CN105121095A - 浆料再生装置、浆料再生方法以及再生浆料 - Google Patents
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Abstract
浆料再生装置将包含切屑的使用过的浆料再生为能够再利用,其中,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生,该浆料再生装置包括:能够向使用过的浆料供给空气的空气供给部;对由所述空气供给部供给了空气的使用过的浆料进行离心分离的离心分离部;贮存所述使用过的浆料的贮存槽;以及能够搅拌被贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料的搅拌机。所述空气供给部向贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料供给空气。所述离心分离部从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料,并对导出的该使用过的浆料进行离心分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种对于在使用线锯切断硅等晶锭时使用的浆料,通过从该浆料去除切屑,从而使其能够再利用的浆料再生装置、浆料再生方法以及通过该浆料再生方法再生的再生浆料。
背景技术
使用于太阳能电池等的硅晶圆是通过使用线锯将硅晶锭切断(切片)而制得的。该切断硅晶锭的方法有固定磨粒方式和游离磨粒方式两种。在固定磨粒方式中,使用固定有钻石等磨粒的线锯和包含冷却剂(冷却液)的浆料来切断硅晶锭。此外,在游离磨粒方式中,使用线锯、冷却剂以及包含碳化硅等磨粒的浆料来切断硅晶锭。在两种方式中,均向使用线锯切断硅晶锭的部位(切削部位)供给浆料,以使其达到规定的供给量。浆料冷却切削部位,并从切削部位排出切屑(切削屑)。如此被切断后的切片上附着浆料以及切屑等。因此,在切断工序后清洗所述切片,据此,制得硅晶圆。
一般来讲,从制造成本的观点出发,在硅晶锭的切断工序中使用后的浆料(使用过的浆料)被再利用。该使用过的浆料中含有硅的切屑(以下简称为“切屑”)、磨粒(以游离磨粒方式切断的情况)等。因此,如果将使用过的浆料直接再利用,则会导致硅晶圆表面的损伤、硅晶圆的破损、切断机械的劣化等。对此,例如通过专利文献1记载的浆料再生方法从使用过的浆料去除切屑等。在该浆料再生方法中,使用所谓的横型离心分离机从使用过的浆料去除切屑等。据此,制得能够再利用的浆料(再生浆料)。在横型离心分离机中,通过使中心轴沿水平方向的螺杆旋转,让使用过的浆料以所述中心轴为旋转中心旋转,基于其离心力将切屑以及磨粒从使用过的浆料分离。如此制得的再生浆料(通过离心分离将切屑以及磨粒等分离出的浆料)被再利用。
然而,在再利用通过上述的方法制得的再生浆料的情况下,有时再生浆料的粘度大幅度上升。如果再生浆料的粘度上升,则因向切削部位供给再生浆料时的配管阻力的增加等,向切削部位的供给量变动,从切削部位排出切屑的能力变差。此外,如果使用该再生浆料,则在切断工序后的清洗工序中有时清洗能力变差(即,附着于切片的再生浆料等附着物难以去掉的情况)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2001-353660号
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生使用过的浆料的浆料再生装置以及浆料再生方法,以制得能够抑制粘度上升且抑制晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的再生浆料。此外,本发明的另一目的在于提供一种通过该浆料再生方法再生的再生浆料。
本发明人进行专心研究的结果发现:如果包含在再生浆料中的铁成分(铁、铁离子、氧化铁等)的量变多,则发生再生浆料的粘度上升以及晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的情况。详细而言,如下所述。
