JP2013100203A - Solid-liquid separation method for silicon slurry and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンスラリーを資源として再利用できるようにするための固液分離方法、及びその装置に関する。 The present invention relates to a solid-liquid separation method and apparatus for reusing silicon slurry as a resource.
シリコンのインゴットから太陽光発電に使用される太陽光パネルを製造する際や、シリコンウェハから大規模集積回路を製造する際、ワイヤソーを使用してシリコンインゴットを薄く切断し、シリコンウェハを研磨する。このとき、切断作業は切削油を供給しながら行い、研磨作業は砥粒や水溶性又は油性の分散剤を供給しながら行うため、副産物として、これらの廃液が集まった、シリコン粉、砥粒といった固形物からなる固形成分と、切削油、分散剤といった液体からなる液状成分とを含有するシリコンスラリーが排出される。
シリコンスラリーは、その多くが廃棄処分されている。しかし、シリコンスラリーには、シリコン粉や砥粒、切削油、分散剤といった多くの有機・無機物が含まれているため、廃棄処分による環境への影響が問題となっている。また、環境問題を考慮して、シリコンスラリーを無害化しようとしても、その処理に多大なコストや設備が必要となる。
そこで、以前より、このシリコンスラリーを資源として再利用できるものとするために、シリコンスラリーからシリコン粉を回収するための方法が提案されており、その例として、以下に挙げるようなものがある。なお、本明細書において、「シリコンスラリー」の語は、シリコンスラリーの含有成分が凝集沈降したシリコンスラッジをも含むものとする。
When manufacturing a solar panel used for photovoltaic power generation from a silicon ingot or manufacturing a large-scale integrated circuit from a silicon wafer, the silicon ingot is thinly cut using a wire saw and the silicon wafer is polished. At this time, the cutting operation is performed while supplying cutting oil, and the polishing operation is performed while supplying abrasive grains and a water-soluble or oil-based dispersant, so that these waste liquids are collected as by-products such as silicon powder and abrasive grains. A silicon slurry containing a solid component made of a solid material and a liquid component made of a liquid such as a cutting oil or a dispersant is discharged.
Most of the silicon slurry is disposed of. However, since the silicon slurry contains many organic and inorganic substances such as silicon powder, abrasive grains, cutting oil, and dispersant, the environmental impact due to disposal is a problem. Further, even if it is attempted to render the silicon slurry harmless in consideration of environmental problems, the processing requires a great deal of cost and equipment.
Therefore, in order to make this silicon slurry reusable as a resource, a method for recovering silicon powder from the silicon slurry has been proposed, and examples thereof include the following. In the present specification, the term “silicon slurry” includes silicon sludge in which the components contained in the silicon slurry are coagulated and settled.
特許文献1には、シリコンスラリーを固液分離した後の固形分を用いて、固形分を有機溶剤により洗浄し、固形分に含まれる分散剤を除去する有機溶剤洗浄工程と、分散剤の除去が行われた後の固形分から酸化シリコン及び砥粒を除去して、シリコンを主成分とする粉体を得る分離工程とを含むシリコンの回収方法が開示されている。
特許文献2には、水分を除外したシリコンスラリーを真空状態で1500K以上の温度に保持することによって、酸素濃度の低いシリコンスラリー乾燥物を得る方法が開示されている。
特許文献3には、シリコンスラリーから固形分であるシリコン含有材料を回収するために、水溶性クーラントを確実に除去する方法が開示されている。
特許文献4によれば、シリコンスラリーから液状成分を除去せずに、そのまま乾燥機の炉内に投入し、攪拌時の回転数を加熱温度に応じて制御すればシリコンスラリーに含まれる金属シリコン粒を酸化させて酸化シリコン粒を生成することができるとされている。
Patent Document 2 discloses a method of obtaining a dried silicon slurry having a low oxygen concentration by maintaining a silicon slurry excluding moisture in a vacuum state at a temperature of 1500 K or higher.
Patent Document 3 discloses a method for reliably removing water-soluble coolant in order to recover a silicon-containing material that is a solid content from a silicon slurry.
According to Patent Document 4, if the liquid component is not removed from the silicon slurry, it is put into the oven of the dryer as it is, and if the rotation speed during stirring is controlled according to the heating temperature, the metal silicon particles contained in the silicon slurry It is said that silicon oxide grains can be generated by oxidizing the above.
