DE102009039727A1

DE102009039727A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von verbrauchten Bearbeitungsslurries

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Publication number: DE102009039727A1
Application number: DE102009039727A
Authority: DE
Inventors: Guntram Krettek
Original assignee: Individual
Current assignee: Krettek Guntram De
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-03

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von verbrauchten Bearbeitungsslurries beschrieben. Bei dem Verfahren wird der unverdünnte verbrauchte Bearbeitungsslurry einer Fest-Flüssig-Trennung in Trägerfluid und restliche Feststoffe durch Zentrifugieren unterzogen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Zentrifuge mit hängend angeordneter Schleudertrommel oder eine stehend angeordnete Zentrifuge mit fliegend gelagerter Schleudertrommel auf. Die verwendete Zentrifuge besitzt eine große Klassierfläche und einen kleinen Durchmesser, d.h. ein hohes Schlankheitsverhältnis. Auf diese Weise kann mit hohen Schleuderfaktoren gearbeitet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufbereiten von verbrauchten Bearbeitungsslurries enthaltend ein Bearbeitungsmedium, ein Trägerfluid für das Bearbeitungsmedium, Bearbeitungsgutmaterial, Bearbeitungswerkzeugpartikel und ggf. Additive.
Solche verbrauchten Bearbeitungsslurries fallen beispielsweise beim Sägen, Schleifen, Läppen etc. von Bearbeitungsgutmaterial an, wobei ein in einem Trägerfluid enthaltenes Bearbeitungsmedium, beispielsweise ein abrasives Medium, Verwendung findet. Trägerfluid und Bearbeitungsmedium bilden eine Suspension, mit deren Hilfe der eigentliche Bearbeitungsvorgang mit einem Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einer Säge, durchgeführt wird. Nach beendetem Bearbeitungsvorgang sammeln sich in der Suspension auch Partikel des Bearbeitungswerkzeuges sowie des Bearbeitungsgutmateriales an, so dass der dabei entstehende Slurry das Bearbeitungsmedium mit Trägerfluid, Bearbeitungsgutmaterial, Bearbeitungswerkzeug, Bearbeitungspartikel und möglicherweise Additive enthält.
Solche Bearbeitungsslurries entstehen beispielsweise bei der Bearbeitung von Silicium. Chip- und solartaugliches Silicium wird im sogenannten Einkristall-Schmelzverfahren aus bis zu 2 m langen Stangen mit bis zu 300 mm Durchmesser, sogenannten „Ingots”, gefertigt. Diese Ingots werden in hauchdünne Scheiben (Wafer) mit einer Dicke bis zu 130–650 μm mit Hilfe sogenannter Drahtsägen gesägt, d. h. ein Eisendraht wird als Säge durch den Siliciumblock geführt. Damit dieser Draht überhaupt schneiden kann, wird er fortlaufend mit einer sogenannten Sägesuspension beschichtet. Eine solche Suspension besteht aus einem Trägerfluid als Viskositätsgeber, beispielsweise Polyethylenglycol (PEG), und abrasiven Feststoffen, beispielsweise Siliciumcarbid (SiC) in einer für den jeweiligen Schneidvorgang geeigneten Körnung. Diese Suspension wird meist im Mischungsverhältnis von 50:50 angesetzt. Beim Sägevorgang fällt als Verschnitt reines Silicium an, pro Schnitt etwa 300 μm des Ingots, welches sich in der Sägesuspension anreichert. Die Suspension kann zum mehrmaligen Sägen verwendet werden, aber durch die immer größer werdenden Siliciumkonzentrationen ist nach wenigen Durchläufen die Suspension verbraucht.
Als Aufbereitungsverfahren gibt es ein System, das mit Hydrozyklonen und vielen wässrigen Verdünnungsstufen arbeitet und am Ende eine Trennung von Polyethylenglycol und Feststoff, in diesem Fall SiC und SiO₂, ergibt. Eine weitergehende Auftrennung von SiC und SiO₂ ist mit diesem Verfahren nicht möglich. Auch arbeitet das Verfahren nur bis zu einer Teilchengröße von max. 5 μm. Da in wässriger Verdünnung gearbeitet wird, muss der Wasseranteil im Polyethylenglycol aufwändig und teuer entfernt werden. Eine Rückgewinnung des Chip- oder Solarsiliciums ist mit dieser Methode nicht möglich, da sich durch die wässrige Verdünnung das elementare Silicium oxidativ zu SiO₂ und dessen Hydratformen umsetzt.
