DD296471A5

DD296471A5 - Verfahren zur kontinuierlichen und kontrollierten ausfaellung von feinstverteiltem silicium aus einem strom waessriger schleiftruebe

Info

Publication number: DD296471A5
Application number: DD34252390A
Authority: DD
Inventors: Klaus Neuwald
Original assignee: Veb Spurenmetalle Freiberg,De
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1991-12-05

Abstract

Zur Klaerung einer Schleiftruebe, die feinstverteiltes Silicium enthaelt, wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem feinstverteiltes Silicium aus einem Strom waeszriger Schleiftruebe mittels Lauge kontrolliert und kontinuierlich ausgefaellt wird. Hierbei wird Lauge, die in einer ersten Stufe fuer das AEtzen von Siliciumscheiben und in einer zweiten Stufe fuer das Auswaschen von saurer Abluft genutzt wird, einem gleichmaeszigen Strom von Schleiftruebe ueber einen Drallmischer kontinuierlich bis zum p H-Wert 9 unter gleichzeitiger oder zeitlich versetzter Zugabe von Eisen-III-chlorid bis zum Erreichen des Neutralpunktes zudosiert. Die Schleiftruebe wird durch das erfindungsgemaesze Verfahren vollstaendig geklaert und kann ohne weitere Behandlung dem Abwasser zugefuehrt werden. Damit ist auch ein wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet worden.{Schleiftruebe; Silicium, feinstverteilt; Klaerung; Ausfaellung}

Description

entstehen Eisenhydroxidflocken, die das feinstverteilte Silicium aus der Schleiftrübe völlig binden und damit die Schleiftrübe klären. Nach der Sedimentation in einem Absatzbecken (8) kann das geklärte und neutrale Abwasser (10) unbedenklich in die Abwasserleitung gegeben werden. Die erfinderische Lösung leistet somit neben der Aufarbeitung der bei der mechanischen Bearbeitung von Silicium-Einkristallen entstehenden Schleiftrübe einen großen Beitrag bei der Verminderung der Umweltbelastung. Darüber hinaus wird Lauge, die ebenfalls als Abprodukt entsteht, einer nochmaligen Verwendung zugeführt und gleichzeitig kostenlos entsorgt. Nach der Einspeisung von Lauge und Eisen-Ill-Chlorid über den Drallmischer in die Schleiftrübe, ist über eine Entnahmevorrichtung die Möglichkeit einer Probenahme zur Kontrolle der Ausflockung und des pH-Wertes gegeben.

Fig. 1: Schema zur Entsorgung von Schleiftrübe, die mit feinstverteiltem Silicium versetzt ist.