特許文献1から3が示すように、従来、シリコンスラリーからシリコン粉を回収する際に、まず、液状成分を除去し、残った固形成分であるケーキを洗浄、乾燥等させていた。シリコンスラリーから液状成分を除去することは容易ではなく、濾過や遠心分離といったいくつもの工程を要するため、大規模な設備、コスト、及び時間が必要となるという問題があった。
As shown in
そこで、特許文献4が示すようなシリコンスラリーの乾燥方法が考案された。しかし、加熱温度に応じて回転数の制御をしなければならないため、その管理が難しいという問題がある。また、この方法は、シリコンスラリーに油分が含まれていない場合にしか適用できない。何故ならば、油分が含まれているシリコンスラリーを乾燥させると、油分と酸素が反応して燃焼し、最悪の場合、火災の発生や乾燥機が爆発するというような危険性があるからである。 Therefore, a silicon slurry drying method as disclosed in Patent Document 4 has been devised. However, since the number of rotations must be controlled according to the heating temperature, there is a problem that the management is difficult. This method can be applied only when the silicon slurry does not contain oil. This is because if the silicon slurry containing the oil is dried, the oil and oxygen react and burn, and in the worst case, there is a risk of a fire or explosion of the dryer. .
ここで、出願人が発明した、廃油や使用済みプラスチック製包装容器等のあらゆる石油化学製品廃棄物を粉砕し、そのまま炉内に投入するだけで、熱分解することができ、精製油、ガス、及び炭化品を生成できる装置がある(特開2011−6528号公報。)。
しかし、シリコンスラリーをそのままこの装置の炉内に投入し、処理すると、固形成分と液状成分とを分離することはできるが、熱分解の過程で、炉内に残るシリコン粉を主成分とする固形成分が何らかの化学反応を起こし、炉内に貼り付いた状態で強固に固まり、固形成分を取出すことができないという問題が生じる。
Here, all petrochemical product wastes such as waste oil and used plastic packaging containers invented by the applicant can be pulverized and put into the furnace as they are, and can be pyrolyzed, refined oil, gas, And an apparatus capable of producing a carbonized product (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-6528).
However, when the silicon slurry is put into the furnace of this apparatus as it is and processed, the solid component and the liquid component can be separated, but in the process of thermal decomposition, the solid mainly composed of silicon powder remaining in the furnace. There arises a problem that the components cause some chemical reaction and solidify firmly in a state where they are stuck in the furnace, and the solid components cannot be taken out.
上述したように、シリコンスラリーの再資源化をすることは困難なものであり、多くの設備を要する。また、単純な構成の再資源化技術は未だ確立されていないため、大量のシリコンスラリーが現在も廃棄処分され、自然環境に悪影響を与えているという現実がある。 As described above, it is difficult to recycle silicon slurry, and many facilities are required. In addition, since a recycling technology with a simple configuration has not yet been established, there is a reality that a large amount of silicon slurry is still disposed of and has an adverse effect on the natural environment.
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、単純な構成でシリコンスラリーを再資源化できる、シリコンスラリーの固液分離方法、及びその装置を提供することをその目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a silicon slurry solid-liquid separation method and apparatus capable of recycling the silicon slurry with a simple configuration.
