CN219885685U - 半导体化学机械研磨污泥资源化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是在于提供一种半导体化学机械研磨污泥资源化装置，主要设有焙烧装置、浸渍搅拌装置、第一离心脱水装置、清洗装置及第二离心脱水装置，其中，该浸渍搅拌装置是连接至该焙烧装置，将焙烧后的半导体化学机械研磨污泥置入该浸渍搅拌装置内，该浸渍搅拌装置上设有一添加装置，该第一离心脱水装置是连接至该浸渍搅拌装置，该第一离心脱水装置还连接至该清洗装置，该第二离心脱水装置是连接至该清洗装置，经该第二离心脱水装置离心所得的产物即为二氧化硅产品。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种半导体化学机械研磨污泥资源化装置。
背景技术
据考察，硅晶圆生产过程中一个非常重要的步骤就是化学机械研磨(CMP)制程，而半导体化学机械研磨所产生的污泥(简称CMP污泥)，是晶圆代工厂的主要固体废弃物，来源自晶圆代工厂制程中的化学机械研磨程序，成分以氧化硅、氧化铝、氧化铈等高硬度的矿物陶瓷材料为主，是以氧化硅颗粒为主的磨屑成分；目前CMP污泥被认定是一般工业废弃物，以废弃物代码D0902无机污泥的方式出厂，委托合法清除处理去进行掩埋、焚化等处理，然而，这样的处理方法，资源无法被再利用，极为浪费资源，且不具环保效益；还或者再利用为水泥或砖瓦的副原料，但这样的副原料的市场性受限。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是在于提供一种半导体化学机械研磨污泥资源化装置，可有效解决半导体化学机械研磨污泥的处理问题。
本实用新型的半导体化学机械研磨污泥资源化装置，主要是设有焙烧装置、浸渍搅拌装置、第一离心脱水装置、清洗装置及第二离心脱水装置，其中，该焙烧装置是用于对半导体化学机械研磨污泥进行热处理，以去除有机杂质，该浸渍搅拌装置是连接至该焙烧装置，用于将焙烧后的半导体化学机械研磨污泥置入该浸渍搅拌装置内，且该浸渍搅拌装置具有温度控制功能，其中，该浸渍搅拌装置上还设有一添加装置，该添加装置内可以装有浸渍液；该第一离心脱水装置是连接至该浸渍搅拌装置，用于将该浸渍搅拌装置浸渍搅拌所得的产物进行固体浓缩，且将所得的浓缩物中的浸渍液去除，该清洗装置是连接至该第一离心脱水装置，用于将所得的离心脱水产物进行加水清洗；该第二离心脱水装置是连接至该清洗装置，用于得到二氧化硅产品。
本实用新型的半导体化学机械研磨污泥资源化装置，其中，该添加装置中可以使用浸渍液，所述浸渍液可以包含盐酸、硝酸、硫酸、磷酸等无机酸成分及具有羧基(-COOH)、磺酸基(R-SO3H)、亚磺酸基(R-SOOH)、硫羧酸基(R-SH)等有机酸成分的单一成分或混合物加去离子水所混合而成的溶液，该浸渍液中无机酸的当量浓度可以不超过5N，有机酸的当量浓度可以不超过5N，使可酸溶出的不纯物溶出。
本实用新型的半导体化学机械研磨污泥资源化装置，其优点是在于：CMP污泥经资源化所得的二氧化硅粉体，可作为耐火材料、工业用填充材、陶瓷材料等，使资源得以充分被再利用，且极具环保效益。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例的装置示意图。
图2所示为本实用新型实施例资源化处理方法的流程图。
附图标号说明：
1 焙烧装置
2 浸渍搅拌装置
21 添加装置
3 第一离心脱水装置
4 清洗装置
5 第二离心脱水装置
具体实施方式
有关本实用新型为达上述的使用目的与功效所采用的技术手段，现举出较佳可行的实施例，并配合附图所示，详述如下：
