JP3187466U - スラリー再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スラリーの回収量の如何に拘らず、スラリーを常に安定して連続的に再生できるスラリー再生装置を提供する。
【解決手段】ワイヤソー５１でシリコンインゴットＩを切断するときに生じた切屑および砥粒を含む使用済クーラントからなるスラリーＳを再利用可能に再生するスラリー再生装置１０は、再生処理するスラリーＳを貯留する貯留タンク１１と、貯留タンク１１へ供給するスラリーＳｏを備蓄するための備蓄タンク４１とを備えている。備蓄タンク４１の存在により、スラリーＳｏの回収量の如何に拘らず、スラリーＳを常に安定して連続的に再生することが可能となり、スラリーＳｏの回収ないし再生産性の向上が図られる。
【選択図】図１

Description

本考案は、ワイヤソーでシリコンインゴットを切断するときに使用された使用済クーラント（これを「スラリー」という）から切屑等を除去することにより前記スラリーを再利用可能に再生するスラリー再生装置に関する。

太陽電池等に用いられるシリコンウエハは、ワイヤソーでシリコンインゴットを薄く切断することにより得られる。シリコンインゴットの切断方式は固定砥粒方式と遊離砥粒方式とに大別される。固定砥粒方式は、砥粒をワイヤソーに固定させた方式であり、遊離砥粒方式は、砥粒を冷却液であるクーラントに含有させた方式である。いずれの方式も、切断作業中、ワイヤソーでシリコンインゴットを切断している部位にクーラントが供給される。これにより、切断部位が冷却され、切断部位から切屑が排出される。切断された金属シリコン薄片は、クーラントや切屑等が付着しているので、これを洗浄してシリコンウエハが得られる。

シリコンインゴットの切断に使用された使用済クーラントは、切屑や砥粒等を含んで泥の様である。そのため、使用済クーラントはスラリーと称される。スラリーはコスト削減のために再利用される。しかし、そのまま再利用すると、混入している切屑等により、シリコンウエハの表面が傷付いたり、シリコンウエハが破損したり、ワイヤソーが劣化したりする。そこで、例えば、特許文献１に開示される再生方法によって、スラリーから切屑等が除去され、スラリーが再利用可能に再生される。

すなわち、特許文献１に開示されるスラリー再生方法は、遠心分離工程と、膜分離工程とを含んでいる。遠心分離工程は、スラリーを遠心分離し、切屑等を高濃度で含む固形分（スラッジ）と、切屑等を低濃度で含む遠心分離液とに分離して、固形分は除去し、遠心分離液はスラリーに混合して循環させる工程である。膜分離工程は、スラリーを膜分離し、切屑等を濃縮して含む濃縮液と、切屑等をほとんど含まない膜濾過液とに分離して、膜濾過液は回収し、濃縮液はスラリーに混合して循環させる工程である。そして、遠心分離工程で循環させた遠心分離液と、膜分離工程で回収した膜濾過液とを混合することにより、スラリーを再利用可能なクーラントに再生する。

その場合、特許文献１の明細書段落００３６〜００３９に記載されているように、シリコンインゴットの切断現場から回収されたスラリーが貯留タンクに貯留され、この貯留タンクから遠心分離装置および膜分離装置へスラリーが分配供給され、遠心分離装置においては前記遠心分離液を貯留タンクへ循環させつつ前記遠心分離工程が行われ、膜分離装置においては前記濃縮液を貯留タンクへ循環させつつ前記膜分離工程が行われる。

ここで、例えば、シリコンインゴットの切断現場からスラリーが大量に回収されてきたときは、回収されてきたスラリーが貯留タンクに入りきらず、貯留タンク内のスラリーの量（これを「貯留量」という）が減少するまで、スラリーの回収作業ひいてはシリコンインゴットの切断作業が中断する可能性がある。逆に、シリコンインゴットの切断作業が低稼働状態で、スラリーの回収量が少ない、またはゼロのときは、貯留タンク内のスラリーが枯渇し、スラリーの再生処理が行えない遊休期間が発生する可能性がある。

