CN110202464A - 一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法及其应用，所述回收利用方法包括：将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗。该回收利用方法可以实现水资源的极大节约、同时大幅降低污水处理量，降低水处理的经济和环保压力。本发明通过对水资源的合理配置优化，在实现水资源节约的同时，也降低了硅片污片率、插片损耗率，实现了硅片质量的提升。

Description

一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法及其应用

技术领域

本发明属于废水回收利用领域，具体涉及一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法及其应用。

背景技术

金刚石线锯加工过程对洁净度要求高。线切机加工室、循环管路、线轮室、冷却液溢流循环管路等相关附件需每刀清洁。切割后硅片需要经过脱胶、插片、清洗方可得到成品硅片，综合下来每刀需要的自来水和纯水的量很多。

目前金刚石线锯切割效率单晶为15刀/天，多晶为10刀/天，100台线切机切割单晶每天纯水用量达到约1800吨，自来水用量约为3200吨，按照动力纯水设备产出率50％计算，100台线切机的厂房自来水总需求为6800吨/天，排水量为用水总量的95％以及动力浓水，约8300吨/天，需匹配7000吨/天的自来水供应，同时配置9000吨/天的污水处理系统，4000吨容量的污水事故池预防系统。目前切片厂面临日益上升的环保压力，同时鉴于污水处理成本以及自来水成本，迫使各切片厂家急需开发节水减排的用水方法。

CN109203265A公开了一种金刚线切割液在线回收及供给大循环系统，包括废液切割液回收净化系统、再生切割液调配供给系统、自动化控制系统，所述废液切割液回收净化系统包括压滤机，它用于将金刚线切割多晶硅片后的废切割液收集，集中进行除杂，将其中的硅粉、金刚砂粉末等杂质和含切割液纯水分离，得到可循环再利用的回收液，所述自动化控制系统能实现整个回收系统各工作单位的全自动化控制，操控过程鼠标化，运行参数屏幕化并实时记录，一键操作，不需人工干预，可实现互联互锁并反馈报警，该发明具有处理废水切割液量大、速度快、自动化程度高等优点。

CN107265695A公开了一种晶体硅金刚石线切割废料浆切削液回收方法和系统，其中方法包括：将晶体硅金刚线切割后的污水输送至压滤板框进行压滤处理；经压滤板框处理后的液体输出到清水池与清水池中的净化剂反应，输出净化后的液体；将净化后的液体进行二次板框压滤后产生的净化水输出；将净化水经过RO膜处理系统处理后产生透滤水和浓缩水；将浓缩水输入专用配液桶进行配置产生新的切削液输入至晶体硅金刚线切片车间，最终可以使得污水可以多次循环使用。

CN207943946U公开了一种金刚线废液收集过滤池。其包括池体，池体顶部设有过滤槽和水泵，池体上设有第一盖板和第二盖板，过滤槽设置在第一盖板上，过滤槽包括切割液收集槽和溢流回收槽，进液管道设在溢流回收槽的进口处并与切割液收集槽连通；溢流回收槽包括槽体，槽体内设有溢流隔板将槽体分割成沉降槽和溢流槽；溢流槽内水平设有卡槽，卡槽上设有过滤袋，溢流槽的底部设有切割液出口与出液管道连接，出液管道接入池体内；第二盖板上设有水泵，水泵连接有抽水管和输水管，抽水管通入池体的底部，输水管连接至废液生化处理站。本发明结构简单，节约成本，方便实用。

综上，现有技术大部分侧重于对金刚线切割液回收利用方法的研究，而针对于整个金刚线切片厂区废水的回收利用方法还很少，因此，开发出一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，以降低污水处理成本以及自来水使用成本，是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法及其应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，所述回收利用方法包括：将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗。

所述补充置换是指：回收设备端排出一定量的处理后的废水，同时补充等量的纯水，使回收水保持一定比例持续更新。

所述补充置换的目的是：上述做法是为了稳定水质，防止水反复回收使用后出现质量降低，使切割风险升高。

本发明所涉及的回收利用方法将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗，因为切割用废水中具有分散净洗作用的冷却液，可以辅助硅片进行预清洗，因此在实现工艺节水的同时实现最优清洗效果。