Aus der DE 10 2007 048 879 A1 ist ein Verfahren zur Wiederaufbereitung von fluiden Sägeslurries bekannt, bei dem das Fluid von den Sägepartikeln abgetrennt wird, wobei das Abtrennen mittels einer Filtration über einen Kernspurfilter erfolgt und das so erhaltene fluide Permeat weiterverwendet wird.
Aus der US 6 231 628 B1 ist ein Verfahren zur Trennung, Regeneration und Wiederverwendung eines verbrauchten Slurries auf Glycolbasis bekannt, bei dem der verbrauchte Slurry zur Reduzierung der Viskosität erhitzt und in eine flüssige Fraktion und eine feste Fraktion getrennt wird. Das Trennen erfolgt hierbei ebenfalls durch Filtration. Der festen Fraktion wird Wasser zugesetzt, um ein Feststoff/Flüssigkeitsgemisch zu erhalten, das unter Verwendung eines Zyklons getrennt wird.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren des Standes der Technik sind insgesamt aufwändig und in Bezug auf den Reinheitsgrad der wiedergewonnenen Produkte verbesserungsfähig.
Die mit Verdünnung arbeitenden Verfahren haben den Nachteil, dass durch den Wasserzusatz chemische Reaktionen stattfinden, die die Ausgangsprodukte verändern, so dass diese nicht mehr ohne Weiteres im ursprünglichen Zustand zurückgewonnen werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs wiedergegebenen Art zur Verfügung zu stellen, mit dem sich bei einer einfachen Durchführung die Ausgangsprodukte mit hoher Reinheit wiederaufbereiten lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art dadurch gelöst, dass der unverdünnte verbrauchte Bearbeitungsslurry einer Fest-Flüssig-Trennung in Trägerfluid und restliche Feststoffe durch Zentrifugieren unterzogen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt einen anderen Ansatz als beim Stand der Technik. Hierbei wird der Bearbeitungsslurry nicht mit Wasser verdünnt, was zu einer Kontamination der Wertstoffe führt. Vielmehr werden die Wertstoffe durch Zentrifugieren voneinander getrennt, wobei insbesondere extrem hochtourige Zentrifugen zum Einsatz gelangen, mit denen eine sortenreine Trennung der Wertstoffe im Zentrifugalkraftfeld gelingt. Mit Hilfe von derartigen Zentrifugen wird erfindungsgemäß eine effektive Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt, d. h. das Trägerfluid wird von den restlichen Feststoffen (Bearbeitungsmedium, Bearbeitungsgutmaterial, Bearbeitungswerkzeugpartikel und ggf. Additive) abgetrennt.
Das abgetrennte Trägerfluid kann verschiedenen Verwendungszwecken zugeführt werden. Es kann insbesondere wieder zur Herstellung von Bearbeitungsslurries eingesetzt werden. Vorzugsweise findet eine Reinigung des abgetrennten Trägerfluides statt, insbesondere ein Waschvorgang mit einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Hexan.
Vorzugsweise werden die beim Zentrifugieren als Feststoffkuchen gewonnen restlichen Feststoffe durch weitere Trennverfahren voneinander getrennt, um eine vollständige Wiederaufbereitung des Slurries zu erreichen. Hierbei können verschiedenartige Trennverfahren zur Anwendung gelangen. Beispielsweise werden die Bearbeitungswerkzeugpartikel durch ein magnetisches Trennverfahren abgetrennt, wenn die Bearbeitungswerkzeugpartikel aus einem magnetischen Material, wie Eisen, bestehen. Bei der Wiederaufbereitung der restlichen Feststoffe können beispielsweise weitere Zentrifugierverfahren, Filtrationsverfahren etc. Verwendung finden.
Nach Abtrennung der Bearbeitungswerkzeugpartikel können beispielsweise das Bearbeitungsmedium und das Bearbeitungsmaterial durch ein weiteres Zentrifugierverfahren voneinander getrennt werden, wobei hier von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, dass die Korngrößenverteilungen beider Materialien in einer bimodalen Form vorliegen. Diese kann mit einem scharfen Schnitt durch Zentrifugieren (Klassieren) aufgetrennt werden. Hiermit kann im Zentrifugalkraftfeld ohne Zugabe von weiteren Hilfsflüssigkeiten (keine Kontamination) eine weitestgehende Aufteilung von Verarbeitungsmedium und Bearbeitungsgutmaterial erreicht werden.
