JP3072151U - 無機研磨剤廃液の再生処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用済み無機研磨剤廃液から無機研磨剤と溶
液を再生する再生処理装置に関するものである。 【解決手段】 無機研磨剤スラリー廃液の再生処理にあ
って、投入口から排出口までの経路間に、無機研磨剤ス
ラリー廃液を貯槽する原液貯槽機能部Ａと、原液貯槽機
能部Ａから供給された廃液中の金属物質と他の異物の除
去と無機研磨剤スラリーを湿式分離する除去分級機能部
Ｂと、除去分級機能部Ｂから供給された無機研磨剤スラ
リー廃液を洗浄する洗浄機能部Ｃと、無機研磨剤スラリ
ー廃液中の固形物と溶液に分離する湿式分級機より成る
分級機能部Ｄと、最終的に固形物を乾燥する乾燥培焼機
能部Ｅを連設載置して成る無機研磨剤廃液の再生処理装
置を揃えた処理方法によれば歩留が高く安価で安定した
品質の無機研磨剤（固形物）と溶液を再生するすること
が出来る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、使用済み無機研磨剤スラリー廃液から無機研磨剤（固形物）と溶液 を再生する処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に使用済み無機研磨剤のスラリー廃液は、どろどろの固形分としての無機 物である研磨剤と、研磨、研削機からの鉄（Ｆｅ）や、錫（Ｓｎ）や、その他無 機物質が含まれている。この廃液の処理としては、従来、大型の沈降槽をいくつ も用いて固液分離し、上澄み液は濾過後再使用し、固形分は廃棄処分していた。 しかし、このような処理では、有効資源の無駄であるばかりでなく、環境保全 上にも問題があった。 また、固液分離をする装置、さらにはラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置 、そして研磨方法研磨装置も提案されている。（特許出願公告昭６４−１０２４ ７号、特開平４−３１５５７６号、特開平７−１８６０４１号）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、近年、産業廃棄物の環境保全の問題が世界的に大きく取り上げられ 各所で課題に成っている。また、これらは有効資源の無駄であるばかりでなく、 これらを、如何に再生し、再利用するかが、産業界の責任問題に発展しつつある 。 上記問題の解決手段について種々の模索がなされおり、その一つの手段として固 形分と溶液に分離する方法が提案されいる。特に前記従来の特許出願公告昭６４ −１０２４７号の固液分離装置の構成にあっては、円筒型濾過材に連続気孔付軟 質樹脂を用い、吸引方式で原液中の固形分粒子を吸着させ、固形物と溶液に分離 させる優れたものが提案されている。しかしながら、固形物の粒子径の異なる物 や、凝集し易い溶液では、濾過材の目が直ぐに目詰まりを起こし、その都度、運 転を中断し、目詰まりした固形物を掻き取るか、濾過材を交換するなどの対策を 講じていた。また特開平４−３１５５７６号さらには特開平７−１８６０４１号 等はラップ加工後、使用済み研磨剤スラリーを循環させ荒仕上げ、中間仕上げ、 最終仕上げに適する砥粒に分離分別するものであった。しかしながら、粒子径の 異なる砥粒さらにはラップ盤、被研磨物体からの削りクズ等がたえず混入してお り、さらには砥粒粒子の特徴である鋭角な粒子径状が丸くなり本来の性能が著し く低下する等の問題点を有するものであった。 本考案は、上記の問題点を解決するもので、一般的な研磨、研削に用いられる Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＳｉＯ４系、Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＣ系、酸化セリウム成分等の 研磨剤で研磨後の廃液の処理を行い無機研磨剤（固形物）と溶液を高純度で効率 的に再生する再生処理装置に関するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するための本考案に係る無機研磨剤スラリー廃液の再生処理に あって、投入口から排出口までの経路間に、前記無機研磨剤スラリー廃液を貯槽 する原液貯槽機能部Ａと、前記原液貯槽機能部Ａから供給された廃液中の金属物 質と他の異物の除去と無機研磨剤スラリーを湿式分離する除去分級機能部Ｂと、 前記除去分級機能部Ｂから供給された無機研磨剤スラリー廃液を洗浄する洗浄機 能部Ｃと、無機研磨剤スラリー廃液中の固形物と溶液に分離する湿式分級機より 成る分級機能部Ｄと、最終的に固形物を乾燥する乾燥培焼機能部Ｅを連設載置し て成る事を特徴としている。