国際公開第２０１３／０３５４３８号パンフレット

本考案は、ワイヤソーでシリコンインゴットを切断するときに生じた切屑および砥粒を含む使用済クーラントからなるスラリーを再利用可能に再生するスラリー再生装置における前記問題に対処するもので、スラリーの回収量の如何に拘らず、スラリーを常に安定して連続的に再生できるスラリー再生装置の提供を目的とする。

すなわち、本考案は、ワイヤソーでシリコンインゴットを切断するときに生じた切屑および砥粒を含む使用済クーラントからなるスラリーを再利用可能に再生するスラリー再生装置であって、再生処理するスラリーを貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクへ供給するスラリーを備蓄するための備蓄タンクと、を備えている。

本考案によれば、再生処理するスラリーを貯留する貯留タンクへ供給するスラリーを備蓄するための備蓄タンクが備えられているので、シリコンインゴットの切断現場から回収されてきたスラリーをいったん備蓄タンクに備蓄することができる。そのため、例えば、スラリーが大量に回収されてきたときは、それを備蓄タンクに備蓄することにより、貯留タンクを溢れさせることが回避できる。したがって、スラリーの回収作業ひいてはシリコンインゴットの切断作業を中断せずに続行することができる。逆に、スラリーの回収量が少ない、またはゼロのときは、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーを供給することにより、スラリーの再生処理を続行することができる。したがって、スラリーの再生処理が行えない遊休期間の発生が回避できる。以上により、備蓄タンクの存在により、スラリーの回収量の如何に拘らず、スラリーを常に安定して連続的に再生することが可能となり、スラリーの回収ないし再生産性の向上が図られる。

なお、本考案において「砥粒」とは、例えば、固定砥粒方式におけるワイヤソーから脱落した砥粒や、遊離砥粒方式におけるクーラントに含有された砥粒等が含まれる。

本考案においては、前記備蓄タンクの容量は、前記貯留タンクの容量よりも大きい値に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、備蓄タンクに貯留タンクの容量よりも大きい量のスラリーを備蓄できるから、スラリーの回収量が少ない、またはゼロのときに、スラリーの再生処理を長い時間続行することができ、遊休期間の発生がより一層回避できる。

本考案においては、前記備蓄タンクの容量は、一回のシリコンインゴットの切断作業で使用されるクーラントの量の２〜５倍の容量に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、備蓄タンクにシリコンインゴットの切断作業２〜５回分のスラリーを備蓄できるから、シリコンインゴットの切断作業を中断せずに続行できる可能性がより大きくなる。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、前記備蓄タンクと前記貯留タンクとを接続する配管と、前記配管を介して前記備蓄タンク内のスラリーを前記貯留タンクへ送ることが可能なポンプと、前記ポンプを駆動することにより、前記配管を介して前記備蓄タンクから前記貯留タンクへスラリーを供給する制御を行う供給調整制御部と、を備えていることが好ましい。

この構成によれば、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーが配管を介してポンプの駆動により安定して供給される。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、インゴットの切断現場から前記備蓄タンクへスラリーを供給するための備蓄用配管を備えていることが好ましい。

この構成によれば、インゴットの切断現場で生成したスラリーが備蓄用配管を介して備蓄タンクへ安定して供給される。また、作業者がインゴットの切断現場で生成したスラリーを備蓄タンクまで運搬する必要もなくなる。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、スラリーを前記貯留タンクから導出して再生処理する再生処理部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、貯留タンクから再生処理部へスラリーが導出されるため、貯留タンク内のスラリーの量が減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーを供給することにより、貯留タンク内のスラリーを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーの供給量を調節することにより、スラリーを溢れさせることが抑制される。

本考案においては、前記再生処理部は、再生処理したスラリーの一部を前記貯留タンクへ戻すように構成されていることが好ましい。

この構成によれば、再生処理部から貯留タンクへスラリーの一部が導入されるため、貯留タンク内のスラリーの量が時々刻々様々に変化しつつ減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーを供給することにより、貯留タンク内のスラリーを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーの供給量を調節することにより、スラリーを溢れさせることが抑制される。

