JP2003225700A

JP2003225700A - 廃スラッジの再利用システム

Info

Publication number: JP2003225700A
Application number: JP2002024506A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Kiuchi; 悦男木内; Kazuo Hayakawa; 和男早川; Shingo Kaburagi; 新吾鏑木; Akio Ashida; 昭雄芦田
Original assignee: Mimasu Semiconductor Industry Co Ltd; Ohtomo Chemical Ins Corp
Current assignee: Mimasu Semiconductor Industry Co Ltd; Ohtomo Chemical Ins Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-12
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP3768891B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スラリー廃液の再生処理において生じる廃スラ
ッジから残留液体分（有機溶媒）と微細固体分とを分離
抽出して、廃スラッジの微細固体分を有効に再利用可能
とし、また、廃スラッジの残留液体分についても、新た
なスラリーの作成の際のクーラント成分として再利用可
能とすることにより、コスト低減を図り、しかも、産業
廃棄物が全く生じないことから、環境問題の一助ともな
る廃スラッジの再利用システムを提供する。【解決手段】スラリー廃液再生処理において生じる廃ス
ラッジから、残留液体分を気化せしめ微細固体分を乾燥
粉末化する蒸留乾燥工程を有し、該乾燥粉末化された廃
スラッジの微細固体分を再利用するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラリー廃液の再
生処理において生じる廃スラッジを再利用するためのシ
ステムに関する。

【０００２】

【関連技術】脆性材料、例えば、化合物半導体結晶やシ
リコン半導体結晶等を切断する手段としてワイヤソー装
置が知られている。図７はワイヤソー装置４５の一例を
示す概略説明図である。このワイヤソー装置４５におい
ては、互いに同一構成のメインローラと呼ばれる３本
（又は４本）の樹脂ローラ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがそ
れらの軸を互いに平行して配置され、該ローラ１０Ａ〜
１０Ｃ表面に一定ピッチで形成されたリング状溝１４
ａ，１４ｂ，１４ｃにワイヤ１２が巻回されている。駆
動モータ１６に接続された駆動ローラ１０Ｃからの回転
をワイヤ１２を介して、従動ローラ１０Ａ，１０Ｂに伝
える構造となっている。

【０００３】ワイヤ１２の始端側は、張力調節機構２０
を介してワイヤ巻取りドラム２２に巻回されている。同
様に、ワイヤ１２の終端側は、張力調節機構３０を介し
てワイヤ巻取りドラム３２に巻回されている。２４及び
３４はトルクモータである。ワーク４０は、例えば半導
体インゴットであり、そのオリエンテーションフラット
面が昇降可能なワークホルダ４２に接着されている。

【０００４】このような構成により、駆動ローラ１０Ｃ
を回転させると、ワイヤ１２がその線方向に走行し、こ
れとともに砥粒を含む加工液がワイヤ１２に流し当てら
れる。この状態でワーク４０を下降させ、ワイヤ１２に
接触させると、ラッピング作用によりワーク４０が切断
され、多数枚のウェーハが同時に切断形成されるように
なっている。

【０００５】上記加工液（スラリー）としては、鉱油を
ベースとしたオイル（油性クーラント）とＳｉＣ等の砥
粒を混合した油性スラリー、或いは、油性スラリーには
被切断物の洗浄や油性スラリー廃液の処理等に不都合が
あることから、その代替として水溶性クーラントと砥粒
との混合物である水溶性スラリーが用いられている。

【０００６】これらスラリーはワイヤソー装置４５での
切断加工に利用された後、スラリー廃液となるが、この
使用後のスラリー廃液は排水処理が困難であり、運用コ
ストが高くなる等の問題点があるため、スラリー廃液を
有効に再利用することにより、排水処理施設への負荷軽
減によるコストの低減、さらには砥粒及びクーラント成
分の再利用により切断コスト全般の低減に寄与できるよ
うにしたスラリー廃液再生処理が知られており、例え
ば、特開平９−２２５９３７号公報や、ラップ加工装置
用のものでは、例えば、特公平７−４１５３５号公報等
がある。

【０００７】図６は従来のスラリー廃液再生処理の一例
を示す概念説明図である。図６において、Ｐ１は新品砥
粒、Ｑ２は新品クーラントであり、これらを混合してス
ラリー１０が作成される。スラリー１０はワイヤソー装
置４５での切断加工に利用され、スラリー廃液２が排出
される。

