CN109942408A

CN109942408A - 一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法

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Publication number: CN109942408A
Application number: CN201910224869.7A
Authority: CN
Inventors: 雒晓兵; 张燕; 邢顶峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-24
Filing date: 2019-03-24
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明公开了一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，本发明具体包括以下步骤：S1、废液均质，S2、蒸馏，S3、合成，S4、除杂，S5、离心脱水，S6、包装，本发明涉及半导体生产废物回收技术领域。该废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，可实现通过吸附预处理其中微量重金属，再减压蒸馏再生磷酸，同时合成醋酸钠和其他产品，解决现有废物回收不彻底和利用率较低的问题，可很好的完成对废蚀刻液的回收利用，实现对回收利用工艺的改进，来对废蚀刻混酸中的废酸和重金属进行充分的回收和利用，达到对废蚀刻酸液进行废物回收利用，来避免资源浪费和环境污染的目的，大大提升了废物的回收利用率，从而对半导体生成企业的废物处理十分有益。

Description

一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法

技术领域

本发明涉及半导体生产废物回收技术领域，具体为一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法。

背景技术

电子半导体是指电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质，物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体和等离子体，我们通常把导电性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀和陶瓷称为绝缘体，而把导电性比较好的金属，如金、银、铜、铁、锡和铝称为导体，可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体，电子半导体在生成过程中需要使用蚀刻酸对半导体产品进行加工生成，而蚀刻酸里面含有磷酸醋酸等混合酸。

目前在采用蚀刻酸进行半导体加工过程中会产生大量废物，而这些废物中含有许多微量重金属，现有对这些废物进行回收利用时，经常出现回收不彻底，利用率较低，不能实现对回收利用工艺的改进，来对废蚀刻混酸中的废酸和重金属进行充分的回收和利用，无法达到对废蚀刻酸液进行废物回收利用，来避免资源浪费和环境污染的目的，从而给半导体生成企业的废物处理带来了极大的不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，解决了现有对废蚀刻酸液进行回收利用时，经常出现回收不彻底，利用率较低，不能实现对回收利用工艺的改进，来对废蚀刻混酸中的废酸和重金属进行充分的回收和利用，无法达到对废蚀刻酸液进行废物回收利用，来避免资源浪费和环境污染目的的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，具体包括以下步骤：

S1、废液均质：首先将醋酸、磷酸和硝酸混酸在运抵车间后接入废液集中储槽，可均匀水质；

S2、蒸馏：首先开启搅拌机和真空装置，检查温度、压力和监控设施运行正常后，混酸经液位控制系统定量提升至蒸发釜，开启蒸汽阀门，开始加热，先加热至70-80℃，将混酸中微量的硝酸蒸发并经真空抽离进入二级碱液吸收装置吸收，然后继续升温至90℃左右，开始蒸发醋酸，醋酸经冷凝后进入醋酸产品罐中暂存待用，待醋酸分离结束后，利用冷却循环水对物料进行降温，降温后得到磷酸中间产品，磷酸中间产品进入磷酸中间产品罐中待用；

S3、合成：在S2中蒸发分离出的一部分醋酸在合成釜中由pH控制加入碱溶液进行中和合成，完成后加热浓缩后冷结晶，而另一部分经调配后成为醋酸产品；

S4、除杂：在S2中产出的磷酸中间产品采用离子树脂去除其中重金属，树脂中含有的氨基和羟基活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除酸液中重金属离子，经除去杂质，达到工业磷酸产品要求后进入产品罐待包装；

S5、离心脱水：在S3中结晶及冷却的晶浆从合成釜中进入离心机中离心脱水；

S6、包装：离心的产品人工在离心机出料口接料称重后封口打包，磷酸产品按照市场需求进行包装。

优选的，所述步骤S2中硝酸、醋酸和磷酸的沸点分别为86℃、118℃和213℃，可利用磷酸与醋酸、硝酸的沸点和挥发度相差较大，采用蒸馏的方法将磷酸与醋酸、硝酸分离开。