本発明は、シリコン粉を含む固形成分と、切削油又は分散剤を含む液状成分を含有するシリコンスラリーに、酸性溶液を加えた後、中和剤溶液を加えて中和させ、次いで熱分解させることにより前記液状成分を気化させ、前記固形成分と液状成分とを分離させることを特徴とするシリコンスラリーの固液分離方法によって前記課題を解決した。また、請求項2の、シリコン粉を含む固形成分と、切削油又は分散剤を含む液状成分を含有するシリコンスラリーに酸性溶液を加える反応槽と、前記酸性溶液が加えられたシリコンスラリーに中和剤溶液を加える中和槽と、前記中和剤溶液が加えられたシリコンスラリーを熱分解させる、内周面に伝熱面を有する円筒状の加熱槽を有し、加熱槽の中心に設けられた回転軸に複数の基羽根が取付けられ、基羽根が回転することにより中和剤溶液が加えられたシリコンスラリーが掬い上げられ、遠心力で加熱槽内周の伝熱面に押付けられる、密閉構造を有する熱分解機を具える固液分離装置によって、前記固液分離方法が実施されることが好適である。 In the present invention, an acidic solution is added to a silicon slurry containing a solid component containing silicon powder and a liquid component containing cutting oil or a dispersant, and then neutralized by adding a neutralizer solution, and then thermally decomposed. The above-mentioned problems have been solved by a solid-liquid separation method for silicon slurry, characterized in that the liquid component is vaporized to separate the solid component and the liquid component. The reaction vessel for adding an acidic solution to a silicon slurry containing a solid component containing silicon powder and a liquid component containing a cutting oil or a dispersant according to claim 2, and neutralizing the silicon slurry to which the acidic solution is added A neutralization tank for adding the agent solution, and a cylindrical heating tank having a heat transfer surface on the inner peripheral surface for thermally decomposing the silicon slurry to which the neutralizer solution is added, and provided at the center of the heating tank. A plurality of base blades are attached to the rotating shaft, and when the base blades rotate, the silicon slurry to which the neutralizer solution is added is scooped up and pressed against the heat transfer surface on the inner periphery of the heating tank by centrifugal force. It is preferable that the solid-liquid separation method is carried out by a solid-liquid separation device including a pyrolyzer having a structure.
また、請求項3のように、熱分解され、気化した液状成分を蒸留する蒸留装置を具える固液分離装置とすることが好ましく、さらに、請求項4のように、蒸留装置で回収される非凝縮性ガスを熱分解機の伝熱面を加熱する熱風を発生させる熱風発生炉の燃料とすることがよい。 Moreover, it is preferable to set it as the solid-liquid separator provided with the distillation apparatus which distills the thermally decomposed and vaporized liquid component like Claim 3, Furthermore, it collects with a distillation apparatus like Claim 4. The non-condensable gas may be used as a fuel for a hot air generating furnace that generates hot air that heats the heat transfer surface of the pyrolyzer.
また、請求項5のように、分離された固形成分を冷却させる、内周面に冷却面を有する円筒状の冷却槽を有し、冷却槽の中心に設けられた回転軸に複数の基羽根が取付けられ、基羽根が回転することにより熱分解された固形成分が掬い上げられ、遠心力で前記冷却槽内周の冷却面に押付けられる冷却機を具える固液分離装置とすることがよい。 Further, as in claim 5, there is provided a cylindrical cooling tank having a cooling surface on the inner peripheral surface for cooling the separated solid component, and a plurality of base blades on a rotating shaft provided at the center of the cooling tank. It is preferable that the solid-liquid separation device is provided with a cooler that is attached to the base blade and thermally decomposed by rotating the base blade, and is pressed against the cooling surface of the inner periphery of the cooling tank by centrifugal force. .
本発明によれば、濾過や遠心分離といった処理を経ることなく、シリコンスラリーの固形成分と液状成分とを分離させることができ、また、熱分解機の炉内に残ったシリコン粉を主成分とする熱分解処理後の固形成分がクッキー程度の硬さになるため、シリコン粉を主成分とする粉状物を容易に得ることができる。前述の通り、シリコンスラリーを何らの処理を加えずに熱分解すると、熱分解機の炉内に残った固形成分が強固に固まるという結果になる。これは、熱分解時に液状成分が気化する際に、固形成分の粒子同士が凝集することによって惹き起こされるものであり、シリコンスラリーに含まれる炭化ケイ素の熱融着によるものではないと考えられる。何故ならば、炭化ケイ素の融点は2,730℃であるため、炭化ケイ素が熱分解機の温度で融解することはないからである。一方、シリコンスラリーに酸性溶液を加えた後、中和剤溶液を加え、熱分解すると、熱分解処理後のシリコンスラリーの固形成分をクッキー程度の硬さにすることができる。これは、シリコンスラリーに酸性溶液を加えた後、中和剤溶液を加えて中和させることによって、熱分解時の粒子間の凝集を阻害したか、シリコンスラリーに何らかの化学反応が起こり、又は粒子間に微細な気泡が生じ、固形成分の凝集力を下げたからであると考えられる。このように、シリコンスラリーを固形成分と液状成分とに濾過や遠心分離によって分離させる工程を経ることなく処理できるため、これまで、シリコンスラリーを固形成分と液状成分とに分離するために要していた設備やコストは不要である。また、熱分解させる、すなわち、無酸素状態で加熱するため、油分を含むシリコンスラリーを処理しても、油分が燃焼し、爆発する危険性はなく、安全に処理することができる。さらに、熱分解の過程において、例えば、回転数といった、装置の制御は必要ない。 