在晶锭切断工序中,线锯被削掉而来自线锯的铁(铁粉、铁粒子)混入再生浆料中。因此,随着晶锭切断的进展,再生浆料中的铁的量持续增加。混入于该再生浆料中的铁为微粉,因此,容易溶解于包含在再生浆料中的水分中而成为铁离子。此外,混入再生浆料中的铁的一部分之后接触于空气而成为氧化铁。由此,使用中的再生浆料中的铁成分增加。认为该铁成分主要作为铁离子存在于再生浆料中。
再生浆料如果被使用规定时间,则作为使用过的浆料而从晶锭的切断装置等排出,并使用横型离心分离机去除切屑等而被再利用。此时,包含在使用过的浆料中的铁成分中的铁(铁粉、铁粒子)的粒子的一部分被去除。但是,占铁成分的大部分的铁离子不能通过横型离心分离机去除。因此,有时通过去除切屑等而制得的再生浆料中含有大量的铁成分。
并且,在使用该包含大量铁成分的再生浆料时、即包含在该再生浆料中的铁成分的量进一步增加时,再生浆料的粘度上升,或切断晶锭后的清洗工序中的清洗能力变差。
本发明的一方式为将包含切屑的使用过的浆料再生为能够再利用的浆料再生装置,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生。该浆料再生装置包括:空气供给部,能够向使用过的浆料供给空气;以及离心分离部,对由所述空气供给部供给了空气的使用过的浆料进行离心分离。
此外,本发明另一方式为将包含切屑的使用过的浆料再生为能够再利用的浆料再生方法,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生。该浆料再生方法向所述使用过的浆料供给空气,并对被供给了空气的该使用过的浆料进行离心分离。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
图2是表示所述浆料再生装置中的浆料的再生工序以及各工序后的物料平衡的例子的图。
图3是其它实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
图4是其它实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
具体实施方式
下面,参照图1及图2说明本发明的一实施方式。图1是本实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。图2是表示浆料再生装置中的浆料的再生工序以及各工序后的物料平衡的例子的图。
本实施方式的浆料再生装置(以下也简称为“再生装置”)10例如在利用于半导体、太阳能电池等的硅晶圆的制造工序中,对在使用线锯切断硅晶锭(以下,也简称为“晶锭”)时被使用过的浆料进行再生(再生处理)。即,再生装置10通过从使用后的浆料分离(去除)硅切屑(以下,也简称为“切屑”)等混入物,能够使冷却剂再利用。此外,本实施方式的硅晶锭的切断方法为游离磨粒方式,但也可为固定磨粒方式。
下面,首先说明浆料(使用过的浆料以及再生浆料),之后具体说明再生装置10。
浆料包含冷却剂和大量的磨粒。该浆料在晶锭的切断工序中被供给至晶锭的用线锯切削的部位,并对切削部位进行冷却以及从切削部位排出切屑等。在以下说明中,将使用于晶锭的切断后的浆料称为使用过的浆料,将通过再生装置10进行再生处理(对使用过的浆料进行切屑等混入物的分离等)后的浆料称为再生浆料。
再生浆料除了包含冷却剂和大量的磨粒以外还包含使用线锯切断晶锭时产生的少量的切屑以及铁成分等。该铁成分是线锯被削掉等而产生的来自线锯的铁(铁粉、铁粒子)、铁离子(Fe2+、Fe3+)、氧化铁(例如Fe2O3等)等。
再生浆料的铁成分的浓度为1000ppm以下。该再生浆料的铁成分的浓度可如下地获得。例如,在再生浆料的一部分中添加硝酸和氢氟酸并进行加热处理,从而生成使包含在该再生浆料中的铁、氧化铁等粒子溶解的试料。然后,用ICP(InductivelyCoupledPlasma,电感耦合等离子体)分析该试料。据此,获得再生浆料中的铁成分的浓度。此外,铁成分的浓度的测量方法并不限定于所述的测量方法。也可使用公知的其它测量方法。