本考案においては、前記再生処理部は、スラリーを遠心分離し、切屑を高濃度で含む固形分と、切屑を低濃度で含み、貯留タンクへ循環される遠心分離液とに分離する遠心分離部、および、スラリーを膜分離し、切屑を濃縮して含み、貯留タンクへ循環される濃縮液と、切屑を含まない膜濾過液とに分離する膜分離部の少なくともいずれか一つであることが好ましい。

この構成によれば、貯留タンクから遠心分離部や膜分離部へスラリーが導出されるため、貯留タンク内のスラリーの量が減少する。また、遠心分離部や膜分離部から貯留タンクへ遠心分離液や濃縮液が導入されるため、貯留タンク内のスラリーの量が時々刻々様々に変化しつつ減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーを供給することにより、貯留タンク内のスラリーを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーの供給量を調節することにより、スラリーを溢れさせることが抑制される。

なお、本考案において固形分について「切屑を高濃度で含む」および遠心分離液について「切屑を低濃度で含む」とは、固形分は遠心分離液よりも切屑を高濃度で含み、遠心分離液は固形分よりも切屑を低濃度で含むという意味である。

また、本考案において膜濾過液について「切屑を含まない」とは、膜濾過液が切屑を全く含まない場合だけでなく、スラリーをクーラントに再生するに際して膜濾過液が含んでいても構わない程度の量の切屑を膜濾過液が含んでいる場合も含まれる。

本考案においては、前記再生処理部は、スラリーを遠心分離し、切屑を高濃度で含む固形分と、切屑を低濃度で含み、貯留タンクへ循環される遠心分離液とに分離する少なくとも一つの遠心分離部、および、スラリーを膜分離し、切屑を濃縮して含み、貯留タンクへ循環される濃縮液と、切屑を含まない膜濾過液とに分離する少なくとも一つの膜分離部を備え、少なくとも一つの遠心分離部と少なくとも一つの膜分離部とが並行してスラリーを再生処理することが好ましい。

この構成によれば、遠心分離工程と膜分離工程とが並行して行われるため、貯留タンク内のスラリーの量の変化が複雑化し、かつ、その変化の幅も大きくなる。しかし、その場合でも、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーを供給することにより、貯留タンク内のスラリーを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーの供給量を調節することにより、スラリーを溢れさせることが抑制される。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、前記貯留タンクに貯留されたスラリーの液面を検知するための液面検知手段を備えていることが好ましい。

この構成によれば、貯留タンク内のスラリーの液面を検知するための液面検知手段が備えられているので、前記液面検知手段で検知されたスラリーの液面から、貯留タンク内のスラリーの量を把握することができる。そのため、スラリーの再生中、貯留タンク内のスラリーを枯渇させたり、貯留タンクからスラリーを溢れさせることが抑制される。

本考案においては、前記液面検知手段は、所定の下限液面を検知可能なセンサを備え、当該スラリー再生装置は、前記備蓄タンクと前記貯留タンクとを接続する配管と、前記配管を介して前記備蓄タンク内のスラリーを前記貯留タンクへ送ることが可能なポンプと、前記センサが前記下限液面を検知したとき、前記ポンプを駆動することにより、前記配管を介して前記備蓄タンクから前記貯留タンクへスラリーを供給する制御を行う供給調整制御部と、を備えていることが好ましい。

この構成によれば、センサが所定の下限液面を検知したとき、備蓄タンクから貯留タンクへスラリーが人手を介さず自動で配管を介してポンプの駆動により安定して供給される。そのため、貯留タンク内のスラリーが枯渇するという問題が確実に防止される。

なお、本考案において「下限液面」とは、例えば、貯留タンク内のスラリーの量がこの下限液面より少なくなると、スラリーの再生が満足に行えなくなるような液面等が含まれる。より詳細には、貯留タンク内のスラリーの量がこの下限液面より少なくなると、遠心分離装置や膜分離装置へのスラリーの供給量が不足しもしくは途絶え、その結果、遠心分離装置では、例えばスラッジの排出性が低下したり異常振動が発生するような液面、また膜分離装置では、例えば濾過膜のハウジングの内部でスラッジが沈降して堆積し、配管や濾過膜を閉塞させるような液面等が含まれる。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、前記貯留タンクに貯留されたスラリーを加熱するためのヒータを備えていることが好ましい。