According to the present invention, the solid component and the liquid component of the silicon slurry can be separated without undergoing a treatment such as filtration or centrifugation, and the silicon powder remaining in the furnace of the pyrolyzer is the main component. Since the solid component after the thermal decomposition treatment is as hard as a cookie, a powdery substance containing silicon powder as a main component can be easily obtained. As described above, when the silicon slurry is pyrolyzed without any treatment, the solid components remaining in the furnace of the pyrolyzer harden. This is caused by aggregation of solid component particles when the liquid component is vaporized during thermal decomposition, and is not due to thermal fusion of silicon carbide contained in the silicon slurry. This is because the melting point of silicon carbide is 2,730 ° C., so that silicon carbide does not melt at the temperature of the pyrolyzer. On the other hand, when an acid solution is added to the silicon slurry, a neutralizer solution is added and then pyrolyzed, the solid component of the silicon slurry after the pyrolysis treatment can be made as hard as a cookie. This is because, after adding an acidic solution to the silicon slurry, neutralization is performed by adding a neutralizer solution to inhibit aggregation between particles during thermal decomposition, or some chemical reaction occurs in the silicon slurry, or particles It is thought that this is because fine bubbles were generated between them to reduce the cohesive strength of the solid components. Thus, since it can process without passing through the process of separating silicon slurry into a solid component and a liquid component by filtration or centrifugation, it has been necessary to separate the silicon slurry into a solid component and a liquid component. No equipment or cost is required. Moreover, since it heat-decomposes, ie, heats in an oxygen-free state, even if it processes the silicon slurry containing an oil component, there is no danger of an oil component burning and an explosion, and it can process safely. Furthermore, in the process of pyrolysis, it is not necessary to control the apparatus, for example, the rotational speed.
また、請求項2の固液分離装置を用いれば、中和剤溶液が加えられたシリコンスラリーが基羽根によって掬い上げられ、遠心力で加熱槽内周の伝熱面に押付けられるため、遠心力によって、含水率の高いものが優先的に伝熱面に押付けられることになり、また、シリコンスラリーが薄膜状になって伝熱面に接するため、加熱効率が高まり、熱分解処理を短時間で行うことができる。 Moreover, if the solid-liquid separator of Claim 2 is used, the silicon slurry to which the neutralizing agent solution is added is lifted up by the base blade and pressed against the heat transfer surface on the inner periphery of the heating tank by centrifugal force. As a result, the high moisture content is preferentially pressed against the heat transfer surface, and the silicon slurry becomes a thin film and comes into contact with the heat transfer surface. It can be carried out.
また、請求項3のように、熱分解され、気化した液状成分を蒸留する蒸留装置を具えれば、気化した液状成分に含まれる油分を回収することができる。なお、気化した液状成分に水分が混ざっている場合は、油水分離処理を経て油分が回収される。この油分は、シリコンスラリーに酸性溶液を加えた後、中和剤溶液を加えて中和させたものを熱分解して得られたものであるため、中性である。このようにして得られた油分を別の蒸留装置を用いて分留すれば、重質油、軽質油を分けて回収することも可能である。加えて、請求項4のように、蒸留装置で発生するプロパンガス等の非凝縮性ガスを熱分解機の伝熱面を加熱する熱風を発生させる熱風発生炉の燃料とすれば、蒸留の過程で回収される被凝縮性ガスを有効利用でき、固液分離装置の燃料費のようなランニングコストを下げることができる。 Moreover, if the distillation apparatus which distills the thermally decomposed and vaporized liquid component is provided like Claim 3, the oil component contained in the vaporized liquid component can be collect | recovered. In addition, when water is mixed in the vaporized liquid component, the oil is recovered through an oil-water separation process. This oil component is neutral because it is obtained by thermally decomposing a neutralized solution obtained by adding an acidic solution to a silicon slurry and then neutralizing it. If the oil thus obtained is fractionally distilled using another distillation apparatus, it is possible to collect heavy oil and light oil separately. In addition, if the non-condensable gas such as propane gas generated in the distillation apparatus is used as a fuel for a hot air generating furnace for generating hot air for heating the heat transfer surface of the pyrolyzer, the distillation process Thus, the condensable gas recovered in step (3) can be used effectively, and the running cost such as the fuel cost of the solid-liquid separator can be reduced.