冷却剂例如以聚乙二醇等水溶性溶剂为主成分。详细而言,冷却剂中例如有单独由聚乙二醇构成的冷却剂、将水、pH调整剂、粘度调整剂、分散剂、凝聚剂等作为添加物调配到聚乙二醇中的冷却剂。此外,冷却剂中也有以二甘醇为主成分,并将水、pH调整剂、粘度调整剂、分散剂、凝聚剂等作为添加物调配到二甘醇中的冷却剂。该冷却剂的粘度为10~15cp程度。
此外,在用水稀释冷却剂的情况下,有时存在添加各种添加物的情况等。因此,冷却剂的成分以及粘度并不限定于上述的成分。即,冷却剂只要能使用于在用线锯切断晶锭时使用的浆料中即可,也可为其它成分以及粘度。
磨粒例如为碳化硅(SiC)等粒子,其平均粒径例如为8~15μm。此外,磨粒只要能使用于游离磨粒方式的晶锭切断,也可为其它材料的粒子。
包含在再生浆料中的铁是在使用线锯切断晶锭时,因摩擦等而由线锯产生的铁(铁粉、铁粒子)等。该铁溶解于包含在冷却剂中的水(水分),成为铁离子(Fe2+、Fe3+)。并且,该铁离子随着时间经过氧化而成为氧化铁。因此,再生浆料除了包含铁以外还包含铁离子、氧化铁。此外,使用过的浆料也为使用于晶锭的切断后的浆料,因此,也包含铁、铁离子、氧化铁等。
再生装置10包括磨粒回收部11、铁成分分离用贮存部13、铁成分分离用离心分离机14、膜分离部15以及成分调整部16。再生装置10通过从使用过的浆料分离切屑等混入物,对使用过的浆料进行再生处理以使其能够再利用。
磨粒回收部11具有磨粒回收用贮存部110和回收部离心分离机120,从使用过的浆料主要回收磨粒。
磨粒回收用贮存部110具有回收部贮存槽111和回收部搅拌机112。回收部贮存槽111贮存从晶锭的切断装置等排出的使用过的浆料。回收部搅拌机112包括被配置在回收部贮存槽111内的搅拌翼113和具有该搅拌翼113被连接的旋转轴114的马达115。通过由马达115使搅拌翼113旋转,回收部贮存槽111内的使用过的浆料被搅拌。
回收部离心分离机120是例如以水平或大致水平的旋转轴为中心使分离对象物(在本实施方式中为使用过的浆料)旋转,使该对象物离心分离的横型离心分离机。该回收部离心分离机120具有旋转体122、图略的第一马达、图略的螺杆以及图略的第二马达。旋转体122呈在一端侧具备锥形部的筒形状,能够以沿水平方向的中心轴(水平轴)为旋转中心旋转。图略的第一马达使旋转体122绕所述中心轴旋转。图略的螺杆在旋转体122的内部以与旋转体122同轴的方式被配置。图略的第二马达使图略的螺杆以相对于正在旋转的旋转体122产生微小的旋转差的方式旋转。
在回收部离心分离机120中,使用过的浆料被导入旋转体122的内部。被导入到旋转体122的内部的使用过的浆料的切屑等固体成分基于离心力而被按压于旋转体122的内表面。固体成分利用螺杆的作用朝向图1的左方移动,据此,混入物等(磨粒以及冷却剂)被离心分离。被分离的混入物等从分离物排出口124朝向成分调整部16排出。另一方面,混入物等被离心分离后的使用过的冷却剂(分离液)从取出口125排出,返回到回收部贮存槽111。
在该回收部离心分离机120中,为了从使用过的浆料去除(回收)粒径以及比重大的磨粒,以比较低的重力加速度(本实施方式的例子中为500~1000G)进行一次离心分离。
铁成分分离用贮存部13具有分离部贮存槽130、分离部搅拌机131以及空气供给部135。在贮存部13中,空气被供给至贮存在分离部贮存槽130中的使用过的浆料中。分离部贮存槽130贮存从回收部贮存槽111供给的一次离心分离后的使用过的浆料。分离部搅拌机131包括被配置在分离部贮存槽130内的搅拌翼132和具有该搅拌翼132被连接的旋转轴133的马达134。通过由马达134使搅拌翼132旋转,分离部贮存槽130内的使用过的浆料被搅拌。空气供给部135将从图略的泵等输送来的空气通过空气供给管136供给至分离部贮存槽130内的使用过的浆料中。即,空气供给部135对被贮存在分离部贮存槽130的使用过的浆料进行掺气(aeration)。
铁成分分离用离心分离机14的结构与回收部离心分离机120的结构一样。在铁成分分离用离心分离机14中,离心分离后的使用过的浆料从取出口125排出而返回到分离部贮存槽130,另一方面,被分离的混入物等从分离物排出口124排出到废液贮存槽140。在该铁成分分离用离心分离机14中,进行二次离心分离和三次离心分离。二次离心分离是用于极力去除分散于使用过的浆料中的切屑的、以比较高的重力加速度(在本实施方式的例子中为2000~3000G)进行的离心分离。三次离心分离是与后述的膜分离部15的膜分离并行进行的离心分离,与二次离心分离一样,是以比较高的重力加速度(在本实施方式的例子中为2000~3000G)进行的离心分离。