优选的，所述步骤S2中真空装置为真空泵，且蒸发釜的规格为Φ2500x3000。

优选的，所述步骤S2中二级碱液吸收装置为二级碱液吸收塔，且二级碱液吸收塔的规格为Φ800x6000。

优选的，所述步骤S4中去除溶液内氧化数为2-7的金属离子，并且使各金属离子浓度小于100ppb。

优选的，所述步骤S2中蒸汽冷凝液罐的规格为Φ1200x1500。

(三)有益效果

本发明提供了一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，具体包括以下步骤：S1、废液均质：首先将醋酸、磷酸和硝酸混酸在运抵车间后接入废液集中储槽，可均匀水质，S2、蒸馏：首先开启搅拌机和真空装置，检查温度、压力和监控设施运行正常后，混酸经液位控制系统定量提升至蒸发釜，开启蒸汽阀门，开始加热，先加热至70-80℃，S3、合成：在S2中蒸发分离出的一部分醋酸在合成釜中由pH控制加入碱溶液进行中和合成，完成后加热浓缩后冷结晶，而另一部分经调配后成为醋酸产品，S4、除杂：在S2中产出的磷酸中间产品采用离子树脂去除其中重金属，树脂中含有的氨基和羟基活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除酸液中重金属离子，经除去杂质，达到工业磷酸产品要求后进入产品罐待包装，S5、离心脱水：在S3中结晶及冷却的晶浆从合成釜中进入离心机中离心脱水，S6、包装：离心的产品人工在离心机出料口接料称重后封口打包，磷酸产品按照市场需求进行包装，可实现通过吸附预处理其中微量重金属，再减压蒸馏再生磷酸，同时合成醋酸钠和其他产品，可很好的完成对废蚀刻液的回收利用，解决了现有废物回收不彻底和利用率较低的问题，很好的实现了对回收利用工艺的改进，来对废蚀刻混酸中的废酸和重金属进行充分的回收和利用，达到了对废蚀刻酸液进行废物回收利用，来避免资源浪费和环境污染的目的，大大提升了废物的回收利用率，从而对半导体生成企业的废物处理十分有益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明废混酸回收生产工艺流程及产污环节图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供三种技术方案：一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，具体包括以下实施例：

实施例1

S1、废液均质：首先将醋酸、磷酸和硝酸混酸在运抵车间后接入废液集中储槽，可均匀水质和保证废液储存和后续处理系统的稳定性；

S2、蒸馏：首先开启搅拌机和真空装置，检查温度、压力和监控设施运行正常后，混酸经液位控制系统定量提升至蒸发釜，开启蒸汽阀门，开始加热，先加热至75℃，将混酸中微量的硝酸蒸发并经真空抽离进入二级碱液吸收装置吸收，然后继续升温至90℃左右，开始蒸发醋酸，醋酸经冷凝后进入醋酸产品罐中暂存待用，待醋酸分离结束后，利用冷却循环水对物料进行降温，降温后得到磷酸中间产品，磷酸中间产品进入磷酸中间产品罐中待用，硝酸、醋酸和磷酸的沸点分别为86℃、118℃和213℃，可利用磷酸与醋酸、硝酸的沸点和挥发度相差较大，采用蒸馏的方法将磷酸与醋酸、硝酸分离开，真空装置为真空泵，且蒸发釜的规格为Φ2500x3000，二级碱液吸收装置为二级碱液吸收塔，且二级碱液吸收塔的规格为Φ800x6000，蒸汽冷凝液罐的规格为Φ1200x1500；

S3、合成：在S2中蒸发分离出的一部分醋酸在合成釜中由pH控制加入碱溶液进行中和合成，完成后加热浓缩后冷结晶，而另一部分经调配后成为醋酸产品，发生的化学反应为2H2O+CH3COOH+NaOH＝CH3COONa·3H2O；

S4、除杂：在S2中产出的磷酸中间产品采用离子树脂去除其中重金属，树脂中含有的氨基和羟基活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除酸液中重金属离子，经除去杂质，达到工业磷酸产品要求后进入产品罐待包装，去除溶液内氧化数为5的金属离子，并且使各金属离子浓度小于100ppb；