また、請求項5のように、分離された固形成分、すなわち、シリコン粉を主成分とする粉状物を冷却させる、内周面に冷却面を有する円筒状の冷却槽を有し、冷却槽の中心に設けられた回転軸に複数の基羽根が取付けられ、基羽根が回転することにより熱分解された固形成分が掬い上げられ、遠心力で前記冷却槽内周の冷却面に押付けられる冷却機を具える固液分離装置とすれば、熱分解され高温となったシリコン粉を主成分とする粉状物を短時間で冷却し、安全に回収することができる。 Moreover, it has a cylindrical cooling tank having a cooling surface on the inner peripheral surface for cooling the separated solid component, that is, a powdery substance mainly composed of silicon powder, as in claim 5. A plurality of base blades are attached to a rotating shaft provided at the center of the slab, and the solid components decomposed by the rotation of the base blades are scooped up and cooled against the cooling surface of the inner periphery of the cooling tank by centrifugal force. If the solid-liquid separation device is equipped with a machine, the powdery substance mainly composed of silicon powder which has been pyrolyzed and heated to a high temperature can be cooled in a short time and recovered safely.
以下、本発明の実施形態を図1〜4を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to this embodiment.
図1の固液分離装置10は、シリコンスラリー原液槽12、反応槽20、酸性溶液槽22、中和槽30、中和剤溶液槽32、熱分解機40、及び熱風発生炉50を具えている。各機器の配管の接続部分には、バルブVが具えられているため、原料となるシリコンスラリーの流量を調節・制御することができ、また、熱分解機40に空気が混入することを防ぐことができるため、熱分解機40の密閉構造を確保することができる。
1 includes a silicon slurry
まず、シリコンスラリーは、工場から排出された廃液の状態のまま、シリコンスラリー原液槽12に投入される。ここで、本発明においては、従来、多くの処理方法が必要としていた、シリコンスラリーの固形成分と液状成分を分離させるための濾過や、遠心分離といった工程は必要ない。シリコンスラリー原液槽12に投入されたシリコンスラリーは、次いで、反応槽20に投入され、酸性溶液槽22に準備されている酸性溶液が加えられる。酸性溶液が加えられた後は、攪拌装置(図示省略。)でシリコンスラリーと酸性溶液が攪拌され、反応の促進が図られるのがよい。また、使用する最適な酸性溶液の種類や濃度は、シリコンスラリーの濃度や含まれている成分によって異なると考えられるが、塩酸や硫酸といった強酸を使用することが好ましく、このような酸性溶液とシリコンスラリーを十分に反応させ、中和させた後に、熱分解すれば残った固形成分が固まることがないことが分かっている。次に、シリコンスラリーは、中和槽30に投入され、中和剤溶液槽32に準備されている中和剤溶液が加えられる。この中和槽30においても、図示しない攪拌装置でシリコンスラリーと中和剤溶液が攪拌され、中和反応の促進が図られるのがよい。また、使用する中和剤溶液として、苛性ソーダ液が挙げられるが、要は、中和させることができればどのようなものであってもよい。
First, the silicon slurry is put into the silicon slurry
中和状態となったシリコンスラリーは、次に、熱分解機40に投入される。熱分解機40の内部は、無酸素状態(1%以下)に保たれている。無酸素状態(1%以下)は、熱分解機40に窒素を充填し、内部の空気を熱分解機40の外部に放出させる窒素置換によって確保されているのがよい。また、熱分解機40の配管に設けられているバルブVによって外部から空気が混入することが防止されているため、熱分解機40は密閉構造が確保されている。
Next, the neutralized silicon slurry is put into the
このような熱分解機40には、例えば、特開平10−18513号公報に開示されているものが使用される。この熱分解機40の稼動時の状態の概略図が図4である。図4に示すように、熱分解機40は、モータM、及び円筒状の加熱槽42を有し、図1に示す熱風発生炉50からの熱風が送り込まれる外周ジャケット44、加熱される伝熱面41、シリコンスラリーSを回転させて伝熱面41に遠心力で押付けるための、加熱槽42の中心の回転軸46に取付けられる複数の基羽根48を具える。基羽根48が回転することにより、シリコンスラリーSは図4に示すような状態、すなわち、伝熱面41に沿って掬い上げられるとともに、遠心力の働きによって、薄膜状となって伝熱面41に押付けられる。このことにより、加熱面積が広がるため、加熱効率が高まり、また、含水率の多いものが優先的に伝熱面41に接することになるため、加熱と気化を同時に行うことができる。なお、図1に示す熱風発生炉50から送られる熱風は、約500〜600度であり、熱分解機40の稼動時のシリコンスラリーSは、約300〜400度に加熱される。また、シリコンスラリーSは伝熱面41に接している部分だけでなく、内側の面S1も高温の雰囲気にさらされるため、効率良く、短時間で熱分解を行うことができる。このようにして、シリコンスラリーSの液状成分が気化し、ガスが発生するとともに、シリコン粉を主成分とする粉状物となる固形成分が加熱槽42に残る。なお、前述の通り、熱分解機40は密閉構造を有しており、内部が無酸素状態(1%以下)に保たれているため、熱分解処理において、シリコンスラリーSの油分が酸素と反応することはなく、安全に処理を行うことができる。