Die resultierenden Wertstoffströme können speziellen Verwendungen zugeführt werden. Sie können aber auch in einem Slurrymanagementsystem wieder zu Bearbeitungssuspensionen vereint und somit wieder an den Anfang des Bearbeitungsprozesses, also der Wertschöpfungskette, zurückgeführt werden. Das abgetrennte Bearbeitungsgutmaterial kann durch Wasch- und/oder Filtrationprozesse wieder als reiner Werkstoff gewonnen werden. Das Ziel ist ein geschlossener Wertstoffkreislauf.
Der hier verwendete Begriff „Bearbeitungsslurry” soll Schlämme, Schlicker, Pasten etc. abdecken, d. h. Materialien mit allen Viskositätsbereichen zwischen flüssig und fest.
Wie bereits erwähnt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise mit hochtourigen Zentrifugen gearbeitet. So wird speziell beim Zentrifugieren mit einem Schleuderfaktor > 3000 g, insbesondere in einem Bereich von 10.000–20.000 g operiert. In diesem Operationsfeld lässt sich das Trägerfluid exakt (mit einem hohen Reinheitsgrad) von den restlichen Feststoffen des verbrauchten Bearbeitungsslurries abtrennen.
Was den Temperaturbereich beim Zentrifugieren anbetrifft, so wird vorzugsweise in einem Temperaturbereich < 80°C, insbesondere in einem Bereich von 50°C–80°C, zentrifugiert. Dieser Temperaturbereich ist optimal, um nicht mit zu hohen Schleuderfaktoren arbeiten zu müssen. Andererseits erfordert das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht zwingend einen Schritt zur Viskositätsreduzierung.
Die vorstehend angegebenen hohen Schleuderfaktoren lassen sich nur mit Spezialzentrifugen realisieren, die die entsprechenden Lagerkräfte beherrschen. So wird vorzugsweise mit Zentrifugen mit großer Klassierfläche und geringem Innendurchmesser gearbeitet, insbesondere mit Zentrifugen mit einem relativ hohen Schlankheitsverhältnis. Speziell finden Zentrifugen mit einem Schankheitsverhältnis L/D > 1,2, wobei L die Länge oder Höhe der in der Zentrifugentrommel zur Verfügung stehenden Klassierfläche und D der Innendurchmesser der Zentrifugentrommel ist, Verwendung.
Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise in der DE 199 25 082 B4 beschrieben. Vorzugsweise wird mit einer solchen Zentrifuge gearbeitet.
Was die Rückgewinnung des in der Zentrifuge gebildeten Feststoffkuchens anbetrifft, so kann dieser mechanisch entfernt werden, beispielsweise über Ausschälschritte mit geeigneten Schaber/Messervorrichtungen. Die beim Zentrifugieren abgetrennten restlichen Feststoffe (Feststoffkuchen) können jedoch auch mit Hilfe eines Redispergierfluides redispergiert und dann zur Weiterverwendung wieder vom Redispergierfluid getrennt werden. Kombinationen beider Verfahren können ebenfalls Anwendung finden. Beim Redispergieren kann der Feststoffkuchen beispielsweise durch einen Hochdruckstrahl aufgelöst und separiert werden.
Durch die Verwendung der beschriebenen Zentrifugen mit hohem Schlankheitsverhältnis lassen sich, wie erwähnt, hohe Schleuderfaktoren verwirklichen, ohne dass nicht mehr beherrschbare Lagerkräfte entstehen. Ferner wird hierdurch eine Spritzkornminimierung und ein Auffangen der Feinpartikel erreicht, da die Distanz zwischen Aufgabe und Entnahme bei diesen Zentrifugen besonders groß ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorzugsweise zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Sägeslurries beim Sägen von Ingots, insbesondere Silicium-Ingots, Verwendung. Bei derartigen Sägeslurries findet als Trägerfluid insbesondere ein Glycol, speziell Polyethylenglycol, Verwendung. Als Bearbeitungsmedium wird hierbei speziell Siliciumcarbid eingesetzt, das als abrasives Material dient.