【０００８】このスラリー廃液２をスラリー廃液再生処
理５０により再生する。即ち、液体サイクロンや遠心分
離機等により、スラリー廃液２から有効砥粒Ｐに分級す
ると共に、クーラント成分Ｑを抽出し再生クーラントＱ
１を作成する。そして、この有効砥粒Ｐ及び再生クーラ
ントＱ１は、夫々、新品砥粒Ｐ１及び新品クーラントＱ
２に添加されて、再び、新たなスラリー１０の作成の際
に再利用されるようになる。

【０００９】しかしながら、このスラリー廃液再生処理
５０では、有効砥粒径未満の微細砥粒、半導体単結晶イ
ンゴットの切屑及びこれに付着した水溶性クーラント成
分等は、廃スラッジ（不要スラッジ）Ｌであり、産業廃
棄物として廃棄されている。少量の廃スラッジＬであっ
ても、長期間の操業では蓄積されて膨大な量となる。

【００１０】この廃スラッジには、水溶性クーラント成
分が数〜数十ｗｔ％含まれているが、この水溶性クーラ
ント成分は常温で蒸発しないように、高沸点、低蒸発量
の有機溶媒（例えば、プロピレングリコール、ポリエチ
レングリコール及びその誘導体等）が使用されている。
そのため、廃スラッジは、産業廃棄物として、還元焙焼
にてクーラント成分を燃焼し、燃焼に伴う排ガス中の有
害物質などはスクラバ等の排ガス処理装置で処理し、灰
分については埋立廃棄されている。

【００１１】このような産業廃棄物の処理は、燃焼のた
めのコストやエネルギー消費もさることながら、燃焼に
伴う排気ガスとして二酸化炭素を排出し、地球温暖化等
の環境問題の一因ともなり問題視される。

【００１２】ところで、この廃スラッジは、砥粒の屑や
半導体単結晶インゴットの切屑等であり、その成分は、
炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素（Ｓｉ）、ニ酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ₂）等を含むものである。これら成分を有
効に再利用することができれば、産業廃棄物が全く生じ
ないようにすることができる。

【００１３】しかし、廃スラッジには、残留クーラント
成分として、プロピレングリコール、ポリエチレングリ
コール及びその誘導体等の有機溶媒も含まれているた
め、そのままでは再利用には不向きであるという難点が
あり、しかも、前述したようなスラリー廃液再生処理で
用いられている液体サイクロンや遠心分離機等では、有
効砥粒径未満の微細砥粒（廃スラッジ）から有機溶媒を
分離することはできないという問題がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、スラリー廃液の再生処理
において生じる廃スラッジから残留液体分（有機溶媒）
と微細固体分とを分離抽出して、廃スラッジの微細固体
分を有効に再利用可能とし、また、廃スラッジの残留液
体分についても、新たなスラリーの作成の際のクーラン
ト成分として再利用可能とすることにより、コスト低減
を図り、しかも、産業廃棄物が全く生じないことから、
環境問題の一助ともなる廃スラッジの再利用システムを
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の廃スラッジの再利用システムは、スラリー
廃液再生処理において生じる廃スラッジ（ｅ）から、残
留液体分を気化せしめ微細固体分を乾燥粉末化する蒸留
乾燥工程（ｆ）を有し、該乾燥粉末化された廃スラッジ
の微細固体分を再利用すること（ｇ）を特徴とする。

【００１６】すなわち、廃スラッジの残留液体分を気化
（蒸発）せしめて、廃スラッジから残留液体分であるプ
ロピレングリコール、ポリエチレングリコール及びその
誘導体等の有機溶媒を抽出（分離）するようにし、これ
に伴って、廃スラッジの微細固体分を乾燥粉末化するも
のである。そして、乾燥粉末化された微細固体分の成分
は、高品質な炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素（Ｓｉ）、ニ酸
化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）等であるから、これら微
細固体分を種々の用途に再利用可能となっている。

【００１７】前記気化せしめた廃スラッジの残留液体分
を冷却して液化することにより、廃スラッジの残留液体
分からクーラント成分を抽出して再利用すること（ｈ）
ができる。廃スラッジの残留液体分は、本来、スラリー
のクーラント成分であることから、調整して再生クーラ
ントとすれば、新たなスラリー作成の際に再利用可能で
ある。

【００１８】前記廃スラッジから抽出したクーラント成
分は、新たなスラリーの作成の際に、新品クーラント成
分と混合して再利用することが好ましい。更に言えば、
通常のクーラント成分には１５ｗｔ％の割合で水分が含
まれており、ワイヤソー装置で使用するスラリーは、通
常の室内湿度で使用する場合、繰り返し使用しても水分
の割合は変化しないで一定になるように調整されてい
る。しかし、廃スラッジの残留液体分を気化（蒸発）せ
しめて、廃スラッジからクーラント成分を抽出する時
に、大気中に含まれる水分がクーラント成分に吸収さ
れ、クーラント成分の水分の割合がおよそ１９ｗｔ％に
上昇する。従って、新品クーラント成分に対して、廃ス
ラッジから抽出したクーラント成分を混合する割合は、
２０ｗｔ％以下とすることが好ましい。