As such a
こうして、図1に示すように、矢印Aからは、シリコンスラリーの液状成分が気化したガスを、矢印Bからは、固形成分であるシリコン粉を主成分とした粉状物を回収することができる。 Thus, as shown in FIG. 1, the gas from which the liquid component of the silicon slurry is vaporized can be recovered from the arrow A, and the powdered material mainly composed of the silicon powder as the solid component can be recovered from the arrow B. .
次に、図2は、本発明の第2実施形態の固液分離装置10aを示している。固液分離装置10aは、シリコンスラリー原液槽12、反応槽20、酸性溶液槽22、中和槽30、中和剤溶液槽32、熱分解機40、及び熱風発生炉50に加えて、冷却機60、蒸留装置である単式蒸留装置70、及び油水分離槽80を具えている。なお、シリコンスラリーをシリコンスラリー原液槽12に投入してから熱分解機40で熱分解させるまでのプロセスは、記述の固液分離装置10と同じであるため説明を省略する。
Next, FIG. 2 shows a solid-
熱分解機40から回収された、シリコンスラリーの固形成分であるシリコン粉を主成分とする粉状物は、冷却機60に送られる。冷却機60は、内周面に冷却面61を有する円筒状の冷却槽62を有し、冷却槽62の中心に設けられた回転軸66に複数の基羽根68を具えている。基本的な動作は熱分解機40と同じであり、外周ジャケット64に冷却水等が循環させられることによって冷却面61を冷やし、投入された物を効率良く冷やすことができる。この冷却機60を具えることによって、熱分解機40の熱分解処理によって高温となったシリコン粉を主成分とする粉状物を、短時間で冷却し、矢印Cから安全に回収することができる。このようにして回収されたシリコン粉を主成分とする粉状物は、セメントの材料や園芸用の砂として再利用することができる。
The powdery substance mainly containing silicon powder, which is a solid component of the silicon slurry, collected from the
一方、液状成分が気化したガスは、単式蒸留装置70に送られ、冷却部72を通ることによって、凝縮される。このとき凝縮されなかった非凝縮性ガスは、熱風発生炉50に送られることによって、熱風発生炉50の燃料として再利用される。こうすることにより、固液分離装置10aの燃料費を低減させることができる。一方、凝縮された液体は、油水分離槽80に送られ、矢印Dからは水分が、矢印Eからは油分が回収される。この油分から固形分等を除去すれば、精製油となり、切削油の原料又は燃料として利用することができる。
On the other hand, the gas in which the liquid component is vaporized is sent to the
また、単式蒸留装置70によって蒸留され、油水分離槽80から回収された油分を分留する第2の蒸留装置である分留装置110を具えるのが、図3に示す、固液分離装置10bである。この固液分離装置10bの油水分離槽80から回収された油分は、加熱炉100に送られた後、分留装置110に送られる。そして、分留装置110によって分留され、矢印Fからは重質油が、矢印Gからは軽質油が回収される。ここで凝縮されなかったガスは、コンデンサ120に送られる。このコンデンサ120の冷却部122によって冷却され、凝縮した油分は矢印Hから軽質油として回収される。コンデンサ120を通っても凝縮されなかった非凝縮性ガスは、熱風発生炉50に送られ、燃料として再利用される。回収された重質油は最低でもA重油クラスであり、ディーゼルエンジンに使用することができる。また、軽質油は、切削油として再利用することができる。
Further, a solid-
また、固液分離装置10bのように、中間槽90を具える構成とすれば、中和槽30で中和反応を終えたシリコンスラリーを中間槽90に溜めておくことができ、熱分解機40が稼動している間も、反応槽20及び中和槽30において処理を続けることができる。すなわち、装置の待機時間をなくし、一連の処理を連続して行えるため、処理効率を上げることができる。
Further, if the
