JP2012161770A - Means for disposing waste liquid and method for disposing and recovering waste liquid - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、廃棄液の処理手段と、その処理、回収方法に関し、特に単結晶シリコンをカッティングする際に生じる廃棄液の処理手段と、その処理、回収方法に関する。 The present invention relates to a waste liquid processing means, and a processing and recovery method thereof, and more particularly, to a waste liquid processing means generated when cutting single crystal silicon, and a processing and recovery method thereof.
エネルギーの供給が日々厳しくなり、汚染が深刻になるにともない、各国ではクリーンエネルギーの使用が注目されるようになっている。 The use of clean energy is drawing attention in various countries as the supply of energy becomes stricter every day and pollution becomes serious.
世界中で太陽電池の設備取り付けがブームになり、台湾でも近年、太陽電池の研究が急速に進んでいる。 The installation of solar cells has become a boom all over the world, and in recent years, research on solar cells has been rapidly progressing in Taiwan.
太陽電池は幅広く応用されるようになり、太陽電池の主要原料である単結晶シリコンの生産も急速に発展している。 Solar cells have been widely applied, and the production of single crystal silicon, which is the main raw material of solar cells, has been rapidly developed.
太陽エネルギーで使用する単結晶シリコンは単結晶シリコンの棒をカッティング加工して形成する。 Single crystal silicon used for solar energy is formed by cutting a single crystal silicon rod.
単結晶シリコンの棒は、カッティングの過程で潤滑、冷却作用を具えたカッティング液を必ず使用しなければならない。 Single crystal silicon rods must use a cutting fluid that provides lubrication and cooling during the cutting process.
このため、カッティングの過程で大量のカッティング液の廃棄液が発生する。 For this reason, a large amount of cutting liquid waste is generated during the cutting process.
国内で通常使用するカッティング液には、ポリエチレングリコール、炭化ケイ素、トリエタノールアミン、鹸化液、灯油などの混合物を含んでなる。 The cutting liquid normally used in Japan comprises a mixture of polyethylene glycol, silicon carbide, triethanolamine, saponification liquid, kerosene and the like.
よって、カッティングの廃棄液のＣＯＤ（化学的酸素要求量）の値は排水基準を大幅に上回るため、環境保護の面から排水することが禁じられている。 Therefore, since the COD (chemical oxygen demand) value of the cutting waste liquid greatly exceeds the drainage standard, drainage is prohibited from the viewpoint of environmental protection.
従来の方法では廃液を処理、回収に適した方法がみつかっていない。 In the conventional method, a method suitable for treating and collecting the waste liquid has not been found.
このため、国内では生産工場で大量の廃液が残されている。生産が発展を続けることにともなって、長期間に堆積した廃液が山のように積まれ、企業が継続して生産していくための解決しなければならない問題となっている。 For this reason, a large amount of waste liquid is left in production plants in Japan. As production continues to develop, waste liquid accumulated over a long period of time is piled up like a mountain, which has become a problem that must be solved in order for companies to continue production.
上述の情況により、カッティング液の廃液からポリエチレングリコール、炭化ケイ素、シリコンを回収するカッティング廃液の処理、回収に適した方法を探すことが求められている。 Under the circumstances described above, it is required to search for a method suitable for the treatment and recovery of cutting waste liquid for recovering polyethylene glycol, silicon carbide and silicon from the waste liquid of the cutting liquid.
この発明は、簡単な操作方法と手段でシリコンと炭化ケイ素を回収することができるカッティング廃液の処理、回収方法とその手段を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a cutting waste liquid treatment / recovery method and means capable of recovering silicon and silicon carbide by a simple operation method and means.
そこで本発明者は、第一のステップと、第二のステップと、第三のステップと、第四のステップを含んでなり、
第一のステップでは、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液を攪拌器に入れ、濃度０．０００１−０．４ｍｏｌの塩酸、と、廃液１リットル当たり１００−５００ｍｌの塩酸溶液を加えて１０−３０攪拌すると、一次混合材料が得られ、混合器に排出し、再度１０−３０分混合すると、温度が３０−５０度に上昇して二次混合材料が得られ排出され、
第二のステップでは、混合器から排出された二次混合材料を液体分離器に入れ、混合材料が５０−８０度の加熱板で加熱されると、水蒸気とポリエチレングリコールがいっしょに蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られ、再度、脱水器で１５−４０分脱水し、温度が４０−８０度に上昇すると、水分が排出され、ポリエチレングリコールが得られ、液体分離器の底部から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出され、
第三のステップでは、炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に入れ、固体混合物の重量の１０−２０％の水を加え、１０−３０分洗浄すると、温度が４０−８０度に上昇し、洗浄後、混合物を第一揺動台に入れ、比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの一次洗浄の固体混合物が得られ、再度、第二洗浄器に入れ、固体混合物を再度一次洗浄した後、混合物を第二揺動台に入れ、再度比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られ、
第四のステップでは炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物を反応器に入れ、濃度５％の硝酸と濃度３０％のハフニウムから組成した混合酸性溶液で、両者の体積比が硝酸；ハフニウム＝１：５の溶液を加え、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物１リットル当たりに１−１．５リットルの混合酸性溶液を加え、攪拌を１０−３０分反復して実施すると、温度が上昇して回流の温度に達し、フッ化けい酸の溶液が蒸発し、冷却すると、無色透明のフッ化けい酸溶液が得られ、シリコンが回収でき、反応器の残留物の炭化ケイ素と酸溶液をろ過し、アルカリ性水溶液で洗浄し、ｐＨ７−７．５まで水洗いし、乾燥させると、炭化ケイ素が得られるカッティング廃液の処理、回収方法とその手段によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づき本発明を完成させた。
以下、この発明について具体的に説明する。
Therefore, the present inventor comprises a first step, a second step, a third step, and a fourth step,
In the first step, the cutting waste liquid of single crystal silicon from which kerosene has been removed is put into a stirrer, and 0.0001-0.4 mol of hydrochloric acid and 100-500 ml of hydrochloric acid solution per liter of the waste liquid are added to add 10- After 30 stirring, the primary mixed material is obtained and discharged into the mixer, and when mixed again for 10-30 minutes, the temperature rises to 30-50 degrees and the secondary mixed material is obtained and discharged,
In the second step, the secondary mixed material discharged from the mixer is put into a liquid separator, and when the mixed material is heated with a heating plate of 50-80 degrees, water vapor and polyethylene glycol are evaporated together and cooled. Then, a mixed liquid of water and polyethylene glycol is obtained, and again dehydrated with a dehydrator for 15-40 minutes. When the temperature rises to 40-80 degrees, water is discharged, polyethylene glycol is obtained, and the liquid separator A solid mixture of silicon carbide and silicon is released from the bottom,
In the third step, the solid mixture of silicon carbide and silicon is placed in the first scrubber, 10-20% water by weight of the solid mixture is added and washed for 10-30 minutes, the temperature rises to 40-80 degrees After washing, the mixture is placed on the first rocking table, and the debris with a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of silicon carbide and silicon for the primary cleaning. After performing the primary cleaning again, the mixture is placed on the second rocking table, and again, the debris having a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of secondary cleaning of silicon carbide and silicon.
In the fourth step, a solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash is put into a reactor, and a mixed acidic solution composed of nitric acid at a concentration of 5% and hafnium at a concentration of 30%, the volume ratio of the two being nitric acid; Add 1: 5 solution, add 1-1.5 liters of mixed acidic solution per liter of solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash, and repeat stirring for 10-30 minutes. When the temperature rises to the circulating temperature, the fluorosilicate solution evaporates and cools, a colorless and transparent fluorinated silicic acid solution is obtained and silicon can be recovered and the silicon carbide and acid solution in the reactor residue. We focus on the point that the problem can be solved by the processing and recovery method and means of cutting waste liquid that can be obtained by filtering, washing with alkaline aqueous solution, washing to pH 7-7.5, and drying. , The present invention has been completed based on the finding.
The present invention will be specifically described below.
請求項１に記載するカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、第一のステップと、第二のステップと、第三のステップと、第四のステップを含んでなり、
第一のステップでは、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液を攪拌器に入れ、濃度０．０００１−０．４ｍｏｌの塩酸、と、廃液１リットル当たり１００−５００ｍｌの塩酸溶液を加えて１０−３０攪拌すると、一次混合材料が得られ、混合器に排出し、再度１０−３０分混合すると、温度が３０−５０度に上昇して二次混合材料が得られ排出され、
第二のステップでは、混合器から排出された二次混合材料を液体分離器に入れ、混合材料が５０−８０度の加熱板で加熱されると、水蒸気とポリエチレングリコールがいっしょに蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られ、再度、脱水器で１５−４０分脱水し、温度が４０−８０度に上昇すると、水分が排出され、ポリエチレングリコールが得られ、液体分離器の底部から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出され、
第三のステップでは、炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に入れ、固体混合物の重量の１０−２０％の水を加え、１０−３０分洗浄すると、温度が４０−８０度に上昇し、洗浄後、混合物を第一揺動台に入れ、比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの一次洗浄の固体混合物が得られ、再度、第二洗浄器に入れ、固体混合物を再度一次洗浄した後、混合物を第二揺動台に入れ、再度比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られ、
第四のステップでは炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物を反応器に入れ、濃度５％の硝酸と濃度３０％のハフニウムから組成した混合酸性溶液で、両者の体積比が硝酸；ハフニウム＝１：５の溶液を加え、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物１リットル当たりに１−１．５リットルの混合酸性溶液を加え、攪拌を１０−３０分反復して実施すると、温度が上昇して回流の温度に達し、フッ化けい酸の溶液が蒸発し、冷却すると、無色透明のフッ化けい酸溶液が得られ、シリコンが回収でき、反応器の残留物の炭化ケイ素と酸溶液をろ過し、アルカリ性水溶液で洗浄し、ｐＨ７−７．５まで水洗いし、乾燥させると、炭化ケイ素が得られる。
The processing and recovery method of cutting waste liquid according to claim 1 and the means thereof include a first step, a second step, a third step, and a fourth step.
In the first step, the cutting waste liquid of single crystal silicon from which kerosene has been removed is put into a stirrer, and 0.0001-0.4 mol of hydrochloric acid and 100-500 ml of hydrochloric acid solution per liter of the waste liquid are added to add 10- After 30 stirring, the primary mixed material is obtained and discharged into the mixer, and when mixed again for 10-30 minutes, the temperature rises to 30-50 degrees and the secondary mixed material is obtained and discharged,
In the second step, the secondary mixed material discharged from the mixer is put into a liquid separator, and when the mixed material is heated with a heating plate of 50-80 degrees, water vapor and polyethylene glycol are evaporated together and cooled. Then, a mixed liquid of water and polyethylene glycol is obtained, and again dehydrated with a dehydrator for 15-40 minutes. When the temperature rises to 40-80 degrees, water is discharged, polyethylene glycol is obtained, and the liquid separator A solid mixture of silicon carbide and silicon is released from the bottom,
In the third step, the solid mixture of silicon carbide and silicon is placed in the first scrubber, 10-20% water by weight of the solid mixture is added and washed for 10-30 minutes, the temperature rises to 40-80 degrees After washing, the mixture is placed on the first rocking table, and the debris with a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of silicon carbide and silicon for the primary cleaning. After performing the primary cleaning again, the mixture is placed on the second rocking table, and again, the debris having a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of secondary cleaning of silicon carbide and silicon.
In the fourth step, a solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash is put into a reactor, and a mixed acidic solution composed of nitric acid at a concentration of 5% and hafnium at a concentration of 30%, the volume ratio of the two being nitric acid; Add 1: 5 solution, add 1-1.5 liters of mixed acidic solution per liter of solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash, and repeat stirring for 10-30 minutes. When the temperature rises to the circulating temperature, the fluorosilicate solution evaporates and cools, a colorless and transparent fluorinated silicic acid solution is obtained and silicon can be recovered and the silicon carbide and acid solution in the reactor residue. Is filtered, washed with an alkaline aqueous solution, washed with water to pH 7-7.5, and dried to obtain silicon carbide.