Dies schließt nicht aus, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Wiederaufbereitung von Bearbeitungsslurries eingesetzt werden kann, die aus anderen Bearbeitungsvorgängen, wie Schleifen, Läppen etc., resultieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung weist eine Zentrifuge auf, bei der es sich vorzugsweise um eine Zentrifuge mit hängend angeordneter Schleudertrommel handelt. Bei einer anderen Ausführungsform findet eine stehend angeordnete Zentrifuge mit fliegend gelagerter Schleudertrommel Verwendung. Wir erwähnt, besitzen diese Zentrifugen vorzugsweise eine große Klassierfläche und einen kleinen Durchmesser und weisen ein hohes Schlankheitsverhältnis mit L/D > 1,2 auf. Hierzu findet insbesondere eine in der DE 199 25 082 B4 beschriebene Zentrifuge Verwendung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Zentrifugierschrittes zur Abtrennung des Trägerfluides von den Feststoffen einer Sägesuspension;
2 einen Teilvertikalschnitt durch eine Zentrifuge mit hängend angeordneter Schleudertrommel, die für das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet; und
3 einen Teilvertikalschnitt durch eine stehende Zentrifuge, die für das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet.
1 zeigt schematisch eine Zentrifuge 21 mit einem äußeren Gehäuse und einer inneren Zentrifugentrommel 22. Durch Rotation der Zentrifugentrommel 22 erfolgt eine Trennung in eine flüssige Phase und eine feste Phase, wobei sich die feste Phase in der Form eines Feststoffkuchens 23 an der radialen Innenwand der Trommel 22 absetzt. Im vorliegenden Fall wird verbrauchte Sägesuspension, die sich aus einem Bearbeitungsmedium, hier Siliciumcarbid, einem Trägerfluid für das Bearbeitungsmedium, hier Polyethylenglycol (PEG), Bearbeitungsgutmaterial, hier Silicium, und Bearbeitungswerkzeugpartikeln, hier Eisen, zusammensetzt, über einen Einlass 24 in die Zentrifugentrommel 22 eingeführt. Durch Rotation der Zentrifugentrommel 22 erfolgt eine Trennung in die Feststoffe SiC, Fe und Si, die sich als Feststoffkuchen 23 absetzen, und das Trägerfluid PEG, das über einen Überlauf und einen Ablauf 25 als flüssige Phase aus der Trommel herausgeführt wird. Der Feststoffkuchen 23 wird in einer Redispergierphase, in der die Trommel 22 mit geringer Drehzahl rotiert, von der Innenwand der Trommel 22 abgeführt. Hierzu wird ein Redispergierfluid beispielsweise mit hohem Druck als Strahl auf den Feststoffkuchen 23 aufgebracht, so dass sich dieser von der Innenwand der Trommel löst und über den Auslass 26 abgeführt wird. Die dabei gebildete Dispersion, die aus SiC/Fe/Si und dem Redispergierfluid besteht, wird wieder aufbereitet, indem das Redispergierfluid abgetrennt wird. Danach können die Eisenpartikel beispielsweise über einen magnetischen Trennvorgang abgetrennt werden. Das verbleibende SiC/Si-Gemisch kann beispielsweise über einen Klassiervorgang in einer weiteren Zentrifuge mit einem scharfen Schnitt aufgetrennt werden, da diese Substanzen in bimodaler Form vorliegende Korngrößenverteilungen besitzen.
Die 2 und 3 zeigen zwei Beispiele von Zentrifugen, die für das vorstehend beschriebene Trennverfahren Verwendung finden können.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Zentrifuge mit hängend angeordneter Schleudertrommel im Teilvertikalschnitt. Die Zentrifuge weist ein Außengehäuse 1 auf, das einen relativ großen Raum umgibt, in dem ein eine Zentrifugentrommel 3 umgebendes Innengehäuse 2 angeordnet ist. Das Innengehäuse 2 ist mit einem Deckel 14 versehen, der am Lagergehäuse 5, und zwar an einer Lagerbuchse 7 des Lagergehäuses, befestigt ist. Das Wellenlager 5 ist in einer Öffnung des Außengehäuses 1 in abgedichteter Weise montiert und hat einen kugelkalottenförmigen Abschnitt 6, mit dem das Lager schwenkbar bzw. flexibel in einer entsprechenden sphärisch ausgebildeten Lagerpfanne eines fest am Außengehäuse 1 angebrachten Teiles des Wellenlagers 5 gelagert ist. Die Lagerbuchse 7 kann somit Schwenkbewegungen relativ zum Außengehäuse 1 ausführen, wobei sich das Innengehäuse 2 mitbewegt.
