此方式，再循环系统能够有效地收集和再循环来自抛光组件的预选材料。在几个实施例中，该预选材料包括二氧化铈或者另一种稀土氧化物类型材料。在一个这种实施例中，再循环系统能够在来自抛光组件的废料泥浆中聚集高达百分之百的二氧化铈。

图1是根据本发明的一个实施例的用于再循环来自抛光组件（104、106、108）的冲洗水产物102的二氧化铈的系统100的示意图，该系统100包括具有错流过滤器112和第一密度计114的冷凝器110，其用于确保在回到抛光组件（104、106、108）之前预选浓度的二氧化铈在再循环泥浆中积累。对于抛光组件（104、106、108）的操作，抛光器104从再循环罐108接收抛光泥浆，并且经由泵P1或者106再循环一部分抛光泥浆到再循环罐108，其中二氧化铈浓度大约百分之四。抛光器104也将抛光泥浆的废料部分102（例如，冲洗水产物）输出到缓冲管/分离器阀（separator valve）116。

对于系统100的再循环组件部分的操作（例如，系统100中不是抛光组件（104、106、108）的部分的那些部件），缓冲管116能够及时工作从而除去二氧化铈浓度特别低的一些废料泥浆102，而剩余物118（例如，缓冲管泥浆）被提供到冷凝器110。在一个实施例中，通过缓冲管116除去预选的二氧化铈浓度大约为0.5%或者更少的泥浆。

该冷凝器110经配置从而使用错流过滤器112和第一密度计114将二氧化铈浓缩到冷凝器泥浆122中的大约百分之十的预选浓度阈值，并且将浓缩的冷凝器泥浆存储在冷凝器存储罐120中。然后冷凝器泥浆122由泵124或者P2抽出，并且被存储在主泥浆存储罐126中。然后将具有大约百分之十的浓缩的二氧化铈的冷凝器泥浆通过泵128或P3被抽到抛光组件的再循环罐108。

第二密度计130监视再循环罐108中二氧化铈的浓度，并且与控制器132一起控制阀门V1.1和阀门V1.2，从而确保当二氧化铈低于大约百分之五的第二预选浓度阈值时，来自存储罐126的浓缩的冷凝器泥浆被抽出到再循环罐108中。更具体地，当再循环罐108中二氧化铈浓度小于大约百分之五时，控制器132关闭V1.1，并且打开V1.2，从而允许浓缩的泥浆进入再循环罐108。控制器132也被联接到第一密度计114，并且能够控制冷凝器110的操作，如下面更详细地讨论。在几个实施例中，控制器132也被联接到一些或全部泵，从而便于二氧化铈再循环。

在图1中所示的再循环系统中，使用特定的预选浓度阈值。在其他实施例中，能够使用其他预选的浓度阈值。在图1中所示的再循环系统中，二氧化铈是被再循环的材料。在其他实施例中，能够使用再循环系统再循环其他预选的稀土氧化物。在图1中所示的再循环系统中，预选数目的泵和阀门被用于控制贯穿系统的泥浆的流动。在其他实施例中，能够使用较少的泵和阀门。在其他实施例中，更多泵和阀门能够被用于控制系统中泥浆的流动。

该控制器132能够包括一个或更多共享信息的处理部件（例如，处理器、微处理器、可编程逻辑器件和/或其他处理电路）。在几个实施例中，这些处理部件能够包括一个或更多个易失性或者非易失性存储器部件，其存储处理部件和/或其他系统部件可访问的信息。

图2是根据本发明的一个实施例的图1的冷凝器110的详细示意图，其包括错流过滤器112和第一密度计114，其中错流过滤器112用于浓缩冷凝器出口泥浆122中的二氧化铈，并且第一密度计114用于一旦已经达到预选的二氧化铈浓度阈值则释放该浓缩的出口泥浆。冷凝器110接收缓冲管泥浆118，并且将其引导到冷凝器存储罐120中。第一密度计114能够确定冷凝器存储罐120内的泥浆的二氧化铈浓度是否是至少大约百分之十。如果是这样的话，控制器132（在图2中不可见，但是图1中可见）和/或第一密度计114能够关闭冷凝器阀门2.1或者CV2.1，并且打开冷凝器阀门2.2或者CV2.2。在这种情况下，浓缩泥浆122可被提供到泵P2。如果冷凝器存储罐120内泥浆的二氧化铈浓度不是至少大约百分之十，那么CV2.2仍然关闭，并且CV2.1保持打开。在这种情况下，浓缩下的泥浆134由泵P4或者136抽到错流过滤器112中。