請求項２に記載のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、請求項１に記載の手段が攪拌器と、混合器と、液体分離器と、脱水器と、第一洗浄器と、反応器とを含んでなり、
該攪拌器が、第一混合釜と、第一材料進入缶と、第一噴射経路と、第一ポンプと、第一バルブと、第一材料排出管と、を含んでなり、第一材料進入缶の下方の第一加料管を第一混合釜の上蓋上に設けるとともに、第一混合釜内に延伸し、第一噴射経路には噴射ノズル、噴射空間、第一噴射出口とが順次貫通して接続し、噴射空間の壁の両側にはそれぞれ液流孔が設けられ、噴射ノズルの直径が３−４ｍｍで、第一ポンプが第一バルブと第一混合釜の底部の第一材料排出口の間の第一接続管上に設けられ、第一材料排出管と、第一バルブとの間を接続し、
混合器が、攪拌器の第一材料排出管が混合器と接続し、混合器は第三混合釜と、第三材料進入缶と、第三噴射手段と、第三ポンプと、第一抵抗サーモメーターと、第三バルブと第三材料排出管とを含んでなり、第三材料進入缶下方の第三加料管が第三混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第三混合釜内に延伸し、第三噴射手段が第三噴射経路と、第一導向板を含んでなり、第三噴射経路が第三噴射ノズル入口、第一流道、第一混合空間と第三噴射ノズル出口の順に接続して設けられ、第三噴射ノズル入口がロート状を呈し、第一流道の直径が１．２−３ｍｍで、第一混合空間の壁の二側面にそれぞれ第一液流導口が設けられ、第一導向板が第三噴射経路上に垂直に設けられ、第一液流導口と第三噴射ノズル出口との間の第一導向板上に孔が設けられ、第三ポンプが第三バルブと第三混合釜底部の第三出料口との間の第三接続管上に設けられ、第三材料排出管と第三バルブとが互いに接続し、第一抵抗サーモメーターが第三混合釜内に固定して設けられ、導線を介して第三混合釜の上蓋と第一温度インジケーターとが接続し、
液体分離器が、噴射ヘッドと、気体排出管と、円錐形板と、ロート状板と、固体出口と、を含んでなり、混合器の第三材料排出管と液体分離器の上蓋の中心部の噴射ヘッドとが互いに接続し、液体分離器内に外壁上の二つのユニットの加熱板を上下対称に固定し、それぞれのユニットの過熱板は、上方に設けられた円錐形板と、下方に設けられたロート状板と孔とを含んでなり、ロート状板の直径が円錐形板の直径よりも大きく、円錐形板が三個で１２０度を形成するように排列する位置決めリベット上に固定され、三個の位置決めリベットが外壁上に固定されロート状板が板上に固定され、板がネジで外壁上に固定され、上蓋上に気体排出管が設けられ、底部に固体出口が設けられ、固体出口の周囲に板が設けられ、底部に液体出口が設けられ、
脱水器が、混合器を基本的に同じ構造であるが、上蓋上に排水管を設けてなり、液体分離気が第一冷却器を介して脱水器に接続し、脱水器が第四混合釜と、第四材料進入缶と、第四噴射手段と、第四ポンプと、第二抵抗サーモメーターと、第四バルブと、第四材料排出管と、排水管と、を含んでなり、第四材料進入缶下方の第四加料管が第四混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第四混合釜内に延伸し、第四混合釜の上蓋上には排水管が設けられ、第四噴射手段が第四噴射経路と第二導向板とを含んでなり、第四噴射経路が第四噴射ノズル入口と、第二流道と、第二混合空間と第四噴射ノズル出口とを含んでなり、該第四噴射ノズル入口がロート状で、第二流道の直径が１．２−３ｍｍで、第二混合空間の壁の二側面にはそれぞれ第二液流導口が設けられ、第二導向板が第四噴射経路上に垂直に設けられ、第二液流導口と第四噴射ノズル出口との間に位置し、第二導向板上には孔が設けられ、第四ポンプが第四バルブと第四混合釜底部の第四出料口との間の第四接続管上に設けられ、第四材料排出管と第四バルブとが互いに接続し、第二抵抗サーモメーターが第四混合釜内に固定して設けられ、導線で第四混合釜の上蓋と第二温度インジケーターとが接続され、
第一洗浄器が、液体分離器の固体出口と接続し、第一洗浄器の構造が第二混合器と同じで、第一洗浄器が第一揺動台と、第二洗浄器と、第二揺動台と互いに順に接続し、第二洗浄器の構造と第一洗浄器の構造が同じで、第二洗浄器が反応器と互いに接続し、
反応器が、攪拌器と基本的な構造が同じであるが、上蓋上に液体蒸発管が設けられ、液体蒸発管と第二冷却器とが互いに接続し、反応器が、第二混合釜と、第二材料進入缶と、第二噴射経路と、第二ポンプと、第二バルブと、第二材料排出管と、液体蒸発管とを含んでなり、第二材料進入缶の下方の第二加料管が第二混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第二混合内に進入し、第二混合釜の上蓋上に液体蒸発管が設けられ、第二噴射経路が、第二噴射ノズル、第二噴射空間と、第二噴射ノズル出口とを含んでなり、噴射空間の壁の二側面にそれぞれ液流孔が設けられ、第二噴射ノズル直径が３−４ｍで、第二ポンプが第二バルブと第二混合釜底部の第二出料口との間の第二接続管上に設けられ、第二材料排出管と第二バルブとが互いに接続される。
The cutting waste liquid processing and recovery method according to claim 2 and its means are as follows: the means according to claim 1 is a stirrer, a mixer, a liquid separator, a dehydrator, a first washer, a reaction And comprising
The stirrer includes a first mixing kettle, a first material inflow can, a first injection path, a first pump, a first valve, and a first material discharge pipe, and the first material ingress The first additive pipe below the can is provided on the upper lid of the first mixing kettle and extends into the first mixing kettle, and the jet nozzle, jet space, and first jet outlet sequentially pass through the first jet path. And a liquid flow hole is provided on each side of the wall of the injection space, the diameter of the injection nozzle is 3-4 mm, and the first pump is a first material discharge port at the bottom of the first valve and the first mixing kettle Provided on the first connection pipe between the first material discharge pipe and the first valve,
The mixer has a first material discharge pipe of the stirrer connected to the mixer, and the mixer has a third mixing kettle, a third material inflow can, a third injection means, a third pump, and a first resistance thermostat. A meter, a third valve, and a third material discharge pipe. A third material pipe below the third material entry can is provided on the upper lid of the third mixing pot and extends into the third mixing pot. The third injection means includes a third injection path and a first directing plate, and the third injection path is connected in the order of the third injection nozzle inlet, the first flow path, the first mixing space, and the third injection nozzle outlet. The third injection nozzle inlet has a funnel shape, the diameter of the first flow path is 1.2-3 mm, the first liquid flow inlet is provided on each of the two sides of the wall of the first mixing space, One direction plate is provided vertically on the third injection path, and a hole is formed on the first direction plate between the first liquid flow inlet and the third injection nozzle outlet. A third pump is provided on the third connecting pipe between the third valve and the third outlet at the bottom of the third mixing kettle, the third material discharge pipe and the third valve are connected to each other, The first resistance thermometer is fixedly installed in the third mixing kettle, and the upper lid of the third mixing kettle and the first temperature indicator are connected via a conductor,
The liquid separator includes an ejection head, a gas discharge pipe, a conical plate, a funnel plate, and a solid outlet, and a third material discharge pipe of the mixer and a central portion of the upper lid of the liquid separator Are connected to each other, and the heating plates of the two units on the outer wall are fixed symmetrically in the liquid separator, and the heating plate of each unit has a conical plate on the upper side and a lower plate on the lower side. Fixed on a positioning rivet comprising a funnel-shaped plate and a hole provided, the diameter of the funnel-shaped plate being larger than the diameter of the conical plate, and three conical plates forming 120 degrees Three positioning rivets are fixed on the outer wall, a funnel-shaped plate is fixed on the plate, the plate is fixed on the outer wall with screws, a gas discharge pipe is provided on the upper lid, and a solid outlet is provided at the bottom. A plate around the solid outlet and a liquid outlet at the bottom It is,
The dehydrator has basically the same structure as the mixer, but is provided with a drain pipe on the top lid, the liquid separation gas is connected to the dehydrator via the first cooler, and the dehydrator is connected to the fourth mixing kettle. And a fourth material entry can, a fourth injection means, a fourth pump, a second resistance thermometer, a fourth valve, a fourth material discharge pipe, and a drain pipe. A fourth additive pipe below the material entry can is provided on the upper lid of the fourth mixing kettle and extends into the fourth mixing kettle, and a drain pipe is provided on the upper lid of the fourth mixing kettle. Comprises a fourth injection path and a second directing plate, the fourth injection path comprises a fourth injection nozzle inlet, a second flow path, a second mixing space and a fourth injection nozzle outlet, The inlet of the fourth injection nozzle has a funnel shape, the diameter of the second flow path is 1.2-3 mm, and the second liquid flow is provided on each of the two side surfaces of the second mixing space. A second directing plate is provided vertically on the fourth injection path, located between the second liquid flow introducing port and the fourth injection nozzle outlet, and a hole is provided on the second directing plate. A fourth pump is provided on the fourth connection pipe between the fourth valve and the fourth discharge port at the bottom of the fourth mixing pot, the fourth material discharge pipe and the fourth valve are connected to each other, A two-resistance thermometer is fixedly installed in the fourth mixing kettle, and the upper lid of the fourth mixing kettle and the second temperature indicator are connected by a conductor,
The first washer is connected to the solid outlet of the liquid separator, the structure of the first washer is the same as that of the second mixer, the first washer is the first swing table, the second washer, Connected to the two swinging tables in order, the structure of the second washer and the structure of the first washer are the same, the second washer connected to the reactor,
The reactor has the same basic structure as the stirrer, but a liquid evaporation pipe is provided on the upper lid, the liquid evaporation pipe and the second cooler are connected to each other, and the reactor is connected to the second mixing kettle. A second material entry can, a second injection path, a second pump, a second valve, a second material discharge pipe, and a liquid evaporation pipe. The additive pipe is provided on the upper lid of the second mixing kettle, enters the second mixing, the liquid evaporation pipe is provided on the upper lid of the second mixing kettle, and the second injection path has the second injection nozzle, The second injection nozzle includes a second injection nozzle and a second injection nozzle outlet, each having a liquid flow hole on each of two side surfaces of the injection space. The second injection nozzle has a diameter of 3-4 m and the second pump is a second valve. And the second material discharge pipe and the second valve are connected to each other. It is.
請求項３に記載のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、請求項１における第四のステップにおけるアルカリ性水溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、或いは炭酸ナトリウムから生成する５−１０ｗｔ％の水溶液である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for treating and recovering the cutting waste liquid according to claim 5, wherein the alkaline aqueous solution in the fourth step in claim 1 is 5-10 wt% produced from sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium carbonate. It is an aqueous solution.
請求項４に記載のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、請求項２における混合器の第一導向板上の孔の直径が１−３ｍｍで、第一導向板上の開孔率が６０−８０％である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a processing and recovery method and means for cutting waste liquid, wherein the diameter of the hole on the first directing plate of the mixer in claim 2 is 1-3 mm, and the aperture ratio on the first directing plate is 60-80%.
請求項５に記載のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、請求項２における脱水器の第二導向板上の孔の直径が１−３ｍｍで第二導向板上の開孔率が６０−８０％である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a processing and recovery method and means for cutting waste liquid, wherein the diameter of the hole on the second direction plate of the dehydrator in claim 2 is 1-3 mm and the hole area ratio on the second direction plate is 60. -80%.
この発明のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段は、操作、手段が簡単で実用的で、炭化けい素とシリコンを回収できて環境を保護するという効果を有する。 The processing and recovery method and means for cutting waste liquid according to the present invention are simple and practical in operation and means, and have the effect of recovering silicon carbide and silicon and protecting the environment.
この発明は、簡単な操作方法と手段でシリコンと炭化ケイ素を回収することができるカッティング廃液の処理、回収方法とその手段であって、 図１は、この発明のカッティング廃液の処理、回収方法の工程を示したブロック図である。 The present invention is a cutting waste liquid treatment and recovery method and means for recovering silicon and silicon carbide by a simple operation method and means, and FIG. 1 shows a cutting waste liquid treatment and recovery method according to the present invention. It is the block diagram which showed the process.
図面によれば、第一のステップでは灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液を攪拌器に入れ、希塩酸を加えて処理し、濃度が０．０００１−０．４ｍｏｌ塩酸で、廃液１リットル当たり１００−５００ｍｌの塩酸溶液を加えて１０−３０分攪拌すると、一次混合材料が得られる。 According to the drawing, in the first step, the single crystal silicon cutting waste liquid from which kerosene has been removed is placed in a stirrer and treated by adding dilute hydrochloric acid to a concentration of 0.0001-0.4 mol hydrochloric acid at a concentration of 100 per liter of waste liquid. Add -500 ml hydrochloric acid solution and stir for 10-30 minutes to obtain primary mixed material.
混合器に排出して、再度１０−３０分循環、混合して温度が３０−５０度に上がると、二次混合材料が得られて排出される。 When discharged to the mixer and circulated and mixed again for 10-30 minutes and the temperature rises to 30-50 degrees, the secondary mixed material is obtained and discharged.
生産メーカーが桶内に設けられた廃液を数度に渡って回収する。よって、処理する廃液から灯油は基本的に除去しておく。 The manufacturer collects the waste liquid installed in the basket several times. Therefore, kerosene is basically removed from the waste liquid to be treated.
単結晶シリコンのカッティング廃液は粘度が大きい固体の粘着料を含んでなり、流動して輸送し難く、処理が難しくなる。 The single crystal silicon cutting waste liquid contains a solid adhesive having a high viscosity, and is difficult to flow and transport, making it difficult to process.
廃液は希塩酸で処理して中和の過程で生成した塩が廃液に含まれるアルカリ性物質のトリエタノールアミンと、鹸化液を除去すると同時に、廃液の粘度が明らかに低下する。 The waste liquid is treated with dilute hydrochloric acid, and the salt produced in the neutralization process removes the alkaline substance triethanolamine contained in the waste liquid and the saponification liquid, and at the same time, the viscosity of the waste liquid clearly decreases.
攪拌器と混合器内で混合すると、廃液が流動、輸送し易く均一な混合材料になり、処理がし易くなる。 When mixed in the stirrer and the mixer, the waste liquid is easy to flow and transport and becomes a uniform mixed material, which makes it easy to process.
攪拌器は、循環、攪拌し、酸性の液体を加えて、粘度のある廃液と攪拌、反応させる。 The stirrer circulates and stirs, adds an acidic liquid, and stirs and reacts with a viscous waste liquid.
混合材料が攪拌器を通過して第一経路から噴射され、大きな範囲で循環、混合される。 The mixed material is jetted from the first path through the stirrer and circulated and mixed in a large range.