本实用新型的实施例，请参阅图1所示，主要设有一焙烧装置1、一浸渍搅拌装置2、一第一离心脱水装置3、一清洗装置4及一第二离心脱水装置5，其中，该焙烧装置1是用于对半导体化学机械研磨污泥(CMP污泥)进行800℃～1200℃的热处理，以去除有机杂质，该浸渍搅拌装置2是连接至该焙烧装置1，用于将焙烧后的半导体化学机械研磨污泥置入该浸渍搅拌装置2内，该浸渍搅拌装置2具有温度控制功能，该浸渍搅拌装置2上还有一添加装置21，该添加装置21内可以装有浸渍液，该浸渍液可以为包含盐酸、硝酸、硫酸、磷酸等无机酸成分及具有羧基(-COOH)、磺酸基(R-SO3H)、亚磺酸基(R-SOOH)、硫羧酸基(R-SH)等有机酸成分的单一成分或混合物加去离子水所混合而成的溶液，该浸渍液中无机酸的当量浓度可以不超过5N，有机酸的当量浓度可以不超过5N，用于使可酸溶出的不纯物溶出，该第一离心脱水装置3是连接至该浸渍搅拌装置2，用于将该浸渍搅拌装置2浸渍搅拌所得的产物进行固体浓缩，且将所得的浓缩物中的浸渍液去除，该清洗装置4是连接至该第一离心脱水装置3，用于将所得的浓缩产物进行加水清洗，该第二离心脱水装置5是连接至该清洗装置4，用于得到二氧化硅产品，如此，即为半导体化学机械研磨污泥资源化装置。
本实用新型的上述装置可以用于进行半导体化学机械研磨污泥资源化，其实施的方法可以如图2所示，但不限制，其处理步骤如下：
(1)干燥：可以将CMP污泥进行干燥除水，干燥温度100℃～200℃，干燥时间0.5～2小时，得固体CMP干污泥；
(2)焙烧：在一焙烧装置1(如高温炉)内可以置入步骤(1)所得的CMP干污泥进行焙烧，焙烧温度为800℃～1200℃，焙烧时间为0.5～3小时；
(3)浸渍：在浸渍搅拌装置2(如反应槽)内可以置入步骤(2)所得的固体污泥，并由添加装置21加入浸渍液进行搅拌，搅拌温度为20℃～80℃，搅拌时间为0.5～2小时，浸渍液与污泥固体的液体与固体的重量比例为1：1～10：1；
(4)分离：经第一离心脱水装置3可以将步骤(3)所得的产物进行固体浓缩，将所得的浓缩物中的浸渍液去除，得到固体和液体；
(5)浓缩：可以将步骤(4)分离处理所得的液体送至用于进行浓缩反应的浓缩系统，可得到硫酸铜水溶液副产品，该浓缩系统中的残余液体进入再生浓缩液系统循环回用；
(6)清洗：可以在将步骤(4)分离处理所得的固体污泥取出后，置入清洗装置4中加入水进行水洗，水的浊度小于150NTU，水与固体污泥的重量比例为1：1～10：1，水洗时间为0.5～2小时，清洗后的残余水进入再生水系统循环回用；
(7)脱水：可以将步骤(6)所得的产物置入第二离心脱水装置5进行脱水，脱水后的液体进入再生水系统循环回用；
(8)产品：步骤(7)脱水后所得的固体即为二氧化硅产品。
本实用新型的装置将CMP污泥经资源化所得的二氧化硅粉体，可作为耐火材料、工业用填充材、陶瓷材料等，使资源得以被充分再利用，且极具环保效益。
综上所述，本实用新型确实已达到所预期的使用目的与功效，且与已知的相比更加理想、实用，只是，上述实施例仅是针对本实用新型的较佳实施例进行具体说明而已，该实施例并非用以限定本实用新型的申请专利范围，凡是其它未脱离本实用新型所揭示的技术手段下所完成的均等变化与修饰，均应包含于本实用新型所涵盖的申请专利范围中。
Claims (2)
1.一种半导体化学机械研磨污泥资源化装置，主要是设有焙烧装置、浸渍搅拌装置、第一离心脱水装置、清洗装置及第二离心脱水装置，其特征在于，
该焙烧装置是用于对半导体化学机械研磨污泥进行热处理，以去除有机杂质；
该浸渍搅拌装置连接至该焙烧装置，用于将焙烧后的半导体化学机械研磨污泥置入该浸渍搅拌装置内，且该浸渍搅拌装置具有温度控制功能，其中，该浸渍搅拌装置上还设有一添加装置，该添加装置内装有浸渍液；
该第一离心脱水装置连接至该浸渍搅拌装置，用于将该浸渍搅拌装置浸渍搅拌所得的产物进行固体浓缩，且将所得的浓缩物中的浸渍液去除；
该清洗装置连接至该第一离心脱水装置，用于将所得的离心脱水产物进行加水清洗；
该第二离心脱水装置连接至该清洗装置，用于得到二氧化硅产品。
2.如权利要求1所述的半导体化学机械研磨污泥资源化装置，其特征在于，该添加装置中使用的浸渍液为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸无机酸成分及具有羧基、磺酸基、亚磺酸基、硫羧酸基有机酸成分的单一成分或混合物加去离子水所混合而成的溶液，该浸渍液中无机酸的当量浓度不超过5N，有机酸的当量浓度不超过5N，使可酸溶出的不纯物溶出。
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