错流过滤器112包括由长管组成的六个膜片112a，该长管具有沿着管侧壁放置的渗透过滤网，其允许较不浓缩的泥浆138（例如，包括高浓度水的溶液）横向流出错流过滤器112并且经由冷凝器阀门1.2或CV1.2到出水口140。过滤网具有多个开口，其尺寸被设计为允许例如水的较小分子颗粒横向出去。然而，典型的二氧化铈分子颗粒过大以至于不能进入过滤开口，并且因此留在将浓缩泥浆142提供到冷凝器罐120的过滤器的输出流中。在几个实施例中，例如水流的交叉流体流可以在横向应用（例如，与膜片长管112a的方向横向），从而有助于促进将二氧化铈浓度低的泥浆（例如，主要是水）从沿着管方向移动的浓度较高的泥浆中分离。以此方式，错流过滤器112和第一密度计114能够一起工作，从而不断地增加存储在冷凝器罐120中的冷凝器泥浆122中二氧化铈的浓度。

在一些情形中，例如当已经获得想要的二氧化铈浓度时，能够期望将水溶液138保存在冷凝器100中，而不是经由出水口140清除它。在这种情形中，控制器132和/或第一密度计114能够关闭CV1.2并打开CV1.1，并且因此水溶液138退回到冷凝器罐120中。

在一个实施例中，错流过滤器112是过度过滤器（ultra-filter），其经配置从而只允许小于某一预选的颗粒尺寸的材料穿过过滤器。在这种情况下，过度过滤器能够以类似于反向渗透或者其他这种过滤器的方式操作。在一个实施例中，用于错流过滤器112的预选颗粒尺寸大约是0.01微米。在一些实施例中，可以使用本领域中已知的其他适合的错流过滤器。在一个实施例中，错流过滤器是多级膜过滤器。在图2所示的实施例中，错流过滤器112由六个膜片组成。在其他实施例中，错流过滤器112能够具有多于或少于六个膜片。

在一个实施例中，第一密度计114是非常精确的仪器，其使用U形管并且测量通过U形管的液体的振动的共振频率，从而确定密度。在其他实施例中，能够使用具有相对高的精确度的其他密度计。

尽管上述描述包含本发明的许多具体实施例，但是这些不应该被看作是对本发明的保护范围的限制，而应被看作其具体实施例的示例。因此，本发明的保护范围应不是由所说明的实施例确定，而是由权利要求及其等价物确定。

Claims (17)

1.一种用于再循环来自抛光组件的预选的泥浆材料的系统，所述系统包含：

所述抛光组件，其包含：

抛光器，其具有入口和排水出口；和

泥浆存储罐，其经配置从而将包含预选材料的泥浆供给到所述抛光器的所述入口；和

再循环组件，其包含：

错流过滤器，其包含入口，所述入口经配置从而从所述抛光器的所述排水出口接收包含所述预选材料的废料泥浆，其中所述错流过滤器经配置从而浓缩在所述错流过滤器的出口提供的泥浆中的所述预选材料；

密度计，其经配置从而测量所述错流过滤器的出口泥浆中所述预选材料的浓度；

阀门，其被联接到所述错流过滤器的出口，并且经配置从而供给所述泥浆存储罐；和

控制器，其被联接到所述密度计和所述阀门，其中所述控制器经配置从而当所述预选材料的浓度达到第一预选浓度阈值时打开所述阀门。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述错流过滤器包含多级膜过滤器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述错流过滤器经配置从而在所述错流过滤器的废料出口除去所述废料泥浆的低于预选颗粒尺寸的部分。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述密度计经配置从而测量来自所述错流过滤器的出口泥浆的共振频率。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述密度计经配置从而测量U形管中的来自所述错流过滤器的所述出口泥浆的所述共振频率。

6.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含：

第一泵，其经配置从而接收所述错流过滤器的所述出口泥浆；

浓缩存储罐，其被联接到所述第一泵，并且经配置从而存储所述错流过滤器的所述出口泥浆；

第二泵，其被联接到所述浓缩存储罐；

第二阀门，其被联接在所述泵与所述泥浆存储罐之间；

第二密度计，其经配置从而测量所述泥浆存储罐中所述预选材料的浓度；

其中所述控制器经配置从而当由所述第二密度计测量的所述预选材料的浓度低于第二预选浓度阈值时打开所述第二阀门。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二预选浓度阈值大约是百分之五，并且其中所述第一预选浓度阈值大约是百分之十。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一预选浓度阈值大约是百分之十。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述预选材料包括预选稀土氧化物。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述预选稀土氧化物包含二氧化铈。

11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含位于所述抛光器和所述错流过滤器之间的缓冲管，其中所述缓冲管经配置从而除去所述废料泥浆中所述预选材料的浓度低于第三预选阈值的部分。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述抛光组件进一步地包含泵，其被联接到所述抛光器并且经配置从而将部分所述泥浆从所述抛光器引导到所述泥浆存储罐。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述错流过滤器包含多个膜片。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述多个膜片每个都包含伸长管式形状。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述多个膜片每个都包含沿着所述伸长管式形状的侧壁的开口。

16.根据权利要求15所述的系统：

其中第一泥浆经配置从而从所述伸长管式形状的膜片的末端流出；

其中第二泥浆经配置从而从所述伸长管式形状的膜片的所述侧壁流出；

其中所述第一泥浆中所述预选材料的浓度大于所述第二泥浆中所述预选材料的浓度。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述预选材料的颗粒尺寸大于所述开口的尺寸。

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