【０００５】 この再生処理装置によつて再生された無機研磨剤（固形物）は高純度で使用前 の研磨剤と全く変わらず安定した研磨剤特性を有している。また、溶液の回収も 高純度で不純物が含まれておらず、そのまま再利用できる程度の純度を保持して おり、広い範囲の無機研磨剤スラリー廃液を処理できる装置としての用途が期待 できる。

【０００６】

【考案の実施の形態】

請求項１に記載の本考案は、無機研磨剤スラリー廃液の再生処理にあって、投 入口から排出口までの経路間に、前記無機研磨剤スラリー廃液を貯槽する原液貯 槽機能部Ａと、前記原液貯槽機能部Ａから供給された廃液中の金属物質と他の異 物の除去と無機研磨剤スラリーを湿式分離する除去分級機能部Ｂと、前記除去分 級機能部Ｂから供給された無機研磨剤スラリー廃液を洗浄する洗浄機能部Ｃと、 無機研磨剤スラリー廃液中の固形物と溶液に分離する湿式分級機より成る分級機 能部Ｄと、最終的に固形物を乾燥する乾燥培焼機能部Ｅを連設載置して成る事を 備えた構成からなるもので、原液貯槽機能部を設けることによって無機研磨剤ス ラリー廃液中の固形物を分散させ、その濃度を高め微粒子の選別を行う作用を有 する。 また、除去分級機能部を設けることによってスラリー廃液中の金属物質や他の 異物を湿式方法で取り除き、無機研磨剤スラリーを湿式分離する安定した作用を 有する。

【０００７】 また、洗浄機能部を設けることによって無機研磨剤スラリー廃液中の不要な油 分、ゴミ等を洗い流し分級機能部に安定に連続して無機研磨剤スラリー廃液を一 定量ずつ送り込み、不要な廃液はオ−バフロ−させる作用を有する。 また、分離として湿式分級機より構成された分級機能部を設けることによって 濾過、分離、脱水性に優れ、無機研磨剤成分である固形分と溶液分に歩留まりを 高く分離する作用を有する。 尚、湿式分級機は、一つの廃液中の異なる粒径を２〜３の分類郡の粒径に分離 するマルチ．サイクロンであり、微細粒子と中細粒子と粗大粒子とに分離し、さ らに比重値の異なる物質も分離できる。そして廃液中の固形分濃度が２５％〜５ ５％の範囲にあるとき効率が良い。 また、乾燥培焼機能部を設けることによって研磨剤固形物中の水分を完全に除 去し、砥粒粒子の結晶形を完全に元に戻す作用を有する。

【０００８】 請求項２に記載の本考案は、原液貯槽機能部Ａが原料タンクと、攪伴と、水位 検知と、エアピンチバルブと、濃度調整タンク、エア−ドポンプを備えた原液貯 槽機能部を有する構成から成るもので、攪拌機能を設けることによって原料タン ク液面の高低で回転をコントロ−ルことが出来、固形物の沈殿を防止する作用を 有する。また、攪拌は濃度の違いに対しても安定なインバ−タ−方式が望ましい 。 また、水位検知機能を設けることによって、原液貯槽内の攪拌による水面の揺 れによる不要排出溶液と、廃液中の固形分濃度を管理し供給誤差を防止する作用 を有する。尚、水位検知器は水面の揺れ等による誤差の小さいエア−方式が望ま しい。 また、エアピンチバルブ機能を設けることによって、無機研磨剤スラリー廃液 中の不要な溶液を、自動的に開閉し固形物と溶液の量を一定に保つ作用を有する 。 また、濃度調整タンク機能を設けることによって、無機研磨剤スラリー廃液を 最適な濃度に調整する作用がある。 また、エア−ドポンプ機能を備えたことによって自由に安定したスラリー溶液 を送る作用がある。

【０００９】 請求項３に記載の本考案は、除去分級機能部Ｂが篩と、除鉄機と、湿式分級機 と、濃度調整タンクと、分級用ポンプと、エア−ドポンプを備えた除去分級機能 部を有する構成から成るもので、無機研磨剤スラリー廃液中の不純物や粗い異物 さらには鉄成分を効率よく取り除く状態に濃度調整し純度の高い無機研磨剤を得 る作用効果がある。