噴射ノズル空間内でマイナス圧力が形成されるため、混合材料が液流孔を通過して噴射ノズル空間に入ると、小さな範囲で混合される。 Since a negative pressure is formed in the injection nozzle space, when the mixed material passes through the liquid flow hole and enters the injection nozzle space, it is mixed in a small range.
よって、攪拌、混合と反応の効果がさらに高められる。 Therefore, the effects of stirring, mixing and reaction are further enhanced.
混合器は、噴射手段内に噴射経路と導向板が設けられていることが特徴である。 The mixer is characterized in that an injection path and a direction plate are provided in the injection means.
噴射経路内には流道が設けられ、流動のレイノルド数（Ｒｅ）（液体が流動する時の慣性と内摩擦力との比をレイノルド数という）が３０００を超える。 A flow path is provided in the injection path, and the flow Reynolds number (Re) (the ratio between the inertia when the liquid flows and the internal friction force is referred to as the Reynolds number) exceeds 3000.
このため、液体がすばやく流動し、混合材料が流道内で分子の衝突と摩擦を発生し、混合材料を混合して粒子が更に細かくなる。 For this reason, the liquid flows quickly, the mixed material generates molecular collision and friction in the flow path, and the mixed material is mixed to make the particles finer.
また、導向板が設けられているため、混合材料が小さい範囲で流動し、混合、反応の効果がさらに好ましくなる。 Further, since the directing plate is provided, the mixed material flows in a small range, and the effects of mixing and reaction are further preferable.
第二のステップでは混合器が排出した二次混合材料が液体分離器に入ると、混合材料が５０−８０度の加熱板で加熱されて水蒸気とポリエチレングリコールとがいっしょに蒸発され、冷却器で冷却されると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られる。 In the second step, when the secondary mixed material discharged from the mixer enters the liquid separator, the mixed material is heated by a 50-80 degree heating plate, and water vapor and polyethylene glycol are evaporated together. When cooled, a mixture of water and polyethylene glycol is obtained.
脱水器で１５−４０分脱水し、温度が４０−８０度まで上昇すると、水分が脱水器から排出され、ポリエチレングリコールが回収できる。 When dehydration is performed for 15-40 minutes in a dehydrator and the temperature rises to 40-80 degrees, water is discharged from the dehydrator and polyethylene glycol can be recovered.
液体分離器の底部から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出される。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is discharged from the bottom of the liquid separator.
脱水器の操作原理は、水とポリエチレングリコールの液体を流道内にすばやく流動させて、流道内で分子を衝突、摩擦を発生させて、水とポリエチレングリコールの分子をさらに細かくする。 The operation principle of the dehydrator is that water and polyethylene glycol liquid are quickly flowed into the flow path, the molecules collide and generate friction in the flow path, and the water and polyethylene glycol molecules are further refined.
混合の過程で温度が次第に上昇し、沸騰店が低い水の分子が蒸発して排出され、ポリエチレングリコールを脱水する目的を達成することができる。 In the course of mixing, the temperature gradually rises and the water in the boiling store evaporates and is discharged and the purpose of dehydrating polyethylene glycol can be achieved.
第三のステップでは、炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に送り、固体混合物の重量の１０−２０％の水を加え、１０−３０分いっしょに循環、洗浄する。 In the third step, the solid mixture of silicon carbide and silicon is sent to the first scrubber, water is added at 10-20% of the weight of the solid mixture, and circulated and washed together for 10-30 minutes.
温度が４０−８０度に上昇し、洗浄後、混合物を第一揺動台に入れ、比重の軽い外側の殻のかすを分離、除去して炭化ケイ素とシリコンの一次洗浄の固体混合物を得られる。 The temperature rises to 40-80 degrees, and after washing, the mixture is placed on the first rocking table, and the outer shell debris with a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of silicon carbide and silicon for the first washing. .
第二洗浄器に送り、固体混合物を同様に一次循環して洗浄後、混合物を第二揺動台に入れて、再度、外側のかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られる。 After the solid mixture is sent to the second scrubber, and the solid mixture is similarly circulated and washed, the mixture is placed on the second rocking table, and the external debris is separated and removed again. A mixture is obtained.
炭化ケイ素とシリコンの固体混合物には中和生成された塩とその他雑多な物質が含まれる。外側の殻のように緊密に炭化ケイ素とシリコンの粒子の外側面を被覆して除去することが非常に難しい。 The solid mixture of silicon carbide and silicon contains neutralized salts and other miscellaneous materials. It is very difficult to coat and remove the outer surfaces of silicon carbide and silicon particles as tightly as the outer shell.
洗浄器で二次洗浄処理をすると、混合、攪拌、洗浄をして混合物内の分子と水の分子とが衝突し、摩擦が発生して、粒子がさらに細かくなり、外側の殻に亀裂が入り、抜け落ちる。 When the secondary cleaning process is performed in the washer, the molecules in the mixture collide with water molecules by mixing, stirring, and cleaning, generating friction, making the particles finer, and cracking the outer shell. It falls out.
洗浄して、再度揺動台を介すと、比重の差により炭化ケイ素とシリコンと外側の殻とに分離され、分離された外側の殻のかすを回収すると、肥料として利用することができる。 After washing and passing through the rocking table again, it is separated into silicon carbide, silicon and outer shell due to the difference in specific gravity, and the separated outer shell residue can be recovered and used as fertilizer.
第四のステップでは炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物を反応器に送り、シリコンを生成したフッ化けい酸の反応で、固体混合物内の炭化ケイ素とシリコンを分離回収する。 In the fourth step, a solid mixture obtained by secondary cleaning of silicon carbide and silicon is sent to the reactor, and silicon carbide and silicon in the solid mixture are separated and recovered by the reaction of fluorinated silicic acid that generated silicon.
濃度が５％の硝酸（ＨＮＯ３）と濃度３０％のハフニウム（ＨＦ）とを組み合わせた混合酸性溶液加える。体積の比率は硝酸：ハフニウムが１：５で、炭化ケイ素とシリコンの固体混合物１リットル当たりに１−１．５リットルの混合酸性溶液を加えて１０−３０分攪拌すると、温度が上昇して回流する温度に達し、フッ化けい酸が蒸発する。 A mixed acidic solution combining nitric acid (HNO 3 ) with a concentration of 5% and hafnium (HF) with a concentration of 30% is added. The volume ratio is 1: 5 nitric acid: hafnium. Add 1-1.5 liters of mixed acidic solution per liter of solid mixture of silicon carbide and silicon and stir for 10-30 minutes. Temperature is reached and the fluorosilicic acid evaporates.
第二冷却器で冷却すると、無色透明のフッ化けい酸の溶液が回収できる。フッ化けい酸の溶液は通常通り操作し、乾燥後、単結晶シリコンに加工してシリコンを回収することができる。 When cooled with the second cooler, a colorless and transparent solution of fluorosilicic acid can be recovered. The fluorosilicic acid solution can be operated as usual, dried and then processed into single crystal silicon to recover silicon.
反応器内の残留物の炭化けい素と酸性溶液をろ過して、５−１０ｗｔ％のアルカリ性溶液で洗浄し、ｐＨ７−７．５まで水洗いして乾燥すると、炭化けい素を回収することができる。 Silicon carbide can be recovered by filtering the residual silicon carbide and acidic solution in the reactor, washing with 5-10 wt% alkaline solution, washing to pH 7-7.5 and drying. .
アルカリ性溶液は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）から選択して生成する。 The alkaline solution is formed by selecting from sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
この発明のカッティング廃液の処理、回収に使用する手段は、図２、図３に開示するように、攪拌器４９と、混合器５０と、液体分離器３０と、脱水器５１と、を含んでなる。 Means used for processing and recovering the cutting waste liquid of the present invention includes a stirrer 49, a mixer 50, a liquid separator 30, and a dehydrator 51, as disclosed in FIGS. Become.
図２、図３は、攪拌器４９を示したものである。 2 and 3 show the stirrer 49.
図面によれば、攪拌器４９は、第一混合釜６５と、第一材料進入缶６３と、第一噴射経路６６と、第一ポンプ６１と、第一バルブ６２と、第一材料排出管６４とを含んでなる。 According to the drawing, the agitator 49 includes a first mixing pot 65, a first material entry can 63, a first injection path 66, a first pump 61, a first valve 62, and a first material discharge pipe 64. And comprising.
第一材料進入缶６３は下方の第一加料管６９が第一混合釜６５の上蓋上に接続して設けられるとともに、第一混合釜６５内に延伸する。 The first material entry can 63 is provided with a lower first additive pipe 69 connected to the upper lid of the first mixing pot 65 and extends into the first mixing pot 65.
第一噴射経路６６は、貫通した噴射ノズルと、噴射空間７２と、第一噴射出口７３と、該噴射空間７２の二つの側面にそれぞれ設けられた液流孔７１とを含んでなり、噴射ノズルの直径は３−４ｍｍに形成される。 The first injection path 66 includes a penetrating injection nozzle, an injection space 72, a first injection outlet 73, and liquid flow holes 71 provided on two side surfaces of the injection space 72, respectively. The diameter of is formed to 3-4 mm.
第一ポンプ６１は第一バルブ６２と第一混合釜６５の底部の第一出料口６７と同じ第一接続管６８上に設けられ、第一材料排出管６４と第一バルブ６２とが互いに接続される。 The first pump 61 is provided on the same first connection pipe 68 as the first valve 62 and the first discharge port 67 at the bottom of the first mixing pot 65, and the first material discharge pipe 64 and the first valve 62 are mutually connected. Connected.
混合器５０は、攪拌器４９の第一材料排出管６４と混合器５０とを互いに接続して混合器５０を形成する（手段はすでに実用新案を請求しており、申請番号は２００６２００３９２７２．３である）。 The mixer 50 is formed by connecting the first material discharge pipe 64 of the stirrer 49 and the mixer 50 to each other to form the mixer 50 (means have already requested a utility model, the application number is 200620039272.3). is there).
図４から図６に開示するように、混合釜３、材料進入缶６と、噴射手段５、ポンプ１と、抵抗サーモメーター２、バルブ７と、材料排出管４とを含んでなる。 As disclosed in FIGS. 4 to 6, the mixing vessel 3, the material inflow can 6, the injection means 5, the pump 1, the resistance thermometer 2, the valve 7, and the material discharge pipe 4 are included.
材料進入缶６下方の加料管９が混合釜３の上蓋上に接続して設けられ、混合釜３内に延伸する。 A material pipe 9 below the material entry can 6 is provided on the upper lid of the mixing pot 3 and extends into the mixing pot 3.
噴射手段５は、噴射経路１９と、導向板１５とを含んでなる。 The injection means 5 includes an injection path 19 and a direction plate 15.
噴射経路１９は、貫通した噴射ノズル入口１０と、流道１１と、混合空間１２と、噴射ノズル出口とを含んでなる。 The injection path 19 includes an injection nozzle inlet 10 that penetrates, a flow path 11, a mixing space 12, and an injection nozzle outlet.
噴射ノズル入口１０はロート状で、流道１１の直径が１．２−３ｍｍで、混合空間１２の二つの側面にはそれぞれ液流導口１４が設けられる。 The injection nozzle inlet 10 has a funnel shape, the diameter of the flow path 11 is 1.2-3 mm, and a liquid flow guide port 14 is provided on each of the two side surfaces of the mixing space 12.
導向板１５は、噴射経路１９に対して垂直に設けられ、液流導口１４と、噴射ノズル出口１３との間に位置する。 The directing plate 15 is provided perpendicular to the injection path 19 and is positioned between the liquid flow inlet 14 and the injection nozzle outlet 13.
導向板１５上には孔１６が形成される。該孔１６の直径は１−３ｍｍに形成され、導向板１５上の開孔率が６０−８０％である。 A hole 16 is formed on the guide plate 15. The diameter of the hole 16 is 1 to 3 mm, and the aperture ratio on the guide plate 15 is 60 to 80%.
ポンプはバルブ７と、混合釜３底部の出料口１８との間の接続管８上に設けられ、材料排出管４とバルブ７とが互いに接続する。 The pump is provided on a connecting pipe 8 between the valve 7 and the dispensing port 18 at the bottom of the mixing pot 3, and the material discharge pipe 4 and the valve 7 are connected to each other.
抵抗サーモメーター２は、混合釜３内に固定して設けられ、導線が混合釜３の上蓋を穿設
し、温度インジケーター１７と互いに接続する。
The resistance thermometer 2 is fixedly provided in the mixing pot 3, and a conductive wire pierces the upper cover of the mixing pot 3 and is connected to the temperature indicator 17.
図７、図８は、この発明のカッティング廃液の処理、回収に使用する手段の液体分離機３０を示したものである。 7 and 8 show a liquid separator 30 as a means used for processing and collecting cutting waste liquid according to the present invention.
図面に開示するように、液体分離器３０は、噴射ヘッド３１と、気体排出管３３と、円錐形板４２と、ロート状板４１と、固体出口３１とを含んでなる。 As disclosed in the drawings, the liquid separator 30 includes an ejection head 31, a gas discharge pipe 33, a conical plate 42, a funnel-shaped plate 41, and a solid outlet 31.
混合器の材料排出管４と、液体分離器３０上蓋中央に設けられた噴射ヘッド３１とが互いに接続し、液体分離器３０内には外壁上に固定された二つのユニットの加熱板が上下対称に固定して設けられる。 The material discharge pipe 4 of the mixer and the jet head 31 provided at the center of the upper lid of the liquid separator 30 are connected to each other, and the heating plates of two units fixed on the outer wall in the liquid separator 30 are vertically symmetrical. Fixedly provided.