Ein geeigneter Wellenantrieb 12 in der Form eines Elektromotors ist außerhalb des Außengehäuses 1 angeordnet. Eine Abdeckung 13 dient zur Abdeckung des Wellenlagers 5. Im Inneren der Lagerbuchse 7 sind ein oder mehrere Wälzlager (nicht gezeigt) angeordnet, die die Welle 4 drehbar innerhalb der Lagerbuchse 7 lagern. Die Welle 4 kann somit eine Drehbewegung und eine Schwenk- bzw. Pendelbewegung ausführen.
Eine Entfernungseinrichtung 9 zur Entfernung des Feststoffkuchens ist am Deckel 14 des Innengehäuses 2 bzw. an der Lagerbuchse 7 befestigt. Die Entfernungseinrichtung 9 weist einen sich durch den Deckel des Innengehäuses 2 erstreckenden Arm 10 auf, der entsprechende Messer 11 zur Entfernung des Feststoffkuchens trägt. Am unteren Ende des Innengehäuses ist ein Auslass 15 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform ist durch die Montage des Innengehäuses 2 am Wellenlager 5 und der Entfernungseinrichtung 9 am Deckel 14 des Innengehäuses 2 bzw. an der Lagerbuchse 7 sichergestellt, dass Innengehäuse und Entfernungseinrichtung 9 die Schwenk- bzw. Pendelbewegungen der Welle 4 mitmachen, so dass zwischen dem Arm 10 und der Welle 4 bzw. der Trommelwand immer Parallelität herrscht.
Die in 3 dargestellte „stehende” Zentrifuge arbeitet als Nassklassiereinrichtung und besitzt ein stationäres Gehäuse 100 mit einem darauf angeordneten Deckel 150. Das stationäre Gehäuse 100 ist über geeignete Vibrationsdämpfungseinrichtungen auf einem Lagergestell gelagert. Innerhalb des stationären Gehäuses 100 ist eine Schleudertrommel 20 mit vertikaler Achse angeordnet, die von einer vertikalen Welle 80 in Rotation versetzt wird. Die vertikale Welle 80 erstreckt sich von unten in die Schleudertrommel 20 hinein. Sie wird von einem Lagergehäuse 110 umgeben, das ein oberes Hauptlager 90 und ein unteres zweites Lager zum Lagern der Welle 80 enthält. Das Lagergehäuse 110 ist an einer Platte 170 befestigt, welche wiederum am stationären Gehäuse 100 befestigt ist. Die Welle 80 erstreckt sich durch das Lagergehäuse 110 und die Platte 170 nach unten über eine geeignete Kupplungseinrichtung 180 bis zu einem einen Direktantrieb bildenden Elektromotor 120. Die Drehzahl der Welle 80 ist regelbar.
Die Schleudertrommel 20 weist eine geeignete Zuführung 130 für die zu klassierende Sägesuspension auf, die sich in der Form eines Rohres durch die oben offene Schleudertrommel in diese hinein bis zu deren unterem Endbereich erstreckt und dort eine Austrittsöffnung aufweist. Die klassierte Sägesuspension (Polyethylenglycol) wird über ein Abzugsrohr 160 vom oberen Ende der Schleudertrommel 20 abgezogen. Ein Abzugsrohr 140 am unteren Ende der Schleudertrommel dient zum Abziehen des Sedimentes (SiC, Si, Fe).
Wie man der Figur entnehmen kann, ist die Schleudertrommel somit in ihrem unteren Bereich kreisringförmig und in ihrem oberen Bereich kreisförmig ausgebildet. Horizontale Trennwände 40 unterteilen das Innere der Schleuderkammer in sechs übereinander angeordnete Klassierkammern 30, in deren radialen Endbereichen das Sediment abgelagert wird. Dieses wird von dort über eine geeignete Entfernungseinrichtung (nicht gezeigt) entfernt.
Wie vorstehend erwähnt, besteht die Zielsetzung darin, die Schleudertrommel 20 möglichst schlank auszubilden und dabei das Hauptlager 90 der Welle möglichst mittig, d. h. im Bereich des Schwerpunktes der Schleudertrommel anzuordnen. Dies ist bei der vorliegenden Ausführungsform realisiert. Man erkennt, dass hierbei das Hauptlager 90 so tief in der Schleudertrommel angeordnet ist, dass die vertikale Mitte des Hauptlagers 90 der Welle 80 auf einer Höhe h, gemessen vom Inneren unteren Ende der Schleudertrommel aus, angeordnet ist, die etwa 40 Prozent der Länge oder Höhe L der in der Schleudertrommel 2 zur Verfügung stehenden Klassierfläche beträgt. Ferner besitzt das Schlankheitsverhältnis L/D der Schleudertrommel, d. h. das Verhältnis zwischen der Länge oder Höhe der in der Schleudertrommel zur Verfügung stehenden Klassierfläche und dem Innendurchmesser der Schleudertrommel, einen Wert von etwa 1,24. Es versteht sich, dass die vorstehend wiedergegebenen Werte rein beispielhaft sind. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich in der Schleudertrommel 20 sechs übereinander angeordnete Klassierkammern 30.