【００１０】 請求項４に記載の本考案は、洗浄機能部Ｃが洗浄タンクと、攪伴と、水位検知 と、電動バルブ、水洗と、分級用ポンプを備えた洗浄機能部を有する構成から成 るもので、攪拌機能を設けることによって液面の高低で回転をコントロ−ルする 事ができ、固形物の沈殿を防止する作用を有する。また、攪拌は濃度の違いに対 して安定なインバ−タ−方式が望ましい。 また、水位検知機能を設けることによって、洗浄タンクの攪拌によるオ−バフ ロ−の不要排出溶液と、廃液中の固形分濃度を管理し供給誤差を防止する作用を 有する。 また、電動バルブを設けることによって制御部との制御が電動的になり、安定 した動作作用を有する。 また、水洗機能を設けることによってスラリー廃液中の汚水や油成分を取り除 く作用を有する。 また、分級用ポンプ機能を設けることによって、高濃度の無機研磨剤スラリー 廃液を、安定に一定量づつ分級機能部へ自動的に送る作用を有する。尚、ポンプ 機に用いる部品の材質は金属等の摩耗を考慮してネオプレン材を用いることが望 ましい。

【００１１】 請求項５に記載の本考案は、分級機能部Ｄが湿式分級機より成り、原料粉末の 粒子径、および比重値の異なる物質を分離する機能を備えた分級機能部と、濃度 調整タンクと、エア−ドポンプを有する構成から成るもので、目的とした無機研 磨剤粉末を得る作用を有する。 また、湿式方式であるため、粉末が濾材の内部に堆積し、微細粒子による気孔 の目詰まりを防止する作用を有する。 尚、湿式分級機は、廃液中の異なる粒子を２〜３の分類郡の粒子径に正確に分 離するマルチ．サイクロンであり、微細粒子と中細粒子と粗大粒子とに分離し、 さらに比重値の異なる物質も分離できる作用がある。そして廃液中の固形分濃度 が２５％〜５５％の範囲にあるとき効率が良い。 また、分級機能部で固形物と溶液に分離するから、溶液に固形物や異物成分が 混入するのを防ぐことができ溶液をそのまま再使用する事が可能になる。 また、濃度調整タンクを設けることによって乾燥培焼機能部へのスラリー濃度 の調整をコントロ−ルする作用を有する。 また、エア−ドポンプ機能を備えたことによって自由に安定したスラリー溶液 を送る作用がある。

【００１２】 請求項６に記載の本考案は、乾燥培焼機能部Ｅが温度８０〜１４００℃の乾燥 培焼機能を備えた乾燥培焼機能部を有する構成から成るもので、研磨剤固形物中 の水分を完全に除去し、さらには粉末粒子の結晶形を完全に元に戻す作用を有す る。

【００１３】 請求項７に記載の本考案は、原液貯槽機能部Ａと、除去分級機能部Ｂと、洗浄 機能部Ｃと、分級機能部Ｄと、乾燥培焼機能部Ｅの動作を制御する、連動制御機 能部Ｆを有する構成から成るもので、連動制御機能部の機能を設けることによっ て、投入口から排出口までの経路間に、無機研磨剤スラリー廃液を原液貯槽機能 部と、除去分級機能部と、洗浄機能部と、分級機能部と、乾燥培焼機能部に無機 研磨剤スラリー廃液さらには固形物を送り、自動的に開閉を制御し一定の動作で 安定に保つ作用を有する。

【００１４】 以下、本考案の実施の形態について図１を用いて説明する。 図１は本考案に係る無機研磨剤廃液の処理装置に於けるスラリー廃液の処理方 法の動作図の一例である。

【００１５】 図１において、Ａは原液貯槽機能部、Ｂは除去分級機能部、Ｃは洗浄機能部、 Ｄは分級機能部、Ｅは乾燥培焼機能部、Ｆは連動制御機能部であり、１は原料タ ンク、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅは攪拌機、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは水位 検知器、４はエア−ピンチバルブ、５、１１、１３、１７は濃度調整タンク、６ 、１２、１８はエア−ドポンプ、９、１５は分級ポンプ、７は振動篩、８は除鉄 分級タンク、１０、１６は湿式分級機、１９は噴霧乾燥機（又は培焼炉）、２０ は連動制御盤、矢印は配管パイプから構成されている。