それぞれのユニットの加熱板は、上方に設けられた円錐形板４２と、下方に設けられたロート状板４１と孔とを含んでなり、ロート状板４１の直径が円錐形板４２の直径よりも大きく形成される。 The heating plate of each unit includes a conical plate 42 provided above, a funnel-like plate 41 provided below, and a hole. The diameter of the funnel-like plate 41 is larger than the diameter of the conical plate 42. Is also formed large.
円錐形板４２は三つで１２０度を形成するように排列する位置決めリベット３２上に固定して設けられる。 The three conical plates 42 are fixedly provided on the positioning rivets 32 that are arranged so as to form 120 degrees.
三つの位置決めリベット３２が外壁３６上に固定される。 Three positioning rivets 32 are fixed on the outer wall 36.
ロート状板４１が板３５上に固定され、板３５がネジ３４で外壁３６上に固定される。 The funnel-shaped plate 41 is fixed on the plate 35, and the plate 35 is fixed on the outer wall 36 with screws 34.
上蓋上には気体排出管３３が設けられ、底部には固体出口３７が設けられる。 A gas discharge pipe 33 is provided on the upper lid, and a solid outlet 37 is provided at the bottom.
該固体出口３７の周囲には板３９が設けられ、底部には液体出口３８が設けられる。 A plate 39 is provided around the solid outlet 37 and a liquid outlet 38 is provided at the bottom.
脱水器５１（図９参照、図９における噴射手段５’は図５から図６を参照する）は、混合器５０と基本的な構造が同じであるが、異なる点は上蓋上に排水管２１が設けられるところである。 The dehydrator 51 (refer to FIG. 9, the injection means 5 ′ in FIG. 9 refers to FIGS. 5 to 6) has the same basic structure as the mixer 50, except that the drain pipe 21 on the upper lid is different. Is going to be provided.
液体分離器３０は、第一冷却器を介して脱水器５１と互いに接続する。 The liquid separator 30 is connected to the dehydrator 51 via the first cooler.
脱水器５１は、混合釜３’と、材料進入缶６’と、噴射手段５’と、ポンプ１’と、抵抗サーモメーター２’と、バルブ７’と、材料排出管４’と、排水管２１とを含んでなる。 The dehydrator 51 includes a mixing kettle 3 ', a material entry can 6', an injection means 5 ', a pump 1', a resistance thermometer 2 ', a valve 7', a material discharge pipe 4 ', and a drain pipe. 21.
材料進入缶６’は下方の加料管９’が混合釜３’の上蓋上に設けられ、混合釜３’内に延伸する。 The material entrance can 6 'is provided with a lower additive pipe 9' on the upper lid of the mixing kettle 3 'and extends into the mixing kettle 3'.
混合釜３’の上蓋には排水管２１が設けられる。 A drain pipe 21 is provided on the upper lid of the mixing pot 3 '.
噴射手段５’は、噴射経路１９’と、導向板１５’とを含んでなる。 The injection means 5 'includes an injection path 19' and a direction plate 15 '.
噴射経路１９’は、噴射ノズル入口１０’と、流道１１’と、混合空間１２’と、噴射ノズル出口１３’とを含んでなる。 The injection path 19 ′ includes an injection nozzle inlet 10 ′, a flow path 11 ′, a mixing space 12 ′, and an injection nozzle outlet 13 ′.
噴射ノズル入口１０’はロート状で、流道１１’の直径が１．２−３ｍｍで、混合空間１２’の壁の二つの側面にはそれぞれ液流導口１４’を設けてなる。 The injection nozzle inlet 10 'has a funnel shape, the flow path 11' has a diameter of 1.2-3 mm, and a liquid flow inlet 14 'is provided on each of two side surfaces of the mixing space 12'.
導向板１５’に垂直な方向に噴射経路１９’を設けてなり、液流導口１４’と噴射ノズル出口１３’との間に位置するように設けられる。 An injection path 19 'is provided in a direction perpendicular to the direction guide plate 15', and is provided so as to be positioned between the liquid flow guide port 14 'and the injection nozzle outlet 13'.
導向板１５’は表面に孔１６’が設けられる。孔１６’の直径は１−３ｍｍで、導向板１５’上の開孔率は６０−８０％になる。 The direction plate 15 'is provided with a hole 16' on the surface. The diameter of the hole 16 'is 1-3 mm, and the hole area ratio on the direction plate 15' is 60-80%.
ポンプ１’はバルブ７’と混合釜３’底部の出料口１８’との間の接続管８’上に設けられ、材料排出管４’とバルブ７’とが互いに接続する。 The pump 1 'is provided on a connecting pipe 8' between the valve 7 'and the dispensing port 18' at the bottom of the mixing pot 3 ', and the material discharge pipe 4' and the valve 7 'are connected to each other.
抵抗サーモメーター２’は、混合釜３’内に固定して設けられ、導線が混合釜３’の上蓋を穿設して温度インジケーター１７’と互いに接続する。 The resistance thermometer 2 ′ is fixedly provided in the mixing pot 3 ′, and a lead wire penetrates the upper cover of the mixing pot 3 ′ and is connected to the temperature indicator 17 ′.
第一洗浄器（図示しない）は、液体分離器３０の固体出口３７と接続する。第一洗浄器は、混合器５０の構造と同じである。 The first washer (not shown) is connected to the solid outlet 37 of the liquid separator 30. The first cleaning device has the same structure as the mixer 50.
第一洗浄器は、第一揺動台と、第二洗浄器と、第二揺動台とに接続する。第二洗浄器は第一洗浄器の構造と同じで、第二洗浄器が再び反応器５２と接続する。 The first cleaner is connected to the first swing table, the second cleaner, and the second swing table. The second washer has the same structure as the first washer, and the second washer is connected to the reactor 52 again.
反応器５２（図１０参照、図１０は噴射経路６６’の拡大図で、図３参照）は攪拌器４９と構造が同じで、異なる部分は上蓋上に液体蒸発管２２が設けられ、手段における液体蒸発管２２と第二冷却器とが接続する。 The reactor 52 (see FIG. 10, FIG. 10 is an enlarged view of the injection path 66 ′, see FIG. 3) has the same structure as the stirrer 49, and a different part is provided with the liquid evaporation pipe 22 on the upper lid. The liquid evaporation pipe 22 and the second cooler are connected.
反応器５２は、第二混合釜６５’と、第二材料進入缶６３’と、第二噴射経路６６’と、第二ポンプ６１’と、第二バルブ６２’と、第二材料排出管６４’と、液体蒸発管２２とを含んでなる。 The reactor 52 includes a second mixing pot 65 ′, a second material entry can 63 ′, a second injection path 66 ′, a second pump 61 ′, a second valve 62 ′, and a second material discharge pipe 64. 'And the liquid evaporation tube 22.
第二材料進入缶６３’は下方の第二加料管６９’が第二混合釜６５’の上蓋上に設けられ、第二混合釜６５’内に延伸する。 The second material inlet can 63 'has a lower second additive pipe 69' provided on the upper lid of the second mixing pot 65 'and extends into the second mixing pot 65'.
第二混合釜６５’の上蓋上には液体蒸発管２２が設けられる。第二噴射経路６６’は、第二噴射ノズル７０’と、第二噴射空間７２’と、第二噴射ノズル出口７３’が互いに貫通して設けられる。 A liquid evaporation pipe 22 is provided on the upper lid of the second mixing pot 65 '. The second injection path 66 'is provided with a second injection nozzle 70', a second injection space 72 ', and a second injection nozzle outlet 73' penetrating each other.
噴射空間７２’は壁の二つの側面にそれぞれ液流孔７１’が設けられ、第二噴射ノズルの直径が３−４ｍｍに形成される。 The injection space 72 'is provided with liquid flow holes 71' on the two side surfaces of the wall, respectively, and the diameter of the second injection nozzle is 3-4 mm.
第二ポンプ６１’が第二バルブ６２’と、第二混合釜６５’底部の第二出料口６７‘との間の第二接続管６８’に設けられ、第二材料排出管６４’と第二バルブ６２’とを接続する。 A second pump 61 ′ is provided in a second connection pipe 68 ′ between the second valve 62 ′ and the second dispensing port 67 ′ at the bottom of the second mixing pot 65 ′, and a second material discharge pipe 64 ′. The second valve 62 'is connected.
この発明のカッティング廃液の処理、回収方法は、簡単で、設備が簡単で、操作が容易に制御でき、コストが低く、回収率も高く、カッティング廃液重量から計算すると、総回収率が２６−４６％に達する。 The processing and recovery method of the cutting waste liquid according to the present invention is simple, the equipment is simple, the operation can be easily controlled, the cost is low, the recovery rate is high, and the total recovery rate is 26-46 when calculated from the cutting waste liquid weight. Reach%.
そのうちポリエチレングリコールが２０−３０％を占め、炭化ケイ素が５−１５％、シリコンが１−２％を占める。 Among them, polyethylene glycol accounts for 20-30%, silicon carbide accounts for 5-15%, and silicon accounts for 1-2%.
回収で得られた製品の質量はいずれも標準の製品の指標に隣接、或いは達しているため、直接、太陽エネルギーの生産に応用、或いは、他の工業領域で応用することができる。
係る構成のカッティング廃液の処理、回収方法とその手段について、その構造と特徴を詳述するために具体的な実施例を挙げ、以下に説明する。
Since the mass of the product obtained by the recovery is adjacent to or reaches the standard product index, it can be directly applied to the production of solar energy or applied in other industrial fields.
A specific example will be described below in order to describe the structure and characteristics of the processing and recovery method and means for cutting waste liquid having such a configuration in detail.
図１から図６は、第一の実施形態を示したものである。 1 to 6 show a first embodiment.
図面によれば、灯油を除いた単結晶シリコンのカッティング廃液５０キログラムと濃度０．０１ｍｏｌの１０リットルの希塩酸が第一材料進入缶６３と第一加料管６９を通過して攪拌器４９の第一混合釜６５内に噴射進入する。 According to the drawing, 50 kilograms of cutting waste liquid of single crystal silicon excluding kerosene and 10 liters of diluted hydrochloric acid having a concentration of 0.01 mol pass through the first material entry can 63 and the first additive pipe 69 and the first of the stirrer 49. The jet enters into the mixing pot 65.
第一バルブ６２と第一噴射経路６６が開かれ、第一材料排出管６４の経路が閉じられ、第一ポンプ６１が始動する（空気圧動作ダイアフラムポンプの型番ＱＢＹ−４０は上海長泉▲べん▼業製造有限公司で生産されている）。 The first valve 62 and the first injection path 66 are opened, the path of the first material discharge pipe 64 is closed, and the first pump 61 is started (pneumatically operated diaphragm pump model number QBY-40 is in Shanghai Changquan. Is produced by Industrial Manufacturing Co., Ltd.).
空気の圧力が３ｋｇ／ｃｍ２で、混合材料が第一混合釜６５底部の第一出料口６７から第一ポンプ６１、第一接続管６８と第一バルブ６２を経由して流出し、第一噴射経路６６の噴射ノズルの直径３ｍｍの噴射ノズル７０に進入する。 When the air pressure is 3 kg / cm 2 , the mixed material flows out from the first discharge port 67 at the bottom of the first mixing pot 65 via the first pump 61, the first connection pipe 68 and the first valve 62, The jet nozzle 70 of one jet path 66 enters the jet nozzle 70 having a diameter of 3 mm.
混合材料は噴射空間７２をすばやく通過して第一噴射ノズル出口７３から噴射されて大きな循環で混合される。 The mixed material quickly passes through the injection space 72 and is injected from the first injection nozzle outlet 73 to be mixed in a large circulation.
噴射空間７２内でマイナス圧力が形成されるため、噴射空間７２の壁の内と外に圧力差が生じる。 Since a negative pressure is formed in the injection space 72, a pressure difference is generated between the inside and the outside of the wall of the injection space 72.
壁の外側の混合材料は孔７１を通過して噴射空間７２に進入し、小さい循環で混合され、混合と反応の効果がさらに好ましい状態になる。 The mixed material outside the wall passes through the hole 71 and enters the injection space 72 and is mixed in a small circulation, so that the effect of mixing and reaction is further improved.
上述のように混合材料は混合釜６５の底部の第一出料口６７、第一ポンプ６１、第一噴射経路６６を通過して一つの循環経路を形成し、２５分間、循環、攪拌、混合を反復する。 As described above, the mixed material passes through the first outlet 67, the first pump 61, and the first injection path 66 at the bottom of the mixing pot 65 to form one circulation path, and is circulated, stirred, and mixed for 25 minutes. Repeat.
第一バルブ６２と第一噴射経路６６を閉じ、第一材料排出管６４の経路を開くと、最初の混合で得られた材料が第一材料排出管６４から排出され、混合器５０に進入して再び混合される。 When the first valve 62 and the first injection path 66 are closed and the path of the first material discharge pipe 64 is opened, the material obtained by the first mixing is discharged from the first material discharge pipe 64 and enters the mixer 50. And mixed again.
攪拌器を通過して最初に混合して得られた混合材料は粘着度が廃液に比べて低い。しかし、液体と固体の粒が不均一な現象がみられる。 The mixed material obtained by first passing through the stirrer has a lower degree of adhesion than the waste liquid. However, the phenomenon of nonuniform liquid and solid particles is observed.
最初に混合された材料進入缶６及び加料管９を通過して混合器５０の混合釜３内に噴射進入する。 First, the material enters the mixing tank 3 of the mixer 50 through the material mixing can 6 and the additive pipe 9 which are mixed.