以上説明したように、本発明によれば、従来、再資源化処理が困難であったシリコンスラリーを、濾過や遠心分離といった処理を介さずに、そのまま固液分離装置へ投入するだけで、シリコンスラリーに含まれる固形成分と液状成分とを分離させることができ、シリコン粉を主成分とする粉状物や、重質油、軽質油、非凝縮性ガスとして回収することができる。従って、単純な構成による方法及び装置によって、シリコンスラリーを固液分離し、資源として再利用することが可能となる。 As described above, according to the present invention, silicon slurry, which has been difficult to recycle in the past, is simply put into a solid-liquid separator without passing through a process such as filtration or centrifugation. The solid component and the liquid component contained in the slurry can be separated, and can be recovered as a powdery substance mainly composed of silicon powder, heavy oil, light oil, or non-condensable gas. Therefore, the silicon slurry can be solid-liquid separated and reused as a resource by a method and apparatus with a simple configuration.
10、10a、10b 固液分離装置
20 反応槽
30 中和槽
40 熱分解機
41 伝熱面
42 加熱槽
46 回転軸
48 基羽根
50 熱風発生炉
60 冷却機
61 冷却面
62 冷却槽
66 回転軸
68 基羽根
70、110 蒸留装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
シリコンスラリーの固液分離方法。 After adding an acidic solution to a silicon slurry containing a solid component containing silicon powder and a liquid component containing cutting oil or a dispersant, the solution is neutralized by adding a neutralizer solution, and then thermally decomposed to form the liquid. Vaporizing components, separating the solid component and liquid component,
Solid-liquid separation method of silicon slurry.
前記酸性溶液が加えられたシリコンスラリーに中和剤溶液を加える中和槽と、
前記中和剤溶液が加えられたシリコンスラリーを熱分解させる、内周面に伝熱面を有する円筒状の加熱槽を有し、該加熱槽の中心に設けられた回転軸に複数の基羽根が取付けられ、該基羽根が回転することにより前記中和剤溶液が加えられたシリコンスラリーが掬い上げられ、遠心力で前記加熱槽内周の伝熱面に押付けられる、密閉構造を有する熱分解機を具えることを特徴とする、
シリコンスラリーの固液分離装置。 A reaction vessel for adding an acidic solution to a silicon slurry containing a solid component containing silicon powder and a liquid component containing cutting oil or dispersant;
A neutralization tank for adding a neutralizer solution to the silicon slurry to which the acidic solution has been added;
A cylindrical heating tank having a heat transfer surface on an inner peripheral surface for thermally decomposing the silicon slurry to which the neutralizing agent solution is added, and a plurality of base blades on a rotating shaft provided at the center of the heating tank Is attached, and when the base blade rotates, the silicon slurry to which the neutralizing agent solution has been added is scooped up and pressed against the heat transfer surface on the inner periphery of the heating tank by centrifugal force. It is characterized by having a machine,
Silicon slurry solid-liquid separator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2011-11-09 JP JP2011245534A patent/JP2013100203A/en active Pending
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JP2015107885A (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 株式会社ディスコ | Silicon powder production method and apparatus |
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