膜分离部15使用过滤膜从使用过的浆料分离切屑以及铁成分等混入物。本实施方式的膜分离部15具备过滤膜组件,该过滤膜组件具有多个中空纤维膜150和这些多个中空纤维膜150以成束的状态被收容的壳体151。此外,膜分离部15具备图略的泵以及配管等。据此,使用过的浆料从分离部贮存槽130被导入膜分离部15,透过膜后的使用过的浆料被导入成分调整部16,被膜透过液(切屑以及铁粉等被浓缩的使用过的浆料)返回到分离部贮存槽130。此外,在图1中,示意性地表示了中空纤维膜150的束。
该中空纤维膜150的截留分子量例如为13000,膜孔径(形成在中空纤维膜的周壁上的孔的直径)例如为0.003μm。此外,中空纤维膜150的截留分子量以及膜孔径并不限定于这些值,只要在去除使用过的浆料中包含的铁成分的范围内,也可为其它值。此外,膜分离部15的膜分离并不限定于使用中空纤维膜150的过滤,也可为其它形式的过滤。
成分调整部16以使膜分离后的使用过的浆料的成分达到所需的再生浆料的成分(组成)的方式调整所述成分。该成分调整部16具有调整用贮存槽160、回收成分供给部161、图略的成分检测部、成分补充部162以及图略的搅拌机。
调整用贮存槽160贮存来自膜分离部15的膜分离后的使用过的浆料。回收成分供给部161将在回收部离心分离机120分离的分离物(冷却剂以及磨粒)供给至调整用贮存槽160。成分补充部162向调整用贮存槽160内的浆料(膜分离后的使用过的浆料)供给新的冷却剂和新的磨粒,以便制得所需的组成(成分)的再生浆料。该新的冷却剂以及磨粒的供给量可预先设定,或者也可检测贮存在调整用贮存槽160的膜分离后的使用过的浆料的成分,并基于该检测值决定。图略的搅拌机具有与磨粒回收用贮存部110的回收部搅拌机112一样的结构,搅拌调整用贮存槽160内的浆料(再生浆料)。
在此种再生装置10中,如下地对使用过的浆料进行再生处理(即,由使用过的浆料制得再生浆料)。
从晶锭的切断装置等排出的再生对象、即使用过的浆料首先被注入再生装置10的回收部贮存槽111。被注入该回收部贮存槽111的使用过的浆料的物料平衡例如为:冷却剂50、磨粒50、切屑(Si切屑)4.5、铁成分0.75(参照图1的A以及图2的A)。在该物料平衡中,使以重量%表示的冷却剂的值和以重量%表示的磨粒的值的和成为100的方式,将切屑和铁成分以相对于该100的重量份表示。此外,被注入回收部贮存槽111的使用过的浆料中包含使用线锯切断晶锭时混入的铁(铁粉、铁粒子)和该铁溶解而产生的铁离子、以及该铁离子氧化(与氧键合)的氧化铁。
如果使用过的浆料被注入回收部贮存槽111,则在磨粒回收用贮存部110中,回收部搅拌机112开始搅拌使用过的浆料。接着,使用过的浆料从回收部贮存槽111被导入到回收部离心分离机120,进行一次离心分离。然后,从回收部离心分离机120排出的一次离心分离后的使用过的浆料返回到回收部贮存槽111。由此,在回收部贮存槽111与回收部离心分离机120之间让使用过的浆料循环规定时间后,将贮存在回收部贮存槽111的使用过的浆料注入到分离部贮存槽130(参照图1的B以及图2的B)。
另一方面,被回收部离心分离机120分离的混入物等(磨粒以及冷却剂)从分离物排出口124向成分调整部16排出(参照图1的E以及图2的E)。
如果一次离心分离后的使用过的浆料被注入分离部贮存槽130,则在铁成分分离用贮存槽13中,空气供给部135开始向使用过的浆料供给空气,并且,分离部搅拌机131开始搅拌使用过的浆料。据此,包含在使用过的浆料中的铁成分中,粒径大的氧化铁的比例增加。详细而言,如下所述。