バルブ７と噴射ノズル入口１０の経路を開いて、材料排出管４の径路を閉じると、ポンプ１が指導して混合材料が混合釜３の底部の出料口１８から流出し、ポンプ１、接続管８、バルブ７を介して噴射手段５の噴射ノズル入口１０に進入し、流道１１（ポンプの流量は３立方メートル／時で、流道の直径は２．４ｍｍ、混合材料の粘度が３３．２Ｐａ・Ｓの時、レイノズル数＝８３２６）に進入する。 When the path between the valve 7 and the injection nozzle inlet 10 is opened and the path of the material discharge pipe 4 is closed, the pump 1 instructs and the mixed material flows out from the dispensing port 18 at the bottom of the mixing pot 3, and the pump 1 is connected. It enters the injection nozzle inlet 10 of the injection means 5 through the pipe 8 and the valve 7, and the flow path 11 (the flow rate of the pump is 3 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 2.4 mm, and the viscosity of the mixed material is 33. At 2 Pa · S, it enters the number of lay nozzles = 8326).
混合材料は急速に流れるため、混合材料は流道１１で分子が衝突して摩擦が発生し、混合材料が混合されて粒子が更に細かくなる。 Since the mixed material flows rapidly, the mixed material collides with molecules in the flow path 11 to generate friction, and the mixed material is mixed to make the particles finer.
混合材料が流道１１から混合空間１２に向けて均一な細かい粒子の霧状の液体で噴射される。また、噴射ノズル出口１３から高速で噴射されるため、混合材料の一部が導向板１５上の孔１６を抜けて混合空間１２の壁の外側に侵入し、混合空間１２の壁の内と外では圧力に差があるため、混合材料が液体流動口１４を通過して小さな範囲で流れ、さらに好ましい混合及び反応が得られる。 The mixed material is sprayed from the flow path 11 toward the mixing space 12 as a uniform fine particle mist-like liquid. Further, since the jet nozzle outlet 13 jets at a high speed, a part of the mixed material passes through the hole 16 on the guide plate 15 and enters the outside of the wall of the mixing space 12, and inside and outside the wall of the mixing space 12. In this case, since the pressure is different, the mixed material flows through the liquid flow port 14 in a small range, and more preferable mixing and reaction are obtained.
混合材料は混合釜３の底部の出料口１８、ポンプ１、噴射手段５を通過して一つの循環径路を形成し、反復して循環、噴射、混合が２０分で、温度が３５度（抵抗サーモメーター２で測定し、温度インジケーター１７上に表示された温度の情況）まで上昇する。 The mixed material passes through the outlet 18 at the bottom of the mixing pot 3, the pump 1, and the injection means 5 to form one circulation path. The circulation, injection, and mixing are repeated for 20 minutes, and the temperature is 35 degrees ( The temperature is measured with the resistance thermometer 2 and rises to the temperature state displayed on the temperature indicator 17.
バルブ７と噴射ノズル入口１０の径路をとじて、材料排出管４の径路を開くと、二次混合材料が材料排出管４から排出され噴射、混合された後の二次混合材料の粘度が明らかに加工、流動し易く、均一に混合された混合材料になる。 When the path of the valve 7 and the injection nozzle inlet 10 is closed and the path of the material discharge pipe 4 is opened, the viscosity of the secondary mixed material after the secondary mixed material is discharged from the material discharge pipe 4 and injected and mixed is clear. It is easy to process and flow into a mixed material that is uniformly mixed.
混合器を通過して混合された後、二次混合材料が液体分離器３０に進入する。 After being mixed through the mixer, the secondary mixed material enters the liquid separator 30.
液体分離器３０は図７、図８に開示するように、噴射ヘッド３１、気体排出管３３、円錐形板４２、ロート状板４１、固体出口３７を含んでなる。 As shown in FIGS. 7 and 8, the liquid separator 30 includes an ejection head 31, a gas discharge pipe 33, a conical plate 42, a funnel plate 41, and a solid outlet 37.
液体分離器３０内側には外壁３６上の二つのユニットの加熱板を上下対称に固定して設ける。 Inside the liquid separator 30, two units of heating plates on the outer wall 36 are fixed in a vertically symmetrical manner.
混合材料が上蓋の中心に設けられた噴射ヘッド３１を通過して液体分離器３０内に噴射されると、混合材料が加熱板ユニット上方の円錐形板４２の外側に落とされ、さらに四方を伝って下方のロート状板４１の内側で加熱される。 When the mixed material passes through the ejection head 31 provided at the center of the upper lid and is ejected into the liquid separator 30, the mixed material is dropped to the outside of the conical plate 42 above the heating plate unit and further travels in all directions. Then, it is heated inside the lower funnel plate 41.
再度ロート状板４１の底部の孔４０から下方の加熱板上に液体が落ちて同様の方法で加熱される。 Again, the liquid falls from the hole 40 at the bottom of the funnel plate 41 onto the lower heating plate and is heated in the same manner.
加熱板の温度は７０度に維持される。混合材料を加熱した後、水蒸気とポリエチレングリコールとがいっしょにすばやく気体排出管３３から蒸発し、第一冷却器で冷却されると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られる。 The temperature of the heating plate is maintained at 70 degrees. After the mixed material is heated, when water vapor and polyethylene glycol are quickly evaporated from the gas discharge pipe 33 and cooled by the first cooler, a mixed liquid of water and polyethylene glycol is obtained.
液体分離器３０の内壁には冷却された液が壁をつたって下方に流れ、液体出口３８から流出する。 The cooled liquid flows down the inner wall of the liquid separator 30 through the wall and flows out from the liquid outlet 38.
加熱分離して得られた固体は液体分離器３０の底部に設けられた固体出口３７から放出される。 The solid obtained by heat separation is discharged from a solid outlet 37 provided at the bottom of the liquid separator 30.
放出物は炭化ケイ素とシリコンの粗い固体混合物で生成された塩と雑多な炭化ケイ素とシリコンとを含んだ混合物である。 The emissions are a mixture containing a salt produced with a coarse solid mixture of silicon carbide and silicon, and miscellaneous silicon carbide and silicon.
炭化ケイ素とシリコンの混合物は周囲の壁から下方に落ちてきて固体出口３７から排出される。 The mixture of silicon carbide and silicon falls down from the surrounding wall and is discharged from the solid outlet 37.
同時に内壁をつたって滴ってきた液体が固体出口３７内にはねることを防止するため、周囲に板３９を設けてなる。 At the same time, a plate 39 is provided on the periphery in order to prevent the liquid dripping through the inner wall from splashing into the solid outlet 37.
得られた水とポリエチレングレコールの混合液が脱水器５１に入る。図９に開示するように、脱水器５１は基本的に混合器５０と略同様の構造を備えてなるが、上蓋上に排水管２１が設けられる。 The resulting mixture of water and polyethylene glycol enters the dehydrator 51. As disclosed in FIG. 9, the dehydrator 51 basically has substantially the same structure as the mixer 50, but a drain pipe 21 is provided on the upper lid.
水とポリエチレングレコールの混合液は材料進入缶６’と加料管９’を介して脱水器５１の混合釜３’内に進入する。 The mixed solution of water and polyethylene glycol enters the mixing vessel 3 ′ of the dehydrator 51 through the material inflow can 6 ′ and the additive pipe 9 ′.
ポンプ１’が始動すると、循環、脱水が反復され、操作は混合器と同様で液体が流道１１’内ですばやく流動する。循環するポンプ１’の流量は２．５立方メートル／時で、流道の直径が２．０ｍｍに形成される。 When the pump 1 'is started, circulation and dewatering are repeated, and the operation is the same as that of the mixer, and the liquid quickly flows in the flow path 11'. The flow rate of the circulating pump 1 'is 2.5 cubic meters / hour, and the diameter of the flow path is 2.0 mm.
水とポリエチレングリコールの粘度が１９．２Ｐａ・Ｓの時、レイノズル数が＝７３１９になる。 When the viscosity of water and polyethylene glycol is 19.2 Pa · S, the number of lay nozzles becomes 7319.
脱水器を循環する時間は２０分で温度が７０度まで上昇する。水分が排水管２１から排出されると、バルブ７’と噴射ノズル入口１０’の径路が閉じられ、材料排出管４’の径路が開かれる。 Circulating the dehydrator takes 20 minutes and the temperature rises to 70 degrees. When moisture is discharged from the drain pipe 21, the path between the valve 7 'and the injection nozzle inlet 10' is closed and the path of the material discharge pipe 4 'is opened.
ポリエチレングリコールは材料排出管４’から排出、回収され１５リットルの無職透明なポリエチレングリコールを得ることができる。測定した分子量は２０５で、ｐＨ＝６．５、含有水分量＜０．３ｗｔ％（ポリエチレングリコールの標準的な分子量は３００でｐＨ＝４−７、含有水分量＜０．５ｗｔ％）である。 Polyethylene glycol is discharged from the material discharge pipe 4 'and recovered, and 15 liters of unemployed transparent polyethylene glycol can be obtained. The measured molecular weight is 205, pH = 6.5, water content <0.3 wt% (standard molecular weight of polyethylene glycol is 300, pH = 4-7, water content <0.5 wt%).
カッティング廃液の重量５０リットルに基づいて計算されたポリエチレングリコールの回収率は３０％に達する。 The polyethylene glycol recovery calculated on the basis of 50 liters of cutting waste liquid reaches 30%.
液体分離器３０の固体出口３７から排出された炭化ケイ素とシリコンの固体混合物は第一洗浄器に送られる。第一洗浄器（図示しない）と混合器５０の構造は同じである。 The silicon carbide and silicon solid mixture discharged from the solid outlet 37 of the liquid separator 30 is sent to the first scrubber. The structures of the first washer (not shown) and the mixer 50 are the same.
炭化ケイ素とシリコンの固体混合物は同様に材料進入缶と加料管を介して混合釜３内に進入し、固体混合物の重量の１５％の水を加える。 Similarly, the solid mixture of silicon carbide and silicon enters the mixing vessel 3 through the material inflow can and the additive tube, and 15% of the weight of the solid mixture is added.
ポンプが始動して、循環、混合、洗浄を反復し、操作方法は混合器５０と同じである。 The pump starts and repeats circulation, mixing, and washing, and the operation method is the same as that of the mixer 50.
混合物が流道内をすばやく流動し、ポンプの循環する流量が２．１立方メートル／時、流道の直径が２．６ｍｍ、固体混合物と水の混合量の粘度が１３．５Ｐａ・Ｓの時、レイノルド数が３６７９になる。 When the mixture flows quickly in the flow path, the flow rate of the pump circulating is 2.1 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 2.6 mm, and the viscosity of the mixing amount of the solid mixture and water is 13.5 Pa · S, Reynold The number is 3679.
循環混合、洗浄の時間は３０分で温度が７０度まで上昇する。洗浄後、混合物を第一揺動台（上海華岩儀器設備有限公司が提供、型番ＨＷＹ−２１１）に入れて外側の殻の残りかすというように比重の軽いものを分離除去する。 Circulating mixing and washing time is 30 minutes, and the temperature rises to 70 degrees. After washing, the mixture is put into a first rocking table (provided by Shanghai Huaiwa Equipment Co., Ltd., model number HWY-211), and a lighter specific gravity material such as a residue of the outer shell is separated and removed.
水は揺動台上に設けられた溝に流出し、炭化ケイ素とシリコンの一次洗浄から得られた固体混合物を第二洗浄器に入れる。 The water flows out into a groove provided on the rocking table, and the solid mixture obtained from the primary cleaning of silicon carbide and silicon is put into the second cleaning device.
該第二洗浄器の構造は第一洗浄器と同じで固体混合物は再度循環、混合洗浄を実施する。ポンプの循環流量は３立方メートル／時で、流道の直径は２．１ｍｍ、混合材料の粘度が１６．８Ｐａ・Ｓの時、レイノルド数＝８６７０になる。その他の操作方法は同じである。 The structure of the second washer is the same as that of the first washer, and the solid mixture is again circulated and mixed and washed. When the circulating flow rate of the pump is 3 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 2.1 mm, and the viscosity of the mixed material is 16.8 Pa · S, the Reynolds number = 8670. Other operation methods are the same.
洗浄後の混合物を第二揺動台（上海華岩儀器設備有限公司が提供、型番３５０Ｒ）に入れ、再度外側の殻の残りかすという比重の軽いものを再度分離除去して炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄固体混合物を得る。 The mixture after washing is put in the second rocking table (supplied by Shanghai Huaiwa Equipment Co., Ltd., Model No. 350R), and the lighter weight of the outer shell residue is again separated and removed to remove silicon carbide and silicon. A secondary washed solid mixture is obtained.
分離して出来たかすを回収後、肥料として利用できる。 It can be used as a fertilizer after collecting the residue.
得られた炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄固体混合物は反応器５２に入れる。 The resulting silicon carbide and silicon secondary wash solid mixture is placed in reactor 52.
図１０に開示するように、反応器５２の構造は基本的に攪拌器４９と同じであるが、上蓋上に液体蒸発管２２が設けられている。 As disclosed in FIG. 10, the structure of the reactor 52 is basically the same as that of the stirrer 49, but the liquid evaporation tube 22 is provided on the upper lid.
炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄固体混合物が第二材料進入缶６３’と第二加料管６９’を通過して反応器５２の第二混合釜６５’内に入る。 The secondary cleaning solid mixture of silicon carbide and silicon passes through the second material inlet 63 ′ and the second additive tube 69 ′ and enters the second mixing kettle 65 ′ of the reactor 52.