【００１９】前記蒸留乾燥工程（ｆ）は、残留液体分が
１ｗｔ％以下となるように、廃スラッジの微細固体分を
乾燥粉末化することが好ましい。乾燥粉末化された廃ス
ラッジの微細固体分に、プロピレングリコール、ポリエ
チレングリコール及びその誘導体等の有機溶媒である残
留液体分が１ｗｔ％を超えて残存していると、微細固体
分の再利用に際して種々の不都合を生じる場合があるか
らである。

【００２０】前記蒸留乾燥工程（ｆ）は、振動しつつ加
熱する振動乾燥手段を用いて処理されることが好適であ
る。廃スラッジは、有効砥粒径未満の微細砥粒等（微細
固体分）を含むものであり、振動により粉粒体を流動化
して攪拌粉砕しつつ、加熱して乾燥することで、微細砥
粒が塊にならずに乾燥粉末化されるようになる。

【００２１】前記振動乾燥手段は、スラリー廃液再生処
理において生じる廃スラッジを投入する投入口と、乾燥
粉末化した微細固体分を排出する排出口と、気化した残
留液体分を排気する排気口とが形成された筒状容器本体
と、該筒状容器本体の内部を加熱するための加熱手段
と、該筒状容器本体を弾性的に支持する弾性支持手段
と、該筒状容器本体を振動せしめる振動発生手段とを備
えた振動乾燥装置を有することが好ましい。このような
振動乾燥装置としては、従来公知のものを利用すればよ
く、例えば、特公昭５５−３２４１５号公報、特公昭５
５−３７９４４号公報、特公昭６０−１３７４３号公
報、特開平１１−２４８３４９号公報、特開平１１−１
５３３８４号公報等がある。

【００２２】前記スラリー廃液は、ワイヤソー装置で使
用されたスラリー廃液であることが好ましい。ワイヤソ
ー装置では比較的大量の切削屑が生じるため、廃スラッ
ジも多く発生するからである。ワイヤソー装置で切断さ
れる被加工物としては、太陽電池用インゴットやＭＯＳ
用シリコン単結晶インゴット等が挙げられる。

【００２３】前記廃スラッジの微細固体分は、ワイヤソ
ー装置で切断された被加工物成分と、ワイヤソー装置で
利用された遊離砥粒成分とを含むことが好ましい。

【００２４】前記被加工物成分としては、珪素、セラミ
ックス、酸化物結晶及び／又は化合物半導体結晶があ
る。なお、酸化物結晶としては、ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット（Ｇｄ₃Ｇａ₅Ｏ₁₂）、タンタル酸リチウ
ム（ＬｉＴａＯ₃）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ₃）、モリブデン酸鉛単結晶（ＰｂＭｏＯ₄）、二酸化
テルル単結晶（ＴｅＯ₂）、ゲルマニウム酸ビスマス単
結晶（Ｂｉ₁₂ＧｅＯ₂₀）等がある。

【００２５】また、前記遊離砥粒成分としては、炭化珪
素、珪素、ニ酸化珪素、酸化アルミニウム及び／又は酸
化ジルコニウムがある。

【００２６】前記乾燥粉末化した廃スラッジの固体分
は、鋳型の塗型剤の骨材として再利用することができ
る。乾燥粉末化された廃スラッジの固体分は、純度の高
い微細砥粒であり、非常に良質な骨材として利用でき
る。

【００２７】前記乾燥粉末化した廃スラッジの微細固体
分を鋳型の塗型剤の骨材として再利用することが好まし
い。この場合、乾燥粉末化した廃スラッジの微細固体分
を骨材として、アルコール類又は水溶性分散剤に分散
し、鋳物用塗型剤に再利用することが好適である。アル
コール類としては、例えば、メチルアルコール、エチル
アルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルア
ルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアル
コール等が挙げられる。

【００２８】またさらに、本発明の塗型剤用骨材は、上
記廃スラッジの再利用システムから得られる乾燥粉末化
された廃スラッジの微細固体分を必須成分として含有す
ることを特徴とする。本発明システムによって、乾燥粉
末化された廃スラッジの微細固体分は、炭化珪素、珪
素、ニ酸化珪素、酸化アルミニウム及び／又は酸化ジル
コニウム等からなる良質な微粉末であり、塗型剤用骨材
として有効利用できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱
しない限り、この実施の形態について種々の変形が可能
であることはいうまでもない。なお、図面において、同
一の符号は同一の手段、工程乃至部材を示している。