【００１６】 以上のように構成された無機研磨剤廃液の再生処理装置について、以下その動 作を説明する。 まず、無機研磨剤廃液（研磨剤スラリー廃液）は、水溶性の潤滑油と、研磨剤 としての溶融Ａｌ２Ｏ３成分とＺｒＳｉＯ４成分の混合物、そして研磨機からの 研磨屑の鉄分と、シリコンウエハからの珪素と、その他の微量成分を含むどろど ろの液体（研磨剤スラリー廃液）である。 上記研磨剤スラリー廃液を、まず原液貯槽機能部Ａである原料タンク１に研磨 剤廃液を投入し３０分間攪拌し、水位検知３ａ、３ｂで溶液量を検知し、その後 エア−ピンチバルブ４を開き矢印の方向に沿って配管パイプから濃度調整タンク ５に研磨剤スラリー廃液を落とし水を用い濃度が１０〜１５％に成るように希釈 調整する。 調整が終了するとエア−ドポンプ６から、除去分級機能部Ｂの振動フルイ７に 入り（流量９Ｌ／分）粗粒子やゴミ等の異物を取り除いた後、除鉄分級タンク８ に入り３５００〜１００００ガウス程度の磁力を有する永久磁石を用いた除鉄機 で鉄成分を除去する。その後、分級ポンプ９で研磨剤スラリー廃液は湿式分級機 １０に入り運転が稼動する。

【００１７】 湿式分級された研磨剤は配管パイプを通り濃度調整タンク１１に入る。この時 、研磨剤スラリー廃液濃度が４０％以上に成つているため再度、水を用い１０〜 １５％の濃度に調整する。 濃度調整タンク５の研磨剤スラリー廃液が空になると原料タンク１は満水とな る、この時、振動フルイ７と除鉄分級タンク８は自動制御により湿式分級が停止 し、この時点で１次湿式分級は終了する。 次いで、エア−ドポンプ１２にて分級された研磨剤スラリー廃液は洗浄機能部 Ｃの濃度調整タンク１３に入り水位検知３ｃ、３ｄで液面が運転開始レベルに達 すると攪拌２ｄが始まり水洗機能が開始し、油成分、ゴミ等の不要物質が取り除 かれる。その後、分級ポンプ１５から、分級機能部Ｄの湿式分級機１６に入り、 湿式分級機が自動制御により稼動し研磨剤粉末の粒子径、および比重値の異なる 物質を２次分級する作業が開始される。 そして分級作業により定められた粒子 径に分級された研磨剤は配管パイプを通り、濃度調整タンク１７に入り濃度調整 と攪拌が開始される。 尚、分級作業は一回で粒子径の異なる粒子を分級出来るが、必要に応じて数回 繰り返えし精度を高めることも可能である。

【００１８】 次いで、乾燥培焼機能部Ｅである乾燥工程として濃度が４０％に調整された研 磨剤スラリー溶液をエア−ドポンプ１８にて噴霧乾燥機（又は培焼炉）１９に送 り、温度２５０℃で水分の含まない研磨剤を再生回収した。尚、乾燥培焼として 比較的低い温度で行ったが、１３００〜１４００℃の高温で培焼すると、粉末の 白色度が著しく増し良好な粉末を得ることが出来る。この現象は微量な不純物が 温度により取り除かれたものと考えられる。 以上の様な工程を得て再生された無機研磨剤は使用前の研磨剤と同等の成分さ らには粒子径を有している。 尚、これらの、運転は必要に応じて連動制御機能部Ｆの連動制御盤２０より制 御されている。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案に係る無機研磨剤スラリー廃液の再生処理にあって、 投入口から排出口までの経路間に、前記無機研磨剤スラリー廃液を貯槽する原液 貯槽機能部を設けることによって無機研磨剤スラリー廃液中の固形物の凝集を分 散させ、その濃度を高め微粒子の選別を行い、さらに、除去分級機能部を設ける ことによって濃縮廃液中の金属物質と他の異物の除去を行い、そして研磨剤スラ リーの一次分級を行い品質的に安定した廃液を洗浄機能部に送り込む効果を有す る。 また、水洗機能部を設けることによってスラリー廃液中の汚水や油成分を取り 除き安定した品質の研磨剤を得る効果を有する。 また、分級機能部を設けることによって廃液中の異なる粒子を、微細粒子と中 細粒子と粗大粒子とに分離し、さらに比重値の異なる物質も分離できる効果を有 する。