濃度５％の硝酸（ＨＮＯ３）と濃度３０％のハウニウム（ＨＦ）とを組成した固体混合物と等しい量の混合酸液（体積硝酸（ＨＮＯ３）：ハフニウム（ＨＦ）＝１：５）を加えて第二ポンプ６１’を始動する。 Add mixed acid solution (volume nitric acid (HNO 3 ): hafnium (HF) = 1: 5) in an amount equal to a solid mixture composed of nitric acid (HNO 3 ) with a concentration of 5% and haumonium (HF) with a concentration of 30% Then, the second pump 61 ′ is started.
循環、噴射攪拌反応を１０分間反復して第二噴射ノズルの直径が３．５ｍｍ、温度が回流温度に達すると、フッ化けい酸溶液が液体蒸発管２２から蒸発し、第二冷却器で冷却されると無職透明のフッ化けい酸溶液を回収することができる。 When the circulation and jetting agitation reactions are repeated for 10 minutes, when the diameter of the second jet nozzle reaches 3.5 mm and the temperature reaches the circulating temperature, the fluorosilicic acid solution evaporates from the liquid evaporation tube 22 and is cooled by the second cooler Then, an unemployed transparent fluorosilicic acid solution can be recovered.
フッ化けい酸溶液の濃度は３０ｗｔ％で、フッ化けい酸溶液は通常通り乾燥後、単結晶るつぼ炉内で単結晶シリコンに加工する。 The concentration of the fluorinated silicic acid solution is 30 wt%, and the fluorinated silicic acid solution is dried as usual and then processed into single crystal silicon in a single crystal crucible furnace.
単結晶るつぼ炉内を真空にして気体が酸化することを防ぎ、加熱して溶け化させる。 The inside of the single crystal crucible furnace is evacuated to prevent gas from oxidizing and heated to be melted.
さらに冷却水を利用して温度を制御し、炉内の温度を１４２０度前後に維持する。結晶し始めたら小さい単結晶を使用して単結晶シリコン棒を取り出し、シリコン０．６ｋｇを得ることができる。 Further, the temperature is controlled using cooling water, and the temperature in the furnace is maintained at around 1420 degrees. When it begins to crystallize, a single crystal silicon rod can be taken out using a small single crystal to obtain 0.6 kg of silicon.
カッティング廃液の重量５０キログラムで計算すると回収率は１．２％になる。 The recovery rate is 1.2% when the cutting waste liquid weight is 50 kg.
回収した製品のシリコンのフェルミ準位を測定すると、フェルミレベルがCB ＝1015センチメートル-3ｐ＝５．０オーム・センチメートルに相当する。 When the Fermi level of silicon of the recovered product is measured, the Fermi level corresponds to C B = 10 15 centimeters −3 p = 5.0 ohm · centimeters.
フェルミ準位の位置がエネルギーバンドギャップの中心よりも０．３１ｅｖ高くなり、コンダクションバンドの底部よりも０．２４ｅｖ低く、価電子帯の最も高い部分よりも０．８６ｅｖ高い。 The position of the Fermi level is 0.31 ev higher than the center of the energy band gap, 0.24 ev lower than the bottom of the conduction band, and 0.86 ev higher than the highest part of the valence band.
測定した以上の指標は単結晶シリコンに非常に近いことを示している。反応器５２内の残留物の炭化ケイ素と酸溶液が第二材料排出管６４’から排出、ろ過され５ｗｔ％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液で洗浄し、ｐＨ７．５まで水洗いし、乾燥すると、淡いグレーで緑色の細かい粉末の炭化ケイ素７．５キログラムを回収することができる。 The above measured index shows that it is very close to single crystal silicon. Residual silicon carbide and acid solution in reactor 52 is discharged from second material discharge pipe 64 ′, filtered, washed with 5 wt% sodium hydroxide (NaOH) solution, washed with water to pH 7.5, and dried. 7.5 kg of light gray, green fine powdered silicon carbide can be recovered.
分析によれば、純度が９４％で、モース硬度が９．５、電子顕微鏡による結晶体の結晶がα-SiC六方晶系（炭化ケイ素の標準的な純度は９４−９９％で、モース硬度が９．２−９．６で、α-SiC六方晶系である）で、カッティング廃液の重量５０キログラムによる計算の回収率は１５％である。 According to the analysis, the purity is 94%, the Mohs hardness is 9.5, the crystal of the crystal by the electron microscope is α-SiC hexagonal system (the standard purity of silicon carbide is 94-99%, the Mohs hardness is 9.2-9.6, α-SiC hexagonal system), and the calculated recovery rate by cutting waste liquid weight 50kg is 15%.
第二の実施形態では、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液５０キログラムと濃度０．００１molの１５リットルの希塩酸を攪拌器４９の第一混合釜６５内に加えて循環、攪拌を反復して２０分実施する。 In the second embodiment, 50 kg of cutting waste liquid of single crystal silicon from which kerosene has been removed and 15 liters of diluted hydrochloric acid having a concentration of 0.001 mol are added to the first mixing kettle 65 of the stirrer 49, and circulation and stirring are repeated. Run for 20 minutes.
最初に得られた混合材料を混合器５０に入れて循環、混合を反復して２０分実施すると、温度が５０度に上昇する。 When the mixed material obtained first is put into the mixer 50 and circulated and mixed repeatedly for 20 minutes, the temperature rises to 50 degrees.
混合材料を流道１１にすばやく流し入れ、ポンプの流量が３立方メートル／時、流道の直径が１．５ｍｍ、混合材料の粘度４０．６Ｐａ・Ｓの時、レイノルド数が９８４５になる。 When the mixed material is quickly poured into the flow path 11 and the flow rate of the pump is 3 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 1.5 mm, and the viscosity of the mixed material is 40.6 Pa · S, the Reynolds number is 9845.
混合器で混合した後、二次混合材料を液体分離器３０に入れ、温度を６０度に保つ二つの加熱板で加熱すると、水蒸気とポリエチレングリコールが蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られる。 After mixing in the mixer, the secondary mixed material is put into the liquid separator 30 and heated with two heating plates that maintain the temperature at 60 degrees, the water vapor and polyethylene glycol evaporate, and when cooled, the water and polyethylene glycol are mixed. A liquid is obtained.
液体分離器３０底部の固体出口３７から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出される。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is discharged from the solid outlet 37 at the bottom of the liquid separator 30.
得られた水とポリエチレングリコール混合液が脱水器５１に入り、循環、脱水を反復して１５分実施し、温度が４０度まで上昇すると、液体が流道１１’内をすばやく流動し、循環流量が２．５立方メートル／時、流道の直径が２．５ｍｍ、水とポリエチレングリコール混合液の粘度が１４Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が５１３９になる。 The obtained water and polyethylene glycol mixed liquid enters the dehydrator 51, repeats circulation and dehydration for 15 minutes, and when the temperature rises to 40 degrees, the liquid quickly flows in the flow path 11 ′, and the circulation flow rate Is 2.5 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 2.5 mm, and the viscosity of the water and polyethylene glycol mixture is 14 Pa · S, the Reynolds number is 5139.
脱水後、１１．９キログラムの無色透明なポリエチレングリコールが得られ、カッティング廃液の重量に基づく回収率が２３．８％に達する。 After dehydration, 11.9 kilograms of colorless and transparent polyethylene glycol are obtained, and the recovery based on the weight of the cutting waste liquid reaches 23.8%.
炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が第一洗浄器に送られ、固体混合物の重量の１０％の水を加えて循環、混合洗浄を実施し、液体が流道中をすばやく流動し、循環流量が２．１立方メートル／時、流道の直径が２．５ｍｍ、固体混合物と水の混合材料の粘度が１０．２Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が＝５９２５になる。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is sent to the first scrubber, and 10% of the weight of the solid mixture is added to circulate and mix, and the liquid quickly flows in the flow path, and the circulation flow rate is 2. When the diameter of the flow channel is 2.5 mm and the viscosity of the mixed material of water and water is 10.2 Pa · S, the Reynolds number is 5925.
循環、混合洗浄を１０分間実施すると、温度が８０度まで上昇する。洗浄後、混合物を第一揺動台に入れて分離した後、一次洗浄固体混合物を第二洗浄器に入れる。 When circulation and mixed washing are performed for 10 minutes, the temperature rises to 80 degrees. After washing, the mixture is placed on the first rocking table and separated, and then the primary washing solid mixture is put into the second washing device.
固体混合物を再度同様に一次循環、混合洗浄を繰り返し実施し、循環流量が３立方メートル／時、流道の直径１．８ｍｍ、混合物の粘度２０．６Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が１１２２９になる。 When the solid mixture is again repeatedly subjected to primary circulation and mixed washing in the same manner, when the circulation flow rate is 3 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 1.8 mm, and the viscosity of the mixture is 20.6 Pa · S, the Reynolds number becomes 11229.
洗浄後、第二揺動台に入れて分離すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄固体混合物が得られる。 After cleaning, when placed in a second rocking table and separated, a secondary cleaning solid mixture of silicon carbide and silicon is obtained.
得られた炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体物を反応器５２に入れ、再度固体混合物の１．２倍の硝酸とハフニウムの混合酸液を加え、循環、攪拌を反復して１０分実施すると、フッ化けい酸溶液からシリコン０．８ｋｇが回収され、カッティング廃液をもとに計算すると、回収率が１．６％になる。 The obtained solid substance of silicon carbide and silicon secondary washing is put into the reactor 52, and a mixed acid solution of nitric acid and hafnium 1.2 times the solid mixture is added again, and circulation and stirring are repeated for 10 minutes. Then, 0.8 kg of silicon is recovered from the fluorosilicic acid solution, and the recovery rate is 1.6% when calculated based on the cutting waste liquid.
反応器中の残留物をろ過し、５ｗｔ％水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液で洗浄し、水洗いしてｐＨが７．２になると、淡いグレーで緑色の細かい粉末の炭化ケイ素５．１ｋｇが得られる。 The residue in the reactor is filtered, washed with a 5 wt% potassium hydroxide (KOH) solution, washed with water, and when the pH is 7.2, 5.1 kg of light gray, green fine powdered silicon carbide is obtained. .
カッティング廃液の重量５０ｋｇで計算すると、回収率が１０．２％になる。この実施形態のその他の操作方法は第一の実施形態と同じである。 When the cutting waste liquid weight is 50 kg, the recovery rate is 10.2%. The other operation method of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
第三の実施形態では、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液５０キログラムと濃度０．０００１ｍｏｌ、２５リットルの希塩酸を攪拌器４９の第一混合釜６５内に加えて循環、攪拌を反復して３０分実施する。 In the third embodiment, 50 kilograms of single crystal silicon cutting waste liquid from which kerosene has been removed and a concentration of 0.0001 mol and 25 liters of diluted hydrochloric acid are added to the first mixing kettle 65 of the stirrer 49, and circulation and stirring are repeated. Run for 30 minutes.
一次の混合材料を混合器５０に入れて循環、混合を１０分間反復すると、温度が４０度に上昇する。 When the primary mixed material is circulated and mixed in the mixer 50 for 10 minutes, the temperature rises to 40 degrees.
混合材料を流道１１に入れるとすばやく流動してポンプの流量が３立方メートル／時、流道直径２．５ｍｍ、混合材料の粘度が２８．４Ｐａ・Ｓの時、レイノルド数が３０４０になる。 When the mixed material is put into the flow path 11, it quickly flows and the flow rate of the pump is 3 cubic meters / hour, the flow path diameter is 2.5 mm, and the viscosity of the mixed material is 28.4 Pa · S, the Reynolds number becomes 3040.
混合器で混合した後、二次混合材料を液体分離器３０に入れ、混合材料が温度を８０度に維持する二つのユニットの加熱板を通過して加熱されると、水蒸気とポリエチレングリコールがいっしょに蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られる。 After mixing in the mixer, the secondary mixed material is placed in the liquid separator 30 and when the mixed material is heated through two units of heating plates that maintain the temperature at 80 degrees, the steam and polyethylene glycol are combined. When it is evaporated and cooled, a mixture of water and polyethylene glycol is obtained.
液体分離器３０底部の固体出口３７から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出される。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is discharged from the solid outlet 37 at the bottom of the liquid separator 30.
得られた水とポリエチレングリコールの混合液を脱水器５１に入れ、循環、脱水を４０分間反復して実施すると、温度が８０度に上昇する。 When the obtained mixed solution of water and polyethylene glycol is put into the dehydrator 51, and circulation and dehydration are repeated for 40 minutes, the temperature rises to 80 degrees.
液体が流道１１’内をすばやく流動して循環流量が２．５立方メートル／時、流道の直径が１．８ｍｍ、水とポリエチレングリコールの混合液の粘度が２１．４Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が９００７になる。 When the liquid quickly flows through the flow path 11 ′, the circulation flow rate is 2.5 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 1.8 mm, and the viscosity of the mixture of water and polyethylene glycol is 21.4 Pa · S, Reynold The number becomes 9007.
脱水後、１０．２キロリットルの無色透明なポリエチレングリコールが得られ、カッティング廃液の重量をもとにした回収率が２０．４％に達する。 After dehydration, 10.2 kiloliters of colorless and transparent polyethylene glycol is obtained, and the recovery rate based on the weight of the cutting waste liquid reaches 20.4%.
炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に入れて、固体混合物の重量の１５％の水を加え、循環、混合洗浄を反復する。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is placed in a first washer, water at 15% of the weight of the solid mixture is added, and circulation and mixed washing are repeated.