【００３０】図１は本発明の廃スラッジの再利用システ
ムの構成の一例を示す概略説明図、図２は本発明システ
ムにおける工程の一例を示すフローチャートである。図
１及び図２に基づいて、本発明システムの構成及び工程
について以下に説明する。

【００３１】図１において、Ｐ１は新品砥粒、Ｑ２は新
品クーラントであり、まず最初に、新品砥粒Ｐ１と新品
クーラントＱ２とからスラリー１０が作成される。スラ
リー１０はワイヤソー装置４５での脆性材料の切断加工
に利用されて、スラリー廃液２が排出される。このスラ
リー廃液２はスラリー廃液再生処理５０により再生され
る。

【００３２】スラリー廃液再生処理５０では、スラリー
廃液２から有効砥粒Ｐを分級すると共に、クーラント成
分Ｑを抽出し再生クーラントＱ１を作成する。そして、
この有効砥粒Ｐ及び再生クーラントＱ１は、夫々、新品
砥粒Ｐ１及び新品クーラントＱ２に添加されて、再び、
新たなスラリー１０の作成の際に再利用されるようにな
っている。

【００３３】ここで、スラリー廃液再生処理５０から
は、廃スラッジＬが廃棄物として排出されている（ｅ）
〔図１及び図２〕。この廃スラッジＬは、プロピレング
リコール、ポリエチレングリコール及びその誘導体等の
有機溶媒を残留液体分として含むものである。振動乾燥
手段６０では、この廃スラッジＬから、残留液体分（ク
ーラント成分Ｑ３）を気化（蒸発）せしめて抽出すると
共に、廃スラッジＬの微細固体分Ｐ３を乾燥粉末化する
〔図２（ｆ）〕。

【００３４】乾燥粉末化された廃スラッジＬの微細固体
分Ｐ３は、砥粒屑及び半導体結晶等の脆性材料の切屑か
らなり、その主成分は、炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素（Ｓ
ｉ）、ニ酸化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）等である。廃
スラッジＬに含まれていた有機溶媒は、クーラント成分
Ｑ３として抽出されているので、廃スラッジＬの微細固
体分Ｐ３の純度は高く、しかも微細砥粒であることか
ら、非常にきめの細かい粉粒体となっている。従って、
この乾燥粉末化された廃スラッジＬの微細固体分Ｐ３
は、塗型剤等の高品質な骨材として再利用することがで
きるものである〔図２（ｇ）〕。

【００３５】また、抽出されたクーラント成分Ｑ３は、
再生クーラントＱ１として再生される。この再生クーラ
ントＱ１も新品クーラントＱ２に添加され、再び、新た
なスラリー１０の作成の際に利用されることとなる〔図
２（ｈ）〕。

【００３６】次に、図３は本発明システムで用いる振動
乾燥手段の一例を示す概略説明図である。上述した蒸留
乾燥工程（ｆ）で用いられる振動乾燥手段６０につい
て、以下に説明する。

【００３７】図３において、６０は振動乾燥手段であ
り、振動乾燥手段６０は、振動乾燥装置６２とこれに付
随する設備から構成され、振動乾燥装置６２の操作盤８
２、振動乾燥装置６２に熱媒体を供給するボイラ８０、
振動乾燥装置６２から排気される蒸気を冷却するコンデ
ンサ８４、コンデンサ８４からの排出される液体を貯留
する受水槽８６、各装置内を減圧状態に保つ真空ポンプ
８８等から構成されている。

【００３８】振動乾燥手段６０においては、廃スラッジ
Ｌのクーラント成分Ｑ３を蒸留するために、いわゆる減
圧蒸留法の原理が採用されている。減圧下としたのは、
クーラント成分Ｑ３が常圧では気化する以前に熱分解を
起こす場合があるからである。

【００３９】振動乾燥装置６２は、スラリー廃液再生処
理において生じる廃スラッジを投入する投入口６６と、
乾燥後の廃スラッジを排出する排出口６８と、廃スラッ
ジから蒸発する気体を排気する排気口７０とが形成され
た筒状容器本体６４を有しており、この筒状容器本体６
４の内部に廃スラッジＬが収容されることとなる。

【００４０】筒状容器本体６４の内部を加熱するため
に、筒状容器本体６４を被覆するように加熱手段６５が
設けられており、ボイラ８０からの高熱媒体（高温加圧
蒸気）を加熱手段６５に流通させることにより、筒状容
器本体６４の内部を加熱するようになっている。これに
より、筒状容器本体６４の内部に収容された廃スラッジ
Ｌが熱せられることとなる。