【００２０】 また、乾燥培焼機能部を設けることによって研磨剤固形物中の水分を完全に除 去し、さらには粉末粒子の結晶形を完全に元に戻す効果を有する。 また、連動制御機能部を設けることによって、投入口から排出口までの経路間 に、無機研磨剤スラリー廃液を原液貯槽機能部と、除去分級機能部と、洗浄機能 部と、乾燥培焼機能部の開閉を自動的に一定の動作で安定に制御し連続作業の出 来る有効な効果が得られる。 また、再生された無機研磨剤は高純度で使用前の原料と全く変わらず安定した 粉末特性を有している。さらに、溶液の回収も高純度で不純物が含まれておらず 、そのまま再利用できる純度を保持しており、広い範囲での無機研磨剤スラリー 廃液を連続して安定な処理ができる装置としての用途が期待できる有効な効果が ある。 さらには、産業廃棄物に於ける環境保全の問題点の解消、そして有効資源の無 駄であるばかりでなく、資源の再利用に対する産業的な大きな価値が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の無機研磨剤廃液の処理装置に於けるス
ラリー廃液の処理方法の動作図。

【符号の説明】

Ａ、 原液貯槽機能部 Ｂ、 除去分級機能部 Ｃ、 洗浄機能部 Ｄ、 分級機能部 Ｅ、 乾燥培焼機能部 Ｆ、 連動制御機能部 １、 原料タンク ２、 攪拌機（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ） ３、 水位検知器（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） ４、 エア−ピンチバルブ ５、１１，１３、１７、 濃度調整タンク ６、１２，１８、 エア−ドポンプ ７、 振動篩 ８、 除鉄分級タンク ９、１５、 分級ポンプ １０、１６、 湿式分級機 １９、 噴霧乾燥機（又は培焼炉） ２０、 連動制御盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 高橋 一敏 宮崎県宮崎市大字熊野1432番地 (72)考案者 谷 勢津夫 宮崎県宮崎市吉村町上無田堤甲702番地６ (72)考案者 多木 宏光 宮崎県宮崎市大字島之内7078番地２

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機研磨剤スラリー廃液の再生処理にあ
   って、投入口から排出口までの経路間に、前記無機研磨
   剤スラリー廃液を貯槽する原液貯槽機能部Ａと、前記原
   液貯槽機能部Ａから供給された廃液中の金属物質と他の
   異物の除去と無機研磨剤スラリーを湿式分離する除去分
   級機能部Ｂと、前記除去分級機能部Ｂから供給された無
   機研磨剤スラリー廃液を洗浄する洗浄機能部Ｃと、無機
   研磨剤スラリー廃液中の固形物と溶液に分離する湿式分
   級機より成る分級機能部Ｄと、最終的に固形物を乾燥す
   る乾燥培焼機能部Ｅを連設載置して成る事を特徴とした
   無機研磨剤廃液の再生処理装置
2. 【請求項２】 前記原液貯槽機能部Ａが原料タンクと、
   攪伴と、水位検知と、エアピンチバルブと、濃度調整タ
   ンクと、エア−ドポンプを備えた原液貯槽機能部を有し
   ている事を特徴とした請求項１記載の無機研磨剤廃液の
   再生処理装置
3. 【請求項３】 前記除去分級機能部Ｂが篩と、除鉄機
   と、湿式分級機と、濃度調整タンクと、エア−ドポンプ
   を備えた除去分級機能部を有している事を特徴とした請
   求項１〜２記載の無機研磨剤廃液の再生処理装置
4. 【請求項４】 前記洗浄機能部Ｃが洗浄タンクと、攪伴
   と、水位検知と、電動バルブと、水洗と、分級用ポンプ
   を備えた洗浄機能部を有している事を特徴とした請求項
   １〜３記載の無機研磨剤廃液の再生処理装置
5. 【請求項５】 前記分級機能部Ｄが湿式分級機より成
   り、原料粉末の粒子径、および比重値の異なる物質を分
   離する機能を備えた分級機能部と、濃度調整タンクと、
   エア−ドポンプを有している事を特徴とした請求項１〜
   ４記載の無機研磨剤廃液の再生処理装置
6. 【請求項６】 前記乾燥培焼機能部Ｅが温度８０〜１４
   ００℃の乾燥培焼機能を備えた乾燥培焼機能部を有して
   いる事を特徴とした請求項１〜５記載の無機研磨剤廃液
   の再生処理装置
7. 【請求項７】 前記原液貯槽機能部Ａと、除去分級機能
   部Ｂと、洗浄機能部Ｃと、分級機能部Ｄと、乾燥培焼機
   能部Ｅの動作を制御する、連動制御機能部Ｆを有してい
   る事を特徴とした請求項１〜６記載の無機研磨剤廃液の
   再生処理装置