如果向使用过的浆料供给空气,铁成分中的铁以及铁离子氧化,成为粒径大于这些铁(铁粉、铁粒子)以及铁离子的氧化铁。即,如果使用过的浆料被掺气,则被供给的空气中的氧和铁离子键合而成为氧化铁,此外,铁溶解于包含在浆料中的水分中而成为铁离子后,与所述空气中的氧键合而成为氧化铁。此时,被供给的空气通过分离部搅拌机131的搅拌而遍布于贮存在分离部贮存槽130的使用过的浆料的整体,因此,铁的氧化高效率地被进行。由此,铁成分(铁、铁离子、氧化铁)中的氧化铁的比例变大。
从在铁成分分离用贮存部13中开始空气的供给以及搅拌起经过规定时间后,使用过的浆料从铁成分分离用贮存部13被导入铁成分分离用离心分离机14,进行二次离心分离。然后,从铁成分分离用离心分离机14排出的二次离心分离后的使用过的浆料返回到分离部贮存槽130。由此,在分离部贮存槽130与铁成分分离用离心分离机14之间让使用过的浆料循环规定时间。此时,在铁成分分离用贮存部13中,空气供给部135可持续向使用过的浆料供给空气,此外,也可在从铁成分分离用贮存部13向铁成分分离用离心分离机14开始供给使用过的浆料时停止空气的供给。此外,通过二次离心分离而分离的混入物等(磨粒以及冷却剂)从分离物排出口124排出到废液贮存槽140(参照图1的F以及图2的F)。
如上所述,被进行一次离心分离和二次离心分离的使用过的浆料(即,二次离心分离后贮存在分离部贮存槽130中的使用过的浆料)中,磨粒全部(或者几乎全部)被去除(参照图1的C以及图2的C)。此外,由于通过铁成分分离用贮存部13中的掺气而使用过的浆料的铁成分中的氧化铁的比例增加,因此,二次离心分离后的使用过的浆料中,铁成分的大部分被去除(参照图2的C)。
然后,在铁成分分离用贮存部13中,对于二次离心分离后的使用过的浆料并行进行三次离心分离和膜分离(膜过滤)。即,同时进行在分离部贮存槽130与铁成分分离用离心分离机14之间的使用过的浆料的循环和在分离部贮存槽130与膜分离部15之间的使用过的浆料的循环。关于前者,从贮存有二次离心分离后的使用过的浆料的分离部贮存槽130向铁成分分离用离心分离机14供给该使用过的浆料。在离心分离机14离心分离后的使用过的浆料返回到分离部贮存槽130。关于后者,使用过的浆料从分离部贮存槽130被供给到膜分离部15。从膜分离部15排出的被膜透过液(透过过滤膜的清净的浆料被去除后的、氧化铁等被浓缩的使用过的浆料)返回到分离部贮存槽130。该通过三次离心分离而被分离的混入物等(冷却剂等)从分离物排出口124被排出到废液贮存槽140(参照图1的G以及图2的G)。
通过与该三次离心分离并行进行的膜分离,残留于二次离心分离后的使用过的浆料中的铁成分以及切屑全部(或者几乎全部)被去除。即,包含在使用过的浆料中的铁(铁粉、铁粒子)的粒径(例如0.005~0.05μm程度)小于磨粒的粒径,因此,虽然二次离心分离后的使用过的浆料中残留铁,但是通过膜分离,全部(或者几乎全部)的铁被去除(参照图2的D)。此外,切屑的粒径(0.01~5μm程度)也小于磨粒的粒径,因此,虽然二次离心分离后的使用过的浆料中残留切屑,但是通过所述膜分离,全部(或者几乎全部)的切屑被去除(参照图2的D)。
从膜分离部15(过滤膜组件)排出的透过膜(膜过滤)后的使用过的浆料被供给至成分调整部16,其成分被调整。具体而言,在成分调整部16中,对于透过膜后的使用过的浆料添加由回收部分离机120分离的分离物(参照图1的E以及图2的E),并且,补充(添加)新的冷却剂以及新的磨粒。据此,在成分调整部16中,被调整为预先设定的成分(组成:参照图2的H)。在本实施方式的成分调整部16,在图2所示的物料平衡中,各添加新的冷却剂10重量份和新的磨粒10重量份。由此,在成分调整部16中,对于膜分离后的使用过的浆料添加通过一次离心分离而被分离的成分是为了确保冷却剂以及磨粒的回收率。即,通过一次离心分离而被分离的成分中几乎不包含切屑以及铁成分。换言之,分离成分几乎由冷却剂和磨粒构成。因此,通过再利用该分离的成分而不废弃,冷却剂以及磨粒的回收率提高。在本实施方式的例子中,冷却剂和磨粒的回收率均为80%,但并不限定于该值。此外,冷却剂和磨粒的回收率也可不相同。
如上所述地制得的再生浆料的铁成分的浓度例如为200ppm。