【００４１】該筒状容器本体６４を弾性的に支持する弾
性支持手段７２が設けられている。弾性支持手段７２と
しては、通例、スプリング（バネ）が用いられる。さら
に、該筒状容器本体６４を振動せしめるための振動発生
手段７４を備えている。振動発生手段７４としては、振
動モータ等がある。

【００４２】そして、振動乾燥装置６２は、筒状容器本
体６４の内部に廃スラッジＬを収容した状態で、操作盤
８２からの運転開始指示により運転を開始し、振動発生
手段７４からの振動を弾性支持手段７２を介して筒状容
器本体６４に伝え、筒状容器本体６４の内部の廃スラッ
ジＬを振動運動せしめ、且つ、ボイラ８０からの高熱媒
体が筒状容器本体６４を被覆する加熱手段６５を流通し
て、筒状容器本体６４の内部の廃スラッジＬを加熱する
こととなる。

【００４３】このようにして、廃スラッジＬは、振動乾
燥装置６２によって振動されつつ加熱されることによ
り、その残留液体分が蒸発（気化）されると共に、微細
固体分は振動運動により粉砕されつつ乾燥し、乾燥粉末
となる。

【００４４】蒸発した廃スラッジＬの残留液体分（蒸
気）は、排気口７０から排気されてコンデンサ８４に給
送される。コンデンサ８４には、冷却水が内部を流通し
ており、蒸気（蒸発した廃スラッジＬの残留液体分）は
コンデンサ８４により冷却されて液体化される。そし
て、コンデンサ８４により液体化した廃スラッジＬの残
留液体分（クーラント成分Ｑ３）は、受水槽８６に貯留
されることとなる。このクーラント成分Ｑ３は、再生ク
ーラントＱ１として再生され、新品クーラントＱ２に添
加されて、新たなスラリー１０の作成の際に再利用され
る。

【００４５】また、乾燥粉末化された廃スラッジの微細
固体分Ｐ３は、排出口６８から、排出され、純度の高い
高品質な骨材等として、再利用に供されることとなる。

【００４６】なお、筒状容器本体６４の内部には、数個
のミル用ボール（不図示）等を内包しておくことで、廃
スラッジＬが塊にならないで、より細かく粉砕できるよ
うになるので適宜必要に応じて用いるようにすればよ
い。

【００４７】なおまた、振動乾燥装置６２としては、従
来公知のものを利用すればよく、例えば、特公昭５５−
３２４１５号公報、特公昭５５−３７９４４号公報、特
公昭６０−１３７４３号公報、特開平１１−２４８３４
９号公報、特開平１１−１５３３８４号公報等がある。
具体的には、例えば、ＶＨ２５型振動乾燥機〔中央化工
機（株）製〕等が好適に利用できる。

【００４８】次に、図４は本発明システムで用いること
のできるスラリー廃液再生処理の構成の一例を示す概略
説明図であり、図５は本発明システムで用いることので
きるスラリー廃液再生処理における工程の一例を示すフ
ローチャートである。

【００４９】スラリー廃液再生処理として、以下の説明
では、特開平９−２２５９３７号公報に記載された水溶
性スラリー廃液の再利用システムを例にとって説明する
が、本発明システムの処理対象である廃スラッジ（不要
スラッジ）を廃棄物として排出するものであれば、特に
限定されない。例えば、特公平７−４１５３５号公報に
記載されたラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置にお
いても、廃スラッジ（微細砥粒、研磨粉等）は廃棄物と
なっており、これら廃スラッジを本発明システムの処理
対象とすることもできる。

【００５０】図４において、５０はスラリー廃液再生処
理である。２ａは水溶性スラリー廃液で、使用砥粒の粒
度は、＃６００〜＃２０００程度のものが利用でき、例
えば、ＧＣ＃１０００〔信濃電気製錬（株）製〕を用い
ることができる。使用砥粒の粒度が細かいほど、より木
目の細かい廃スラッジＬが生じることとなるので、高精
度な塗型剤用骨材を得ることができるようになる。

【００５１】該水溶性スラリー廃液２ａは、例えば、廃
スラリータンクに貯蔵されている。水溶性クーラントを
ベースとした水溶性スラリーは、前述したようなワイヤ
ソー装置４５による切断作業時に被加工物を安定に切断
するため、砥粒を分散させ、その要求品質上、その粘度
は５０〜２００ｍＰａ・ｓとされ、一般に用いられる切
削用クーラントの粘度と比較しても、高い値となるよう
に調整されている。