本发明所涉及的金刚线切片厂区废水的回收利用方法可以实现水资源的极大节约、同时大幅降低污水处理量，降低水处理的经济和环保压力。本发明通过对水资源的合理配置优化，在实现水资源节约的同时，也降低了硅片污片率、插片损耗率，实现了硅片质量的提升。

优选地，所述补充置换出来的水量为切割用废水的20-40％，例如20％、 22％、25％、28％、30％、32％、35％或40％等，优选30％。

所述补充置换出来的水量特定选择为切割用废水的20-40％，可使回收水指标如电导率等稳定保持在一定范围，线切切割质量可保持稳定，即通过补充上述比例的纯水，不断更新回收水水质，持续稳定循环使用。

优选地，所述回收利用方法还包括：将硅片漂洗后的废水用于硅片插片工序。

水量和水温是影响硅片插片工序效果的两大因素，因为硅片漂洗后的废水水温在60-90℃，将其用于硅片插片工序，调整插片槽水温，可以有效避免水温低造成的硅片裂损以及自身崩缺扩大等不良现象；而现有技术一般采用将插片用水进行加热的方式来实现，因此本发明所述方法可以有效节约能源。

优选地，所述回收利用方法还包括：将硅片插片工序产生的废水用于硅片脱胶工序。

硅片脱胶工序对水的浊度和水质要求最低，本发明将硅片插片工序产生的废水经过滤处理后用于硅片脱胶工序，可以大幅地节省自来水的使用，同时降低污水的排放量。

优选地，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片插片工序。

优选地，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片脱胶工序。

优选地，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于备件清洗工序。

优选地，所述备件清洗工序为除工件板脱胶工序之外的其他备件清洗工序。

金刚线切片领域使用的动力纯水设备的纯水产出率一般是50％左右，即有 50％的自来水可以转化为纯水，还有50％的自来水转化为浓水，浓水的硬度高、电导率高，现有技术中一般是直接排放，而本发明将其集中用于插片工序、脱胶工序或备件清洗工序，因插片工序、脱胶工序或备件清洗工序对水质的要求较低、用水量大，浓水完全可以达到使用要求，此方法可以大幅节省自来水。

作为本发明的优选技术方案，所述回收利用方法包括如下环节：

将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗；

将硅片漂洗后的废水用于硅片插片工序；

将硅片插片工序产生的废水用于硅片脱胶工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片插片工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片脱胶工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于备件清洗工序。

金刚线切片中涉及水资源使用的工序大致包括如下几个环节：硅片线切工序、硅片插片工序、硅片脱胶工序(包括喷淋、超声、药剂槽脱胶全工序)、硅片预清洗工序、硅片漂洗工序、备件清洗工序(包括线切冲洗工序和工件板脱胶工序)。

喷淋是指冲洗切割后硅片表面硅粉；超声是指进一步清洗硅片或漂洗药剂；药剂槽脱胶是指通过药剂将胶层溶胀，使硅片从树脂板或者塑料板上脱落。

工件板脱胶是将工件板和塑料板/树脂板间的胶层通过水煮剥离，然后水冷至室温。线切机每刀的切割结构单元包含：工件板、胶层、树脂板、胶层、硅棒，其中工件板用于线切机和待切割单元间的连接加紧，树脂版或塑料板用于连接硅棒和工件板。

线切冲洗房是指线切附件的冲洗点，切割机床加工室中挡板、冷却液喷嘴等部件每刀切割后需要清洗干净再使用。

另一方面，本发明提供一种如上所述的使用方法在金刚线切片工艺中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所涉及的金刚线切片厂区废水的回收利用方法可以实现水资源的极大节约、同时大幅降低污水处理量，降低水处理的经济和环保压力。本发明通过对水资源的合理配置优化，在实现水资源节约的同时，也降低了硅片污片率、；插片损耗率，实现了硅片质量的提升。