液体が流道内をすばやく流動し、循環流量が２．１立方メートル／時、流道の直径が３．０ｍｍで、固定混合物と水の混合材料の粘度９．６Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数＝３６４３になる。 When the liquid quickly flows in the flow path, the circulation flow rate is 2.1 cubic meters / hour, the diameter of the flow path is 3.0 mm, and the viscosity of the mixture of the fixed mixture and water is 9.6 Pa · S, the Reynolds number = 3643 become.
循環、混合洗浄時間が３０分で、温度が７０度に上昇する。洗浄後、混合物を第一揺動台に入れて分離後、一次洗浄の固体混合物を第二洗浄器に入れ、固体混合物を再度同様に一次循環、混合、洗浄し、循環流量が３立方メートル／時、流道の直径２．４ｍｍ、混合材料の粘度が１４．０Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が６９７０になる。 Circulation and mixed washing time is 30 minutes, and the temperature rises to 70 degrees. After washing, put the mixture on the first rocking stand, separate it, put the primary washing solid mixture into the second washing machine, again in the same way primary circulation, mixing and washing, the circulation flow rate is 3 cubic meters / hour When the diameter of the flow path is 2.4 mm and the viscosity of the mixed material is 14.0 Pa · S, the Reynolds number is 6970.
洗浄後、第二揺動台に入れて分離すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られる。 After cleaning, when placed in a second rocking table and separated, a solid mixture of secondary cleaning of silicon carbide and silicon is obtained.
得られた炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体物を反応器５２に入れ、再度固体混合物の１．５倍の硝酸とハフニウムの混合酸溶液を加え、循環、攪拌を２０分反復すると、フッ化けい酸の溶液が得られ１ｋｇのシリコンが回収できる。カッティング廃液をもとに計算すると、回収率が２％になる。 The solid substance obtained by the secondary cleaning of silicon carbide and silicon obtained is put into the reactor 52, and a mixed acid solution of nitric acid and hafnium that is 1.5 times the solid mixture is added again, and circulation and stirring are repeated for 20 minutes. A solution of silicic acid is obtained and 1 kg of silicon can be recovered. When calculated based on the cutting waste liquid, the recovery rate is 2%.
反応器５２内の残留物をろ過し、１０ｗｔ％水酸化ナトリウム溶液で洗浄し、ｐＨ７．３まで水洗いすると、淡いグレーで緑色の細かい粉末の炭化ケイ素２．９ｋｇが得られ、カッティング廃液の重量５０ｋｇをもとに計算すると、回収率が５．８％に達する。 The residue in the reactor 52 is filtered, washed with a 10 wt% sodium hydroxide solution, and washed with water to pH 7.3 to obtain 2.9 kg of light gray and green fine powdered silicon carbide with a cutting waste liquid weight of 50 kg. Based on the calculation, the recovery rate reaches 5.8%.
その他の操作方法は第一の実施形態と同じである。 Other operation methods are the same as those in the first embodiment.
第四の実施形態では、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液５０キログラムと濃度０．２ｍｏｌ、７．５リットルの希塩酸を攪拌器４９の第一混合釜６５内に入れ、循環、攪拌を１５分間反復して実施する。 In the fourth embodiment, 50 kilograms of cutting waste liquid of single crystal silicon from which kerosene has been removed and dilute hydrochloric acid having a concentration of 0.2 mol and 7.5 liters are placed in the first mixing kettle 65 of the stirrer 49 for circulation and stirring. Repeat for minutes.
一次混合材料を混合器５０に入れ、混合を２０分反復し、温度が３０度に上昇すると、混合材料が流道１１にすばやく流動し、ポンプの流量が３立方メートル／時、流道の直径２．０ｍｍで、混合材料の粘度が３５．６Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が４７３６になる。 When the primary mixed material is placed in the mixer 50 and the mixing is repeated for 20 minutes and the temperature rises to 30 degrees, the mixed material quickly flows into the flow path 11, the pump flow rate is 3 cubic meters / hour, the flow path diameter 2 When the viscosity of the mixed material is 35.6 Pa · S at 0.0 mm, the Reynolds number is 4736.
混合器で混合した後、二次混合材料を液体分離器３０に入れ、混合材料が温度を５０度に維持する二つのユニットの加熱器で加熱されると、水蒸気とポリエチレングリコールがいっしょに蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られる。 After mixing in the mixer, the secondary mixed material is placed in the liquid separator 30 and when the mixed material is heated with two units of heaters that maintain the temperature at 50 degrees, the water vapor and polyethylene glycol will evaporate together. When cooled, a mixture of water and polyethylene glycol is obtained.
液体分離器３０底部の固体出口３７から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出される。 A solid mixture of silicon carbide and silicon is discharged from the solid outlet 37 at the bottom of the liquid separator 30.
得られた水とポリエチレングリコールの混合液を脱水器５１に入れ、１５分脱水すると、温度が５０度に上昇する。 When the obtained mixed solution of water and polyethylene glycol is put into a dehydrator 51 and dehydrated for 15 minutes, the temperature rises to 50 degrees.
液体が流道１１’内をすばやく流動し、循環の流量が２．５立方メートル／時、流道の直径が３．０ｍｍ、水とポリエチレングリコールの粘度が１１．５Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が３６２０になる。 When the liquid quickly flows in the flow path 11 ′, the circulation flow rate is 2.5 cubic meters / hour, the flow path diameter is 3.0 mm, and the viscosity of water and polyethylene glycol is 11.5 Pa · S, the Reynolds number is 3620.
脱水後、１３．７キログラムの無色透明のポリエチレングリコールが得られ、カッティング廃液の重量から計算すると、回収率が２７．４％に達する。 After dehydration, 13.7 kilograms of colorless and transparent polyethylene glycol is obtained, and the recovery rate reaches 27.4% when calculated from the weight of the cutting waste liquid.
炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に入れ、再度、固体混合物の重量の２０％の水を加えて混合、洗浄を反復し、液体が流道内をすばやく流動し、循環の流量が２．１立方メートル／時、流道の直径が２．７ｍｍ、固体混合物と水の混合材料の粘度が１１．２Ｐａ・Ｓになると、レイノルド数が＝４２８３になる。混合、洗浄の時間は２０分で温度が５０度まで上昇する。 Put the solid mixture of silicon carbide and silicon into the first scrubber, add water 20% by weight of the solid mixture again, mix and wash repeatedly, the liquid quickly flows in the flow path, the circulation flow rate is 2 When the diameter of the flow path is 2.7 mm and the viscosity of the mixed material of water and water is 11.2 Pa · S, the Reynolds number is 4283. The mixing and washing time is 20 minutes and the temperature rises to 50 degrees.
洗浄後、混合物を第一揺動台に入れて分離した後、一次洗浄の固体混合物を第二洗浄器に入れ、固体混合物を再度同様に一次循環、混合、洗浄し、循環の流量が３立方メートル／時、流道の直径が３．０ｍｍ、混合材料の粘度１６．８Ｐａ・Ｓの時、レイノルド数が４６２６になる。 After washing, after putting the mixture on the first rocking stand and separating, put the primary washing solid mixture into the second washing machine, and again in the same way primary circulation, mixing and washing, the circulation flow rate is 3 cubic meters When the flow path diameter is 3.0 mm and the viscosity of the mixed material is 16.8 Pa · S, the Reynolds number is 4626.
洗浄後、第二揺動台に入れて分離すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られる。 After cleaning, when placed in a second rocking table and separated, a solid mixture of secondary cleaning of silicon carbide and silicon is obtained.
得られた炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体物を反応器５２に入れ、再度固体混合物の１．１倍の硝酸とハフニウムの混合酸溶液を加えて循環、攪拌を３０分反復して実施すると、フッ化けい酸の溶液が得られ、０．５ｋｇのシリコンが回収できる。カッティング廃液にもとづいて計算した回収率は１％になる。 The obtained solid substance of silicon carbide and silicon secondary washing was put into the reactor 52, and a mixed acid solution of nitric acid and hafnium 1.1 times as much as the solid mixture was added and circulated and stirred repeatedly for 30 minutes. Then, a solution of fluorosilicic acid is obtained, and 0.5 kg of silicon can be recovered. The recovery calculated based on the cutting waste liquid is 1%.
反応器内の残留物をろ過し、７ｗｔ％水酸化カリウム溶液で洗浄し、ｐＨが７になるまで水洗いすると、淡いグレーで緑色の細かい粉末の炭化ケイ素が６．３ｋｇ得られる。カッティング廃液をもとに計算した回収率が１２．６％になる。 The residue in the reactor is filtered, washed with a 7 wt% potassium hydroxide solution, and washed with water until the pH is 7, giving 6.3 kg of light gray, green, fine powdered silicon carbide. The recovery rate calculated based on the cutting waste liquid is 12.6%.
その他の操作方法は第一の実施形態と同じである。 Other operation methods are the same as those in the first embodiment.
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。 The above is a preferred embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. Therefore, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, shall belong to the scope of the claims of the present invention. To do.
１、１’ ポンプ
２ 抵抗サーモメーター
３、３’ 混合釜
４、４’ 材料排出管
５、５’ 噴射手段
６、６’ 材料進入缶
７、７’ バルブ
８、８’ 接続管
９、９’ 加料管
１０、１０’ 噴射ノズル入口
１１、１１’ 流道
１２、１２’ 混合空間
１３、１３’ 噴射ノズル出口
１４、１４’ 液流導口
１５、１５’ 導向板
１６、１６’ 孔
１７、１７’ 温度インジケーター
１８、１８’ 出料口
１９、１９’ 噴射経路
２１ 排水管
２２ 液体蒸発管
３０ 液体分離器
３１ 噴射ヘッド
３２ 位置決めリベット
３３ 気体排出管
３４ ネジ
３５ 板
３６ 外壁
３７ 固体出口
３８ 液体出口
３９ 板
４０ 孔
４１ ロート状板
４２ 円錐形板
４９ 攪拌器
５０ 混合器
５１ 脱水器
５２ 反応器
６１ 第一ポンプ
６１’ 第二ポンプ
６２ 第一バルブ
６２’ 第二バルブ
６３ 第一材料進入缶
６３’ 第二材料進入缶
６４ 第一材料排出管
６４’ 材料排出管
６５ 第一混合釜
６５’ 第二混合釜
６６ 第一噴射経路
６６’ 第二噴射経路
６７ 出料口
６７’ 第二出料口
６８ 第一接続管
６８’ 第二接続管
６９ 第一加料管
６９’ 第二加料管
７０ 噴射ノズル
７０’ 第二噴射ノズル
７１ 液流孔
７１’ 第二液流孔
７２ 噴射空間
７２’ 第二噴射空間
７３ 第一噴射ノズル出口
７３’ 第二噴射ノズル出口
1, 1 'pump 2 resistance thermometer 3, 3' mixing kettle 4, 4 'material discharge pipe 5, 5' injection means 6, 6 'material entry can 7, 7' valve 8, 8 'connection pipe 9, 9' Additive pipe 10, 10 'injection nozzle inlet 11, 11' flow path 12, 12 'mixing space 13, 13' injection nozzle outlet 14, 14 'liquid flow inlet 15, 15' diverting plate 16, 16 'holes 17, 17 'Temperature indicators 18, 18' Spouts 19, 19 'Injection path 21 Drain pipe 22 Liquid evaporation pipe 30 Liquid separator 31 Injection head 32 Positioning rivet 33 Gas discharge pipe 34 Screw 35 Plate 36 Outer wall 37 Solid outlet 38 Liquid outlet 39 Plate 40 Hole 41 Funnel-shaped plate 42 Conical plate 49 Stirrer 50 Mixer 51 Dehydrator 52 Reactor 61 First pump 61 'Second pump 62 First valve 62' Second valve 63 First material entry can 63 'First Two-material ingress can 64 Material discharge pipe 64 ′ Material discharge pipe 65 First mixing pot 65 ′ Second mixing pot 66 First injection path 66 ′ Second injection path 67 Charge port 67 ′ Second discharge port 68 First connection pipe 68 ′ Second Connection pipe 69 First additive pipe 69 'Second additive pipe 70 Injection nozzle 70' Second injection nozzle 71 Liquid flow hole 71 'Second liquid flow hole 72 Injection space 72' Second injection space 73 First injection nozzle outlet 73 ' Second injection nozzle outlet
Claims (5)
第一のステップでは、灯油を除去した単結晶シリコンのカッティング廃液を攪拌器に入れ、濃度０．０００１−０．４ｍｏｌの塩酸、と、廃液１リットル当たり１００−５００ｍｌの塩酸溶液を加えて１０−３０攪拌すると、一次混合材料が得られ、混合器に排出し、再度１０−３０分混合すると、温度が３０−５０度に上昇して二次混合材料が得られ排出され、
第二のステップでは、混合器から排出された二次混合材料を液体分離器に入れ、混合材料が５０−８０度の加熱板で加熱されると、水蒸気とポリエチレングリコールがいっしょに蒸発し、冷却すると、水とポリエチレングリコールの混合液が得られ、再度、脱水器で１５−４０分脱水し、温度が４０−８０度に上昇すると、水分が排出され、ポリエチレングリコールが得られ、液体分離器の底部から炭化ケイ素とシリコンの固体混合物が放出され、
第三のステップでは、炭化ケイ素とシリコンの固体混合物を第一洗浄器に入れ、固体混合物の重量の１０−２０％の水を加え、１０−３０分洗浄すると、温度が４０−８０度に上昇し、洗浄後、混合物を第一揺動台に入れ、比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの一次洗浄の固体混合物が得られ、再度、第二洗浄器に入れ、固体混合物を再度一次洗浄した後、混合物を第二揺動台に入れ、再度比重の軽いかすを分離除去すると、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物が得られ、
第四のステップでは炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物を反応器に入れ、濃度５％の硝酸と濃度３０％のハフニウムから組成した混合酸性溶液で、両者の体積比が硝酸；ハフニウム＝１：５の溶液を加え、炭化ケイ素とシリコンの二次洗浄の固体混合物１リットル当たりに１−１．５リットルの混合酸性溶液を加え、攪拌を１０−３０分反復して実施すると、温度が上昇して回流の温度に達し、フッ化けい酸の溶液が蒸発し、冷却すると、無色透明のフッ化けい酸溶液が得られ、シリコンが回収でき、反応器の残留物の炭化ケイ素と酸溶液をろ過し、アルカリ性水溶液で洗浄し、ｐＨ７−７．５まで水洗いし、乾燥させると、炭化ケイ素が得られることを特徴とするカッティング廃液の処理、回収方法。 Comprising a first step, a second step, a third step, and a fourth step;
In the first step, the cutting waste liquid of single crystal silicon from which kerosene has been removed is put into a stirrer, and 0.0001-0.4 mol of hydrochloric acid and 100-500 ml of hydrochloric acid solution per liter of the waste liquid are added to add 10- After 30 stirring, the primary mixed material is obtained and discharged into the mixer, and when mixed again for 10-30 minutes, the temperature rises to 30-50 degrees and the secondary mixed material is obtained and discharged,
In the second step, the secondary mixed material discharged from the mixer is put into a liquid separator, and when the mixed material is heated with a heating plate of 50-80 degrees, water vapor and polyethylene glycol are evaporated together and cooled. Then, a mixed liquid of water and polyethylene glycol is obtained, and again dehydrated with a dehydrator for 15-40 minutes. When the temperature rises to 40-80 degrees, water is discharged, polyethylene glycol is obtained, and the liquid separator A solid mixture of silicon carbide and silicon is released from the bottom,
In the third step, the solid mixture of silicon carbide and silicon is placed in the first scrubber, 10-20% water by weight of the solid mixture is added and washed for 10-30 minutes, the temperature rises to 40-80 degrees After washing, the mixture is placed on the first rocking table, and the debris with a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of silicon carbide and silicon for the primary cleaning. After performing the primary cleaning again, the mixture is placed on the second rocking table, and again, the debris having a low specific gravity is separated and removed to obtain a solid mixture of secondary cleaning of silicon carbide and silicon.