【００５２】この水溶性スラリーをワイヤソー装置４５
による切断加工に適用すると、被切断物の切屑がさらに
混入するため、水溶性スラリー廃液２ａの状態では、さ
らに高い粘度となっている。そのために、一般に用いら
れる液体サイクロンや遠心分離機やフィルターシステム
等によって、水溶性スラリー廃液２ａをそのまま固液に
分離することは不可能である。

【００５３】そこで、水溶性スラリー廃液２ａの容量の
１／２〜１倍程度の容量の水又は極性溶媒（メチルアル
コール等）等の希釈液Ｗを加えて希釈することにより、
水溶性スラリー廃液２ａの粘度を３０ｍＰａ・ｓ以下、
好ましくは２０〜３０ｍＰａ・ｓに落としている。

【００５４】即ち、水溶性スラリー廃液２ａの粘度を低
下させる工程（ａ）（図５）がまず実施される。なお、
水溶性スラリー廃液２ａを低粘度化する手段としては、
上記した希釈手段の他に水溶性スラリー廃液２ａ又は希
釈された水溶性スラリー廃液２ａを、例えば、４０℃以
上に加温することによって行なうこともできる。

【００５５】この低粘度化された水溶性スラリー廃液２
ａに対しては、液体サイクロンや遠心分離機等による質
量差式の固液分離が可能となる。上述したごとく、低粘
度化を図る為の希釈液には、水又は極性溶媒（メチルア
ルコール等）等を用いるが、再度蒸留操作等により濃縮
する必要がある為、可燃性の問題を考慮し、有機溶剤の
使用を避け、水による希釈とするのが好ましい。

【００５６】粘度３０ｍＰａ・ｓ以下と低粘度化された
水溶性スラリー廃液２ａは、次に有効砥粒ＰとＳＳ分
(ＳＵＳＰＥＮＤＥＤＳＯＬＩＤ：浮遊固体分)及び液
体分（水溶性クーラント成分＋水）からなる廃液Ｎ１と
に分級される。即ち、有効砥粒Ｐと浮遊固体分及び液体
分からなる廃液Ｎ１とに分級する工程（ｂ）（図５）が
次に実施される。

【００５７】この分級処理においては、サイクロン方式
の分級機４、例えば、液体サイクロンが好適に用いられ
る。液体サイクロンは、上部排出口から所定粒径より小
さい砥粒、例えば１５μｍ未満の砥粒を懸濁状態で含ん
だ砥粒液が排出され、下部排出口からは所定粒径より大
きい粒子、例えば１５μｍ以上の砥粒を懸濁状態で含ん
だ砥粒液が排出される。

【００５８】この液体サイクロン方式分級機としては、
ＳＲＳシステム〔日立造船メタルワークス（株）製〕が
好適である。一般に用いられている遠心分離機による分
離（分級）であると、有効砥粒径未満の微細砥粒等が含
まれて分離（分級）されるので分級された回収砥粒が再
利用に適さない。

【００５９】しかし、上記液体サイクロンを用いる分級
操作によれば、分級された回収砥粒には、再利用可能な
有効砥粒径を有する有効砥粒Ｐのみが含まれ、再利用で
きない有効砥粒径未満の微細砥粒は含まれないという利
点がある。なお、有効砥粒Ｐは、上記説明の水溶性スラ
リー廃液２ａの場合、所定粒径（例えば１５μｍ）以上
の再利用可能な砥粒をいう。粒径が所定粒径に満たない
微細砥粒は再利用に適さないものである。

【００６０】上記分級機４により分級されたＳＳ分（浮
遊固体分）及び液体分からなる廃液Ｎ１に対して、次に
凝集分離操作及び濃縮操作、遠心分離機による固液分離
操作が行なわれ、水溶性クーラント成分Ｑが抽出され
る。ＳＳ（浮遊固体分）分は廃棄物（廃スラッジ）Ｌと
して処理される。即ち、水溶性クーラント成分Ｑ及び浮
遊固体分及び液体分からなる廃液Ｎ１から、水溶性クー
ラント成分Ｑを抽出し、浮遊固体分を廃スラッジＬとし
て廃棄する工程（ｃ）（図５）がさらに実施される。次
いで、工程（ｄ）（図５）において、回収した有効砥粒
Ｐと抽出したクーラント成分Ｑの再利用が行われるよう
になっている。

【００６１】このようにして、スラリー廃液再生処理５
０から生じる廃スラッジＬについて、減圧蒸留法の原理
を採用した振動乾燥手段６０により、廃スラッジＬの残
留液体分を気化せしめて、微細固体分を乾燥粉末化し、
乾燥粉末化された微細固体分Ｐ３の再利用を図り、ま
た、気化した残留液体分については冷却して液化し、ク
ーラント成分Ｑ３を再利用することができるようにな
る。