Wie erwähnt, sind im Lagergehäuse 110 ein oberes Hauptlager 90 und ein unteres zweites Lager für die Welle 80 angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine stabile Lagerung. Die Welle 80 erstreckt sich oben aus dem Lagergehäuse 110 heraus und endet in einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser. An diesem Abschnitt ist die zentrale Nabe 60 der Schleudertrommel fixiert, die in axialer Verlängerung der zylindrischen Innenwand 50 der Schleudertrommel ausgebildet ist. Die Fixierung ist dabei über Reibkontakt (bei 70) realisiert. Am oberen Ende ist die Nabe 60 über einen Deckel geschlossen.
Die Zentrifuge zeichnet sich dadurch aus, dass sich durch das hohe Schlankheitsverhältnis eine große Distanz zwischen Aufnahme und Entnahme und somit eine Reduzierung der Gefahr von Kurzschlussströmungen ergibt, die letztendlich zu einer besseren Trennung führt. Ferner werden ein hoher Schleuderfaktor (es kann mit großen Drehzahlen gefahren werden) und eine große Klassierfläche durch eine Vielzahl von übereinander angeordneten Kammern erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007048879 A1 [0005]
US 6231628 B1 [0006]
DE 19925082 B4 [0020, 0025]

Claims

Verfahren zum Wiederaufbereiten von verbrauchten Bearbeitungsslurries enthaltend ein Bearbeitungsmedium, ein Trägerfluid für das Bearbeitungsmedium, Bearbeitungsmaterial, Bearbeitungswerkzeugpartikel und ggf. Additive, dadurch gekennzeichnet, dass der unverdünnte verbrauchte Bearbeitungsslurry einer Fest-Flüssig-Trennung in Trägerfluid und restliche Feststoffe durch Zentrifugieren unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die restlichen Feststoffe durch weitere Trennverfahren voneinander getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswerkzeugpartikel durch ein magnetisches Trennverfahren abgetrennt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgetrennte Trägerfluid gereinigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass das abgetrennte Bearbeitungsmaterial durch Wasch- und/oder Filtrationsprozesse wieder als reiner Werkstoff gewonnen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zentrifugieren mit einem Schleuderfaktor > 3000 g, insbesondere in einem Bereich von 10.000–20.000 g, gearbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Temperaturbereich < 80°C, insbesondere in einem Bereich von 50°C–80°C, zentrifugiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Zentrifuge mit großer Klassierfläche und geringem Innendurchmesser gearbeitet wird, insbesondere mit einer Zentrifuge mit einem Schlankheitsverhältnis L/D > 1,2, wobei L die Länge oder Höhe der in der Zentrifugentrommel zur Verfügung stehenden Klassierfläche und D der Innendurchmesser der Zentrifugentrommel ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Zentrifuge gemäß DE 199 25 082 B4 gearbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Zentrifugieren abgetrennten restlichen Feststoffe mit Hilfe eines Redispergierfluides redispergiert und dann zur Weiterverwendung wieder vom Redispergierfluid getrennt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Sägeslurries beim Sägen von Ingots, insbesondere Silicium-Ingots, eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Bearbeitungsslurries verwendet wird, die ein Glycol insbesondere Polyethylenglycol, als Trägerfluid enthalten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Wiederaufbereitung von verbrauchten Bearbeitungsslurries verwendet wird, die Abrasivstoffe, wie Silciumcarbid oder Industriediamant, als Bearbeitungsmedium enthalten.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zentrifuge mit hängend angeordneter Schleudertrommel aufweist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine stehend angeordnete Zentrifuge mit fliegend gelagerter Schleudertrommel (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge eine große Klassierfläche und einen kleinen Durchmesser besitzt, insbesondere ein hohes Schlankheitsverhältnis mit L/D > 1,2 aufweist, wobei L die Länge oder Höhe der Zentrifugentrommel (3, 20) und D der Innendurchmesser der Zentrifugentrommel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zentrifuge gemäß DE 199 25 082 B4 aufweist.