在本实施方式的再生装置10中,通过在铁成分分离用贮存部13向使用过的浆料供给空气,基于铁的氧化,使用过的浆料中的铁成分中的氧化铁的比例增加。该氧化铁与铁成分的其它成分(铁(铁粉、铁粒子)以及铁离子)相比粒径大,因此,通过铁成分分离用离心分离机14充分被分离。因此,在再生装置10中,铁成分的大部分在铁成分分离用离心分离机14(即、通过二次离心分离)中从使用过的浆料分离。其结果,能够制得铁成分的浓度低(例如,铁成分的浓度为1000ppm以下)的再生浆料。详细而言,如下所述。
通过对使用过的浆料进行掺气,包含在使用过的浆料的铁成分中的铁以及铁离子氧化,成为粒径大于这些铁(铁粉、铁粒子)以及铁离子的氧化铁。即,如果向使用过的浆料供给空气,则铁离子与空气中的氧键合而成为氧化铁,而且,铁溶解于包含在浆料中的水分中而成为铁离子后,与空气中的氧键合而成为氧化铁。因此,铁成分(铁、铁离子、氧化铁)中的氧化铁的比例变大。在此,在横型的离心分离中,离心分离中的使用过的浆料不大与空气接触。因此,在离心分离前的铁成分分离用贮存部13中,通过对使用过的浆料积极地供给空气,从而能够使包含在该使用过的浆料中的铁以及铁离子有效地氧化。由此,粒径大的氧化铁的比例变大,从而在铁成分分离用离心分离机14中,铁成分的大部分从使用过的浆料分离。据此,在再生装置10中,能够制得铁成分的浓度低的再生浆料。换言之,由使用过的浆料可制得能够抑制粘度的上升以及抑制晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的再生浆料。
即,在再生装置10中,即使通过使用而包含在再生浆料中的铁成分增加,也能通过向使用过的浆料供给空气,并使用横型的离心分离(铁成分分离用离心分离机)14,能够制得不发生该再生浆料的粘度上升的程度的铁成分浓度的再生浆料。
此外,在本实施方式的再生装置10中,由于设有膜分离部15,因此,能够分离通过离心分离不能从使用过的浆料分离的铁成分(粒径小的铁成分)。据此,能够可靠地制得铁成分的浓度低的再生浆料。
此外,本发明的浆料再生装置以及浆料再生方法并不限定于上述实施方式,当然,可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
上述实施方式的再生装置10为向贮存在分离部贮存槽130的使用过的冷却剂供给空气的结构,但并不限定于该结构。来自空气供给部的空气被供给到使用过的冷却剂的部位,只要能够向进行离心分离(在上述实施方式中为二次离心分离)前的使用过的冷却剂供给的部位即可,并不限定于任何部位。例如,空气供给部135供给空气的部位也可为从回收部贮存槽111向分离部贮存槽130输送使用过的冷却剂的液输送管或者从分离部贮存槽130向铁成分分离用离心分离机14输送使用过的冷却剂的液输送管等。此外,在另外设有使贮存在分离部贮存槽130的使用过的冷却剂循环的配管的情况下,空气供给部也可为向该配管内供给空气的结构等。此外,空气供给部也可分别向上述的各部位或其一部分供给空气。
在上述实施方式的再生装置10中,对于使用过的浆料进行一次离心分离和二次离心分离后,并行进行了三次离心分离以及膜分离,但并不限定于该结构。例如图3所示,再生装置10A也可为在依次进行一次离心分离和二次离心分离后只进行膜分离的结构。即,也可为回收部离心分离机120、铁成分分离用离心分离机14以及膜分离部15为串联连接的结构。
此外,再生装置中的离心分离的次数也可为三次以上的次数。
另外,上述实施方式的再生装置10具备离心分离机120、14和膜分离部15,但并不限定于该结构。例如图4所示,再生装置10B也可为只具备离心分离机14的结构。即,也可为不设置膜分离部15的结构。根据该结构,通过掺气,使用过的浆料中的铁成分中的氧化铁的比例也变大,因此,只通过离心分离,也能够从使用过的浆料充分地分离(去除)铁成分。
此外,如图4的再生装置10B那样也可以不设置成分调整部。此时,当再利用所制得的再生浆料时,添加新的冷却剂以及新的磨粒。
再生装置10、10A、10B的离心分离机并不限定于横型离心分离机,也可为以沿垂直方向延伸的旋转轴为中心使分离对象物旋转而离心分离的纵型离心分离机。
在上述实施方式的再生装置10中,第一离心分离机进行一次离心分离,第二离心分离机进行二次离心分离以及三次离心分离,但并不限定于该结构。例如,也可由共同的离心分离机进行所有的离心分离,也可由不同的离心分离机进行各离心分离。