实施例2

S2、蒸馏：首先开启搅拌机和真空装置，检查温度、压力和监控设施运行正常后，混酸经液位控制系统定量提升至蒸发釜，开启蒸汽阀门，开始加热，先加热至70℃，将混酸中微量的硝酸蒸发并经真空抽离进入二级碱液吸收装置吸收，然后继续升温至90℃左右，开始蒸发醋酸，醋酸经冷凝后进入醋酸产品罐中暂存待用，待醋酸分离结束后，利用冷却循环水对物料进行降温，降温后得到磷酸中间产品，磷酸中间产品进入磷酸中间产品罐中待用，硝酸、醋酸和磷酸的沸点分别为86℃、118℃和213℃，可利用磷酸与醋酸、硝酸的沸点和挥发度相差较大，采用蒸馏的方法将磷酸与醋酸、硝酸分离开，真空装置为真空泵，且蒸发釜的规格为Φ2500x3000，二级碱液吸收装置为二级碱液吸收塔，且二级碱液吸收塔的规格为Φ800x6000，蒸汽冷凝液罐的规格为Φ1200x1500；

S4、除杂：在S2中产出的磷酸中间产品采用离子树脂去除其中重金属，树脂中含有的氨基和羟基活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除酸液中重金属离子，经除去杂质，达到工业磷酸产品要求后进入产品罐待包装，去除溶液内氧化数为2的金属离子，并且使各金属离子浓度小于100ppb；

实施例3

S2、蒸馏：首先开启搅拌机和真空装置，检查温度、压力和监控设施运行正常后，混酸经液位控制系统定量提升至蒸发釜，开启蒸汽阀门，开始加热，先加热至80℃，将混酸中微量的硝酸蒸发并经真空抽离进入二级碱液吸收装置吸收，然后继续升温至90℃左右，开始蒸发醋酸，醋酸经冷凝后进入醋酸产品罐中暂存待用，待醋酸分离结束后，利用冷却循环水对物料进行降温，降温后得到磷酸中间产品，磷酸中间产品进入磷酸中间产品罐中待用，硝酸、醋酸和磷酸的沸点分别为86℃、118℃和213℃，可利用磷酸与醋酸、硝酸的沸点和挥发度相差较大，采用蒸馏的方法将磷酸与醋酸、硝酸分离开，真空装置为真空泵，且蒸发釜的规格为Φ2500x3000，二级碱液吸收装置为二级碱液吸收塔，且二级碱液吸收塔的规格为Φ800x6000，蒸汽冷凝液罐的规格为Φ1200x1500；

S4、除杂：在S2中产出的磷酸中间产品采用离子树脂去除其中重金属，树脂中含有的氨基和羟基活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除酸液中重金属离子，经除去杂质，达到工业磷酸产品要求后进入产品罐待包装，去除溶液内氧化数为7的金属离子，并且使各金属离子浓度小于100ppb；

效果实施例

某电子半导体生成厂家采用本发明实施例1-3的废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，可使废物回收利用率提升至85-95％，实现通过吸附预处理其中微量重金属，再减压蒸馏再生磷酸，同时合成醋酸钠和其他产品，可很好的完成对废蚀刻液的回收利用，解决了现有废物回收不彻底和利用率较低的问题，很好的实现了对回收利用工艺的改进，来对废蚀刻混酸中的废酸和重金属进行充分的回收和利用，达到了对废蚀刻酸液进行废物回收利用，来避免资源浪费和环境污染的目的，大大提升了废物的回收利用率，从而对半导体生成企业的废物处理十分有益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：所述步骤S2中硝酸、醋酸和磷酸的沸点分别为86℃、118℃和213℃，可利用磷酸与醋酸、硝酸的沸点和挥发度相差较大，采用蒸馏的方法将磷酸与醋酸、硝酸分离开。

3.根据权利要求1所述的一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：所述步骤S2中真空装置为真空泵，且蒸发釜的规格为Φ2500x3000。

4.根据权利要求1所述的一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：所述步骤S2中二级碱液吸收装置为二级碱液吸收塔，且二级碱液吸收塔的规格为Φ800x6000。

5.根据权利要求1所述的一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：所述步骤S4中去除溶液内氧化数为2-7的金属离子，并且使各金属离子浓度小于100ppb。

6.根据权利要求1所述的一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法，其特征在于：所述步骤S2中蒸汽冷凝液罐的规格为Φ1200x1500。