In the fourth step, a solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash is put into a reactor, and a mixed acidic solution composed of nitric acid at a concentration of 5% and hafnium at a concentration of 30%, the volume ratio of the two being nitric acid; Add 1: 5 solution, add 1-1.5 liters of mixed acidic solution per liter of solid mixture of silicon carbide and silicon secondary wash, and repeat stirring for 10-30 minutes. When the temperature rises to the circulating temperature, the fluorosilicate solution evaporates and cools, a colorless and transparent fluorinated silicic acid solution is obtained and silicon can be recovered and the silicon carbide and acid solution in the reactor residue. A cutting waste liquid treatment and recovery method characterized in that silicon carbide is obtained by filtering, washing with an alkaline aqueous solution, washing with water to pH 7-7.5, and drying.
該攪拌器が、第一混合釜と、第一材料進入缶と、第一噴射経路と、第一ポンプと、第一バルブと、第一材料排出管と、を含んでなり、第一材料進入缶の下方の第一加料管を第一混合釜の上蓋上に設けるとともに、第一混合釜内に延伸し、第一噴射経路には噴射ノズル、噴射空間、第一噴射出口とが順次貫通して接続し、噴射空間の壁の両側にはそれぞれ液流孔が設けられ、噴射ノズルの直径が３−４ｍｍで、第一ポンプが第一バルブと第一混合釜の底部の第一材料排出口の間の第一接続管上に設けられ、第一材料排出管と、第一バルブとの間を接続し、
混合器が、攪拌器の第一材料排出管が混合器と接続し、混合器は第三混合釜と、第三材料進入缶と、第三噴射手段と、第三ポンプと、第一抵抗サーモメーターと、第三バルブと第三材料排出管とを含んでなり、第三材料進入缶下方の第三加料管が第三混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第三混合釜内に延伸し、第三噴射手段が第三噴射経路と、第一導向板を含んでなり、第三噴射経路が第三噴射ノズル入口、第一流道、第一混合空間と第三噴射ノズル出口の順に接続して設けられ、第三噴射ノズル入口がロート状を呈し、第一流道の直径が１．２−３ｍｍで、第一混合空間の壁の二側面にそれぞれ第一液流導口が設けられ、第一導向板が第三噴射経路上に垂直に設けられ、第一液流導口と第三噴射ノズル出口との間の第一導向板上に孔が設けられ、第三ポンプが第三バルブと第三混合釜底部の第三出料口との間の第三接続管上に設けられ、第三材料排出管と第三バルブとが互いに接続し、第一抵抗サーモメーターが第三混合釜内に固定して設けられ、導線を介して第三混合釜の上蓋と第一温度インジケーターとが接続し、
液体分離器が、噴射ヘッドと、気体排出管と、円錐形板と、ロート状板と、固体出口と、を含んでなり、混合器の第三材料排出管と液体分離器の上蓋の中心部の噴射ヘッドとが互いに接続し、液体分離器内に外壁上の二つのユニットの加熱板を上下対称に固定し、それぞれのユニットの過熱板は、上方に設けられた円錐形板と、下方に設けられたロート状板と孔とを含んでなり、ロート状板の直径が円錐形板の直径よりも大きく、円錐形板が三個で１２０度を形成するように排列する位置決めリベット上に固定され、三個の位置決めリベットが外壁上に固定されロート状板が板上に固定され、板がネジで外壁上に固定され、上蓋上に気体排出管が設けられ、底部に固体出口が設けられ、固体出口の周囲に板が設けられ、底部に液体出口が設けられ、
脱水器が、混合器を基本的に同じ構造であるが、上蓋上に排水管を設けてなり、液体分離気が第一冷却器を介して脱水器に接続し、脱水器が第四混合釜と、第四材料進入缶と、第四噴射手段と、第四ポンプと、第二抵抗サーモメーターと、第四バルブと、第四材料排出管と、排水管と、を含んでなり、第四材料進入缶下方の第四加料管が第四混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第四混合釜内に延伸し、第四混合釜の上蓋上には排水管が設けられ、第四噴射手段が第四噴射経路と第二導向板とを含んでなり、第四噴射経路が第四噴射ノズル入口と、第二流道と、第二混合空間と第四噴射ノズル出口とを含んでなり、該第四噴射ノズル入口がロート状で、第二流道の直径が１．２−３ｍｍで、第二混合空間の壁の二側面にはそれぞれ第二液流導口が設けられ、第二導向板が第四噴射経路上に垂直に設けられ、第二液流導口と第四噴射ノズル出口との間に位置し、第二導向板上には孔が設けられ、第四ポンプが第四バルブと第四混合釜底部の第四出料口との間の第四接続管上に設けられ、第四材料排出管と第四バルブとが互いに接続し、第二抵抗サーモメーターが第四混合釜内に固定して設けられ、導線で第四混合釜の上蓋と第二温度インジケーターとが接続され、
第一洗浄器が、液体分離器の固体出口と接続し、第一洗浄器の構造が第二混合器と同じで、第一洗浄器が第一揺動台と、第二洗浄器と、第二揺動台と互いに順に接続し、第二洗浄器の構造と第一洗浄器の構造が同じで、第二洗浄器が反応器と互いに接続し、
反応器が、攪拌器と基本的な構造が同じであるが、上蓋上に液体蒸発管が設けられ、液体蒸発管と第二冷却器とが互いに接続し、反応器が、第二混合釜と、第二材料進入缶と、第二噴射経路と、第二ポンプと、第二バルブと、第二材料排出管と、液体蒸発管とを含んでなり、第二材料進入缶の下方の第二加料管が第二混合釜の上蓋上に設けられるとともに、第二混合内に進入し、第二混合釜の上蓋上に液体蒸発管が設けられ、第二噴射経路が、第二噴射ノズル、第二噴射空間と、第二噴射ノズル出口とを含んでなり、噴射空間の壁の二側面にそれぞれ液流孔が設けられ、第二噴射ノズル直径が３−４ｍで、第二ポンプが第二バルブと第二混合釜底部の第二出料口との間の第二接続管上に設けられ、第二材料排出管と第二バルブとが互いに接続されることを特徴とする請求項１に記載のカッティング廃液の処理手段。 The means for treating the cutting waste liquid comprises a stirrer, a mixer, a liquid separator, a dehydrator, a first washing device, and a reactor.
The stirrer includes a first mixing kettle, a first material inflow can, a first injection path, a first pump, a first valve, and a first material discharge pipe, and the first material ingress The first additive pipe below the can is provided on the upper lid of the first mixing kettle and extends into the first mixing kettle, and the jet nozzle, jet space, and first jet outlet sequentially pass through the first jet path. And a liquid flow hole is provided on each side of the wall of the injection space, the diameter of the injection nozzle is 3-4 mm, and the first pump is a first material discharge port at the bottom of the first valve and the first mixing kettle Provided on the first connection pipe between the first material discharge pipe and the first valve,
The mixer has a first material discharge pipe of the stirrer connected to the mixer, and the mixer has a third mixing kettle, a third material inflow can, a third injection means, a third pump, and a first resistance thermostat. A meter, a third valve, and a third material discharge pipe. A third material pipe below the third material entry can is provided on the upper lid of the third mixing pot and extends into the third mixing pot. The third injection means includes a third injection path and a first directing plate, and the third injection path is connected in the order of the third injection nozzle inlet, the first flow path, the first mixing space, and the third injection nozzle outlet. The third injection nozzle inlet has a funnel shape, the diameter of the first flow path is 1.2-3 mm, the first liquid flow inlet is provided on each of the two sides of the wall of the first mixing space, One direction plate is provided vertically on the third injection path, and a hole is formed on the first direction plate between the first liquid flow inlet and the third injection nozzle outlet. A third pump is provided on the third connecting pipe between the third valve and the third outlet at the bottom of the third mixing kettle, the third material discharge pipe and the third valve are connected to each other, The first resistance thermometer is fixedly installed in the third mixing kettle, and the upper lid of the third mixing kettle and the first temperature indicator are connected via a conductor,
The liquid separator includes an ejection head, a gas discharge pipe, a conical plate, a funnel plate, and a solid outlet, and a third material discharge pipe of the mixer and a central portion of the upper lid of the liquid separator Are connected to each other, and the heating plates of the two units on the outer wall are fixed symmetrically in the liquid separator, and the heating plate of each unit has a conical plate on the upper side and a lower plate on the lower side. Fixed on a positioning rivet comprising a funnel-shaped plate and a hole provided, the diameter of the funnel-shaped plate being larger than the diameter of the conical plate, and three conical plates forming 120 degrees Three positioning rivets are fixed on the outer wall, a funnel-shaped plate is fixed on the plate, the plate is fixed on the outer wall with screws, a gas discharge pipe is provided on the upper lid, and a solid outlet is provided at the bottom. A plate around the solid outlet and a liquid outlet at the bottom It is,
The dehydrator has basically the same structure as the mixer, but is provided with a drain pipe on the top lid, the liquid separation gas is connected to the dehydrator via the first cooler, and the dehydrator is connected to the fourth mixing kettle. And a fourth material entry can, a fourth injection means, a fourth pump, a second resistance thermometer, a fourth valve, a fourth material discharge pipe, and a drain pipe. A fourth additive pipe below the material entry can is provided on the upper lid of the fourth mixing kettle and extends into the fourth mixing kettle, and a drain pipe is provided on the upper lid of the fourth mixing kettle. Comprises a fourth injection path and a second directing plate, the fourth injection path comprises a fourth injection nozzle inlet, a second flow path, a second mixing space and a fourth injection nozzle outlet, The inlet of the fourth injection nozzle has a funnel shape, the diameter of the second flow path is 1.2-3 mm, and the second liquid flow is provided on each of the two side surfaces of the second mixing space. A second directing plate is provided vertically on the fourth injection path, located between the second liquid flow introducing port and the fourth injection nozzle outlet, and a hole is provided on the second directing plate. A fourth pump is provided on the fourth connection pipe between the fourth valve and the fourth discharge port at the bottom of the fourth mixing pot, the fourth material discharge pipe and the fourth valve are connected to each other, A two-resistance thermometer is fixedly installed in the fourth mixing kettle, and the upper lid of the fourth mixing kettle and the second temperature indicator are connected by a conductor,
The first washer is connected to the solid outlet of the liquid separator, the structure of the first washer is the same as that of the second mixer, the first washer is the first swing table, the second washer, Connected to the two swinging tables in order, the structure of the second washer and the structure of the first washer are the same, the second washer connected to the reactor,
The reactor has the same basic structure as the stirrer, but a liquid evaporation pipe is provided on the upper lid, the liquid evaporation pipe and the second cooler are connected to each other, and the reactor is connected to the second mixing kettle. A second material entry can, a second injection path, a second pump, a second valve, a second material discharge pipe, and a liquid evaporation pipe. The additive pipe is provided on the upper lid of the second mixing kettle, enters the second mixing, the liquid evaporation pipe is provided on the upper lid of the second mixing kettle, and the second injection path has the second injection nozzle, The second injection nozzle includes a second injection nozzle and a second injection nozzle outlet, each having a liquid flow hole on each of two side surfaces of the injection space. The second injection nozzle has a diameter of 3-4 m and the second pump is a second valve. And the second material discharge pipe and the second valve are connected to each other. Cutting waste processing means according to claim 1, characterized in that it is.
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