附图说明

图1是金刚线切片厂区的通用工艺用水情况示意图；

图2是实施例5提供的金刚线切片厂区的工艺用水情况示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

现有技术中金刚线切片厂区的通用工艺用水情况大致如图1所示：

硅片线切工序使用纯水，平均为0.4吨/刀；硅片预清洗工序和硅片漂洗工序使用纯水，平均为0.75吨/刀；硅片脱胶工序(包括喷淋、超声、药剂槽的全工序)使用自来水，平均为0.91吨/刀；硅片插片工序使用自来水，平均为0.8 吨/刀；备件清洗工序(包括线切冲洗房和工件板脱胶)使用自来水，平均为0.4 吨/刀；折合成自来水的使用总量为4.41吨/刀，合计排水量为5.34吨/刀。

实施例1

本实施例提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，在图1所示水资源的使用基础上，将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换30％，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗。其他操作与通用工艺均相同。

实施例2

本实施例提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，在图1所示水资源的使用基础上，将硅片漂洗后的废水全部用于硅片插片工序。其他操作与通用工艺均相同。

实施例3

本实施例提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，在图1所示水资源的使用基础上，将硅片插片工序产生的废水全部用于硅片脱胶喷淋和超声工序。其他操作与通用工艺均相同。

实施例4

本实施例提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，在图1所示水资源的使用基础上，将自来水制备得到的浓水用于硅片插片工序、硅片脱胶工序和线切冲洗工序。其他操作与通用工艺均相同。

实施例5

本实施例提供一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，在图2所示水资源的使用基础上，将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换30％(线切每到用水总量约为1.3吨，补充30％纯水即0.4吨，置换出的废水约0.25吨用于预清洗，多余的废水排至污水站)，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗；将硅片漂洗后的废水全部用于硅片插片工序；将硅片插片工序产生的废水全部用于硅片脱胶喷淋和超声工序；将自来水制备得到的浓水用于硅片插片工序、硅片脱胶工序和线切冲洗工序。其他操作与通用工艺均相同。

对金刚线切片厂区通用工艺的用水情况、排水情况、污片率、插片损耗率和使用实施例1-5所述回收利用方法的用水情况、排水情况、污片率、插片损耗率汇总如表1所示：

表1

由表1数据可知：对比通用工艺和实施例1-5的数据可知，本发明所涉及的金刚线切片厂区废水的回收利用方法通过在不同环节对水资源进行合理化配置，能够显著降低自来水的使用量和排水量，并且能够显著降低硅片的污片率和插片损耗率。其中，实施例5所述的回收利用方法是最优方案，其自来水的使用量由4.41吨/刀降低至1.91吨/刀；排水量由5.34吨/刀降低至2.71吨/刀；污片比例由0.32％降低至0.11％；插片损耗比例由0.53％降低至0.28％。因此可以实现水资源的极大节约、同时大幅降低污水处理量，在实现水资源节约的同时，也降低了硅片污片率、插片损耗率，实现了硅片质量的提升。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种金刚线切片厂区废水的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法包括：将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗。

2.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述补充置换出来的水量为切割用废水的20-40％，优选30％。

3.如权利要求1或2所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法还包括：将硅片漂洗后的废水用于硅片插片工序。

4.如权利要求1-3中任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法还包括：将硅片插片工序产生的废水用于硅片脱胶工序。

5.如权利要求1-4中任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片插片工序。

6.如权利要求1-5中任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片脱胶工序。

7.如权利要求1-6中任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法还包括：将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于备件清洗工序；

优选地，所述备件清洗工序为除工件板脱胶工序之外的其他备件清洗工序。

8.如权利要求1-7中任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法包括如下环节：

将硅片线切工序中的切割用废水进行补充置换，并将置换出来的切割用废水用于硅片清洗机预清洗槽对硅片进行预清洗；

将硅片漂洗后的废水用于硅片插片工序；

将硅片插片工序产生的废水用于硅片脱胶工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片插片工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于硅片脱胶工序；

将自来水制备纯水工序中产生的浓水用于备件清洗工序。

9.如权利要求1-8中任一项所述的使用方法在金刚线切片工艺中的应用。