【００６２】なお、上記説明では、主にワイヤソー装置
で用いるスラリーの場合を説明したが、ラップ装置、或
いはポリシング装置で用いられるスラリーの場合でも同
様に処理が可能である。また、スラリーとしては、主に
水溶性スラリーの場合を説明したが、油性スラリーの場
合であっても、油性クーラント成分中の有機溶媒が減圧
蒸留法の原理により抽出できるものであれば、本発明シ
ステムを利用可能である。

【００６３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて更に具体的
に説明するが、これらは例示的に示されるもので限定的
に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

【００６４】（実施例１）１．構成振動乾燥手段として、ＶＨ２５型振動乾燥機〔中央化工
機（株）製〕と、その付属設備のボイラ、コンデンサ、
レシーバタンク（受水槽）、水封式真空ポンプを用い
た。横型円筒容器（筒状容器本体）を被覆しているジャ
ケット部材（加熱手段）にはボイラからの水蒸気の温度
を１３３℃として供給した。また、コンデンサには冷却
水の温度を１５℃として供給し、水封式真空ポンプには
水封水の流量を３Ｌ／分として供給し、水封式真空ポン
プの真空度を４０Ｔｏｒｒとした。また、振動モータ
（振動発生手段）の振動数を１２００ｒｐｍとし、振動
幅を４ｍｍとした。

【００６５】２．処理シリコン廃スラッジ（残留液体分１５ｗｔ％、微細固体
分８５ｗｔ％）を振動乾燥機の最大収容容積の５０ｗｔ
％まで投入し、振動乾燥機の振動モータの電源を入れ、
横型円筒容器の振動を開始させた。また、振動乾燥機の
ジャケット部にボイラからの水蒸気を供給して、横型円
筒容器の加熱を開始させた。さらに、横型円筒容器の内
部の圧力を水封式真空ポンプで減圧し、抽出ガスをコン
デンサで凝縮液化させ、凝縮液はレシーバタンクに貯留
した。

【００６６】製品の温度が蒸気供給温度に達するか、又
は、容器内の圧力が水封式真空ポンプの設定圧力に達し
た時点で、振動乾燥機の加温と減圧の操作を止めて横型
円筒容器内圧力を大気に解放した。振動乾燥機を停止
し、製品温度が常温に達した時点で、排出口を解放し製
品を取り出した。また、レシーバタンク内に貯留された
抽出液も取り出した。３．結果製品としてのシリコン廃スラッジの微細固体分は、乾燥
粉末化され、その残留液体分は１ｗｔ％以下となってお
り、塗型剤等の骨材として十分な品質であることが確認
された。また、抽出液としてのシリコン廃スラッジの残
留液体分は、クーラント成分であり、再生クーラントと
して再利用可能であることが確認された。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ス
ラリー廃液の再生処理において生じる廃スラッジから残
留液体分（有機溶媒）と微細固体分とを分離抽出して、
廃スラッジの微細固体分を有効に再利用可能とし、ま
た、廃スラッジの残留液体分についても、新たなスラリ
ーの作成の際のクーラント成分として再利用可能とする
ことにより、コスト低減を図り、しかも、産業廃棄物が
全く生じないことから、環境問題の一助ともなる廃スラ
ッジの再利用システムを提供することができるという大
きな効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃スラッジの再利用システムの構成
の一例を示す概略説明図である。

【図２】本発明システムにおける工程の一例を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明システムで用いる振動乾燥手段の一例
を示す概略説明図である。