在此,概括说明所述实施方式。
(1)在所述实施方式中,向使用过的浆料供给空气,并对该被供给了空气的使用过的浆料进行离心分离。因此,包含在使用过的浆料的铁成分中,溶解于包含在使用过的浆料的水分中的铁离子氧化而成为氧化铁。因此,通过绕规定方向的轴进行旋转的离心分离,能够分离或去除铁成分的大部分,据此,能够制得铁成分的浓度低的再生浆料。详细而言,如下所述。
如果空气被供给至使用过的浆料,则包含在该使用过的浆料的铁成分中的铁离子氧化而成为氧化铁析出。即,如果空气被供给至使用过的浆料,铁离子与空气中的氧键合而成为氧化铁,此外,铁溶解于包含在浆料的水分中而成为铁离子后,与空气中的氧键合而成为氧化铁。因此,铁成分(铁、铁离子、氧化铁)中的氧化铁的比例变大。
由此,粒径大的氧化铁的比例变大,从而能够通过离心分离高效率地分离或去除铁成分。其结果,能够制得铁成分的浓度低的再生浆料。即,可制得能够抑制粘度的上升且抑制晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的再生浆料。
如上所述,即使通过使用而包含在再生浆料中的铁成分增加,通过向使用过的浆料供给空气,也能通过离心分离制得具有不发生该再生浆料的粘度上升的程度的铁成分浓度的再生浆料。
(2)所述浆料再生装置也可以还包括:贮存槽,贮存所述使用过的浆料;以及搅拌机,能够搅拌被贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料。所述空气供给部也可以向贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料供给空气。所述离心分离部也可以从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料,并对导出的该使用过的浆料进行离心分离。此外,在所述浆料再生方法中,也可以向被贮存在贮存槽的所述使用过的浆料供给空气,对被贮存在所述贮存槽且被供给了所述空气的所述使用过的浆料进一步进行搅拌。
根据这些构成,被供给的空气通过搅拌遍布于贮存在贮存槽的使用过的浆料的整体中。因此,包含在该使用过的浆料中的铁以及铁离子的氧化高效率地被进行。
(3)在所述浆料再生装置中,所述离心分离部也可以具有使所述使用过的浆料以水平或大致水平的轴为旋转中心旋转来进行离心分离的横型离心分离机。此外,在所述浆料再生方法中,所述离心分离的旋转中心的轴是水平或者大致水平的轴。
在横型的离心分离(让使用过的浆料以沿水平延伸或大致沿水平延伸的轴为旋转中心旋转的离心分离)中,离心分离中的使用过的浆料不大与空气接触。然而,如上述的构成那样,向离心分离前的使用过的浆料供给空气,使包含在该使用过的浆料中的铁以及铁离子氧化,从而在横型的离心分离中也能够将所述铁成分的大部分分离或去除。
(4)在所述浆料再生装置中,优选还包括:膜分离部,对离心分离后的所述使用过的浆料进行膜分离。此外,在所述浆料再生方法中,优选对所述离心分离后的所述使用过的浆料进一步进行膜分离。
根据这些构成,通过膜分离,能够分离通过离心分离不能从使用过的浆料分离的铁成分(粒径小的铁成分)。其结果,能够制得铁成分的浓度更低的再生浆料。
(5)此外,也可以不采用依次进行离心分离和膜分离的构成,可对被供给空气的使用过的浆料并行进行离心分离和膜分离。即,所述浆料再生装置也可以还包括:膜分离部,从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料并进行膜分离,将该膜分离后的使用过的浆料、即被膜透过液返送至所述贮存槽。所述离心分离部也可以将离心分离后的所述使用过的浆料返送至所述贮存槽。此外,在所述浆料再生方法中,也可以从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料并进行膜分离,将该膜分离后的使用过的浆料、即被膜透过液返送至所述贮存槽,并且,将离心分离后的所述使用过的浆料返送至所述贮存槽。
如上所述,通过将能够分离粒径大的成分的离心分离与膜分离并行进行,与只进行膜分离的情况相比,能够抑制膜分离中的膜堵塞。