Claims

Verfahren zur kontrollierten und kontinuierlichen Ausfällung von feinstverteiltem Silicium aus einem Strom wäßriger Schleiftrübe, gekennzeichnet dadurch, daß Lauge, die in einer ersten Stufe für das Ätzen von Siliciumscheiben und in einer zweiten Stufe für das Auswaschen von saurer Abluft genutzt wird, einem gleichmäßigen Strom von Schleiftrübe über einen Drallmischer kontinuierlich bis zum pH-Wert 9 unter gleichzeitiger oder zeitlich versetzter Zugabe von Eisen-lll-chlorid bis zum Erreichen des Neutralpunktes zudosiert wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen und kontrollierten Ausfällung von feinstverteiltem Silicium aus einem Strom wäßriger Schleiftrübe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Ausfällen von Stoffen aus industriellen Trüben mittels Fällungsmitteln, wie zum Beispiel Eisen-lll-chlorid unter Berücksichtigung des pH-Wertes ist bekannt. Es werden eine Vielzahl von Versuchen zur Ausfällung von feinstverteiltem Silicium aus wäßrigen Schleiftrüben durchgeführt. Die bisherigen Versuche zur Ausfällung von feinstverteiltem Silicium aus wäßrigen Schleiftrüben sind jedoch bisher ergebnislos geblieben. Die besondere Schwierigkeit der Klärung der bei der Verarbeitung von Halblehersilicium anfallenden Schleiftrüben besteht darin, daß eine Klärung der Schleiftrübe beispielsweise durch Absetzen in Absetzbecken auf Grund der geringen Korngröße des Siliciums mehrere Tage dauert und auch nur einen geringen Wirkungsgrad besitzt. Da die Schleiftrübe außer feinstverteiltem Silicium von Korngrößen im Bereich von 0-10pm auch weitere Verunreinigungen, wie Schlauchstücke, Graphitteile, Scheibenbruch und andere Bestandteile enthält, ist die Klärung der Schleiftrübe nicht möglich. Auch Versuche zur Klärung der Schleiftrübe mittels Hydrozyklonen hat kein positives Ergebnis gebracht. Ebenso sind alle Versuche, die Schleiftrübe mit verschiedenen Fällungsmitteln zu klären, sind bisher ergebnislos geblieben. Eine Klärung der Schleiftrübe durch Fällung muß mit einem solchen Wirkungsgrad erfolgen, daß gewährleistet ist, daß nur maximal 50mg Feststoffanteil in das öffentliche Abwasser eingeleitet werden, um die Forderung der staatlichen Gewässeraufsicht zu erfüllen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die bei der mechanischen Bearbeitung von Siliciumscheiben und Kompaktmaterial anfallenden Schleiftrübe zu klären.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Klärung der bei der mechanischen Bearbeitung von Siliciumscheiben und Kompaktmaterial anfallenden Schleiftrübe zu entwickeln, wird dadurch gelöst, daß Lauge, die in einer ersten Stufe beim Ätzen von Siliciumscheiben und in einer zweiten Stufe beim Waschen saurer Abluft anfällt, über einen Drallmischer einem gleichmäßigen Strom einer Schleiftrübe, die feinstverteiltes Silicium und andere Verunreinigungen enthält, zugeführt wird. Gleichzeitig oderzeitlich versetzt, wird der Schleiftrübe ebenfalls über den Drallmischer Eisen-lll-chlorid zugesetzt. Durch diese Verfahrensweise wird das feinstverteilte Silicium innerhalb kürzester Zeit sedimentiert. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Lauge, die für die alkalische Ätzung der Siliciumscheiben und in einem zweiten Schrittzur Neutralisierung saurer Abluft, die bei der Säureätzung von Siliciumscheiben entsteht, verwendet wurde für das erfindungsgemäße Verfahren der Klärung von Schleiftrübe, wie sie bei der mechanischen Bearbeitung von Siliciumscheiben anfällt, weiterverwendet werden kann. Bisher wurde die etwa 5%ige Lauge nach erfolgter Abgaswäsche verworfen. Dies bedeutet, daß diese Lauge, die in einer Menge von ca. 800 m³ anfällt, entsorgt werden mußte. Hierzu war ein erheblicher Aufwand erforderlich. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die mit feinstverteiltem Silicium versetzte Schleiftrübe, die in einer Menge von etwa 400m³/Tag anfällt und die bisher mangels geeigneter Verfahren ungeklärt in das Abwasser eingeleitet wurde, vollständig geklärt und neutral ist. Die bisher durchgeführten Versuche, zur Klärung der Siliciumpartikel enthaltenden Schleiftrübe, erbrachten keinen Erfolg. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung, die mit feinstverteiltem Silicium versetzte Schleiftrübe vollständig geklärt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Aus einem Sammelbehälter (1), in dem die verschiedenen aus der mechanischen Kristallbearbeitung von Silicium-Einkristallen stammende feinstverteiltes Silicium enthaltende Schleiftrübe gesammelt wird, wird diese über eine Pumpe (2), zur Erzielung eines gleichmäßigen Flusses übereinen Drallmischer (5) einem Absatzbecken zugeführt. Der Schleiftrübe wird Lauge (3), die bei der alkalischen Ätzung von Siliciumscheiben benötigt wird und die in einer zweiten Stufe zur Neutralisation saurer Abgase, die bei der sauren Ätzung von Siliciumscheiben entstehen, verwendet wird, über den Drallmischer (5) der Schleiftrübe zugesetzt (ca. 5 l/m³). Gleichzeitig wird der Schleiftrübe über den Drallmischer (5) Eisen-Ill-Chlorid (4), (ca. 10%ig, 1 l/m³) zugesetzt. Hierbei