【図４】本発明システムで用いることのできるスラリ
ー廃液再生処理の構成の一例を示す概略説明図である。

【図５】本発明システムで用いることのできるスラリ
ー廃液再生処理における工程の一例を示すフローチャー
トである。

【図６】従来のスラリー再生処理の一例を示す概念説
明図である。

【図７】ワイヤソー装置の一例を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

２：スラリー廃液、２ａ：水溶性スラリー廃液、４：分
級機、６：蒸留法、８：遠心分離機、１０：スラリー、
１０Ａ，１０Ｂ：従動ローラ、１０Ｃ：駆動ローラ、１
２：ワイヤ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：リング状溝、１
６：駆動モータ、２０，３０：張力調節機構、２２，３
２：ワイヤ巻取りドラム、２４，３４：トルクモータ、
４０：ワーク、４２：ワークホルダ、４５：ワイヤソー
装置、５０：スラリー廃液再生処理、６０：振動乾燥手
段、６２：振動乾燥装置、６４：筒状容器本体、６５：
加熱手段、６６：投入口、６８：排出口、７０：排気
口、７２：弾性支持手段、７４：振動発生手段、８０：
ボイラ、８２：操作盤、８４：コンデンサ、８６：受水
槽、８８：真空ポンプ、Ｄ：無機系分散剤、Ｌ：廃スラ
ッジ、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３：廃液、Ｐ：有効砥粒、Ｐ１：
新品砥粒、Ｐ３：微細固体分、Ｑ，Ｑ３：クーラント成
分、Ｑ１：再生クーラント、Ｑ２：新品クーラント、
Ｗ：希釈液。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２４Ｂ 57/02 Ｂ２４Ｂ 57/02 Ｆ２６Ｂ 9/06 Ｆ２６Ｂ 9/06 Ａ 25/04 25/04 (72)発明者早川和男群馬県群馬郡群馬町保渡田2174番地１三益半導体工業株式会社上郊工場内 (72)発明者鏑木新吾東京都墨田区八広２丁目17番10号大智化学産業株式会社内 (72)発明者芦田昭雄東京都墨田区八広２丁目17番10号大智化学産業株式会社内Ｆターム(参考） 3C047 FF06 GG14 GG15 GG17 GG20 3L113 AA07 AB06 AC05 AC24 AC63 AC67 AC90 BA36 DA26 4D059 AA30 BD15 BD19 BD21 BD40 BK11 CC10 4E092 AA04 AA23 BA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スラリー廃液再生処理において生じる廃
スラッジ（ｅ）から、残留液体分を気化せしめ微細固体
分を乾燥粉末化する蒸留乾燥工程（ｆ）を有し、該乾燥
粉末化された廃スラッジの微細固体分を再利用すること
（ｇ）を特徴とする廃スラッジの再利用システム。
【請求項２】前記気化せしめた廃スラッジの残留液体
分を冷却して液化することにより、廃スラッジの残留液
体分からクーラント成分を抽出して再利用すること
（ｈ）を特徴とする請求項１記載の廃スラッジの再利用
システム。
【請求項３】前記廃スラッジから抽出したクーラント
成分は、新たなスラリーの作成の際に、新品クーラント
成分と混合して再利用することを特徴とする請求項２記
載の廃スラッジの再利用システム。
【請求項４】前記蒸留乾燥工程（ｆ）は、残留液体分
が１ｗｔ％以下となるように、廃スラッジの微細固体分
を乾燥粉末化することを特徴とする請求項１〜３のいず
れか１項記載の廃スラッジの再利用システム。
【請求項５】前記蒸留乾燥工程（ｆ）は、振動しつつ
加熱する振動乾燥手段を用いて処理されることを特徴と
する請求項１〜４のいずれか１項記載の廃スラッジの再
利用システム。
【請求項６】前記振動乾燥手段は、スラリー廃液再生
処理において生じる廃スラッジを投入する投入口と、乾
燥粉末化した微細固体分を排出する排出口と、気化した
残留液体分を排気する排気口とが形成された筒状容器本
体と、該筒状容器本体の内部を加熱するための加熱手段
と、該筒状容器本体を弾性的に支持する弾性支持手段
と、該筒状容器本体を振動せしめる振動発生手段とを備
えた振動乾燥装置を有することを特徴とする請求項５記
載の廃スラッジの再利用システム。
【請求項７】前記スラリー廃液は、ワイヤソー装置で
使用されたスラリー廃液であることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項記載の廃スラッジの再利用システ
ム。
【請求項８】前記廃スラッジの微細固体分は、ワイヤ
ソー装置で切断された被加工物成分と、ワイヤソー装置
で利用された遊離砥粒成分とを含むことを特徴とする請
求項１〜７のいずれか１項記載の廃スラッジの再利用シ
ステム。
【請求項９】前記被加工物成分は、珪素、セラミック
ス、酸化物結晶及び／又は化合物半導体結晶であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の廃スラ
ッジの再利用システム。
【請求項１０】前記遊離砥粒成分は、炭化珪素、珪
素、ニ酸化珪素、酸化アルミニウム及び／又は酸化ジル
コニウムであることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
か１項記載の廃スラッジの再利用システム。
【請求項１１】前記乾燥粉末化した廃スラッジの微細
固体分を鋳型の塗型剤の骨材として再利用することを特
徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の廃スラッ
ジの再利用システム。
【請求項１２】前記乾燥粉末化した廃スラッジの微細
固体分を骨材として、アルコール類又は水溶性分散剤に
分散し、鋳物用塗型剤に再利用することを特徴とする請
求項１〜１１のいずれか１項記載の廃スラッジの再利用
システム。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項記載の
廃スラッジの再利用システムから得られる乾燥粉末化さ
れた廃スラッジの微細固体分を必須成分として含有する
ことを特徴とする塗型剤用骨材。