(6)所述实施方式是从包含切屑的使用过的浆料去除了所述切屑的再生浆料,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生,其中,所述再生浆料通过向所述使用过的浆料供给空气并对被供给了空气的该使用过的浆料进行离心分离而制得。
根据此构成,将包含在再生浆料中的铁成分的浓度抑制得较低,因此,难以发生因使用造成的粘度上升,且能够抑制使用该再生浆料切断晶锭后的切片等的清洗能力变差。
如上所述,能够提供再生使用过的浆料的浆料再生装置、浆料再生方法以及通过该浆料再生方法再生的再生浆料,以便制得能够抑制粘度上升且抑制晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的再生浆料。
Claims (11)
1.一种浆料再生装置,其特征在于:将包含切屑的使用过的浆料再生为能够再利用,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生,所述浆料再生装置包括:
空气供给部,能够向使用过的浆料供给空气;以及
离心分离部,对由所述空气供给部供给了空气的使用过的浆料进行离心分离。
2.根据权利要求1所述的浆料再生装置,其特征在于还包括:
贮存槽,贮存所述使用过的浆料;以及
搅拌机,能够搅拌被贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料,其中,
所述空气供给部向贮存在所述贮存槽的所述使用过的浆料供给空气,
所述离心分离部从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料,并对导出的该使用过的浆料进行离心分离。
3.根据权利要求1或2所述的浆料再生装置,其特征在于:
所述离心分离部具有使所述使用过的浆料以水平或大致水平的轴为旋转中心旋转来进行离心分离的横型离心分离机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浆料再生装置,其特征在于还包括:
膜分离部,对离心分离后的所述使用过的浆料进行膜分离。
5.根据权利要求2所述的浆料再生装置,其特征在于还包括:
膜分离部,从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料并进行膜分离,将该膜分离后的使用过的浆料、即被膜透过液返送至所述贮存槽,其中,
所述离心分离部将离心分离后的所述使用过的浆料返送至所述贮存槽。
6.一种浆料再生方法,其特征在于:将包含切屑的使用过的浆料再生为能够再利用,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生,其中,
所述浆料再生方法向所述使用过的浆料供给空气,并对被供给了空气的该使用过的浆料进行离心分离。
7.根据权利要求6所述的浆料再生方法,其特征在于:
向被贮存在贮存槽的所述使用过的浆料供给空气,
对被贮存在所述贮存槽且被供给了所述空气的所述使用过的浆料进一步进行搅拌,
对该搅拌的使用过的浆料进行离心分离。
8.根据权利要求6或7所述的浆料再生方法,其特征在于:
所述离心分离的旋转中心的轴是水平或者大致水平的轴。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的浆料再生方法,其特征在于:
对所述离心分离后的所述使用过的浆料进一步进行膜分离。
10.根据权利要求7所述的浆料再生方法,其特征在于:
从所述贮存槽导出被贮存在该贮存槽的所述使用过的浆料并进行膜分离,将该膜分离后的使用过的浆料、即被膜透过液返送至所述贮存槽,并且,
将离心分离后的所述使用过的浆料返送至所述贮存槽。
11.一种再生浆料,其特征是从包含切屑的使用过的浆料去除了所述切屑的再生浆料,所述切屑在使用线锯切断晶锭时产生,其中,
所述再生浆料通过向所述使用过的浆料供给空气并对被供给了空气的该使用过的浆料进行离心分离而制得。
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