この構成によれば、貯留タンク内のスラリーが加熱されることにより、スラリーの粘度が下がってスラリーの流動性が上る。そのため、スラリーの再生作業が促進される。

本考案においては、当該スラリー再生装置は、前記貯留タンクに貯留されたスラリーを攪拌するための攪拌部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、貯留タンク内のスラリーが攪拌されることにより、スラリーに混入している切屑等が沈降せずに分散する。そのため、スラリーが平均化して再生される。

以上のように、本考案によれば、スラリーの回収量の如何に拘らず、スラリーを常に安定して連続的に再生できるスラリー再生装置が提供される。

本考案の実施形態に係るスラリー再生装置の全体構成図である。

［構成］
図１は、本考案の第１の実施形態に係るスラリー再生装置１０の全体構成図である。このスラリー再生装置（以下単に「再生装置」という）１０は、シリコンインゴットＩの切断現場５０においてワイヤソー５１でシリコンインゴットＩを薄く切断するときに生じた切屑や砥粒等を含む使用済クーラントからなるスラリーＳを再利用可能に再生する装置である。なお、本実施形態では、シリコンインゴットＩの切断方式は固定砥粒方式である。すなわち、硬質ダイアモンド製の砥粒がワイヤソー５１に固定されている。そのため、遊離砥粒方式に比べて、スラリーＳには砥粒がほとんど含まれていないので、スラリーＳから砥粒を回収する前工程が多くの場合不要となる。

クーラントは、ジエチレングリコールやポリエチレングリコールに、必要に応じて、水、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、分散剤、凝集剤等が配合されたものである。クーラントは、シリコンインゴットＩの切断作業中、ワイヤソー５１でシリコンインゴットＩを切断している部位に供給され、これにより、切断部位が冷却され、切断部位から切屑が排出される。シリコンインゴットＩの切断に使用された使用済クーラント、すなわちスラリーＳには、シリコンインゴットＩの切断時に生じた切屑等が混入している。

再生装置１０は、主たる構成要素として、貯留タンク１１と、再生処理部１００とを備えている。貯留タンク１１は、シリコンインゴットＩの切断現場５０から回収された、再生処理する対象物であるスラリーＳを貯留する。再生処理部１００は、スラリーＳを貯留タンク１１から導出して再生処理する。再生装置１０は、再生処理部１００においてスラリーＳから切屑や砥粒等を除去することによりスラリーＳを再利用可能に再生する。

なお、図１において、貯留タンク１１に貯留された後のスラリーには符号Ｓを付し、貯留タンク１１に貯留される前のスラリーには符号Ｓｏを付して、両者を区別している。

再生処理部１００は、遠心分離工程が行われる遠心分離装置（遠心分離部）２０と、膜分離工程が行われる膜分離装置（膜分離部）３０とを備えている。遠心分離装置２０および膜分離装置３０は、それぞれ一つずつ備えられている。遠心分離装置２０と貯留タンク１１との間に、スラリー導出用配管２０ａと、遠心分離液循環用配管２０ｂとが配設されている。膜分離装置３０と貯留タンク１１との間に、スラリー導出用配管３０ａと、濃縮液循環用配管３０ｂとが配設されている。なお、図示しないが、各配管２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｂに、流体を送ることが可能なポンプが配設されている。

本実施形態において、遠心分離工程とは、スラリー導出用配管２０ａを介して貯留タンク１１から導出されて遠心分離装置２０に導入されたスラリーＳを遠心分離する工程である。この工程において、スラリーＳは、切屑等を遠心分離液Ｓ２よりも高濃度で含む固形分（スラッジ）Ｓ１と、切屑等を固形分Ｓ１よりも低濃度で含む遠心分離液Ｓ２とに分離される。固形分Ｓ１は遠心分離装置２０から取り出される。遠心分離液Ｓ２は遠心分離液循環用配管２０ｂを介して遠心分離装置２０から貯留タンク１１へ循環される。

本実施形態において、膜分離工程とは、スラリー導出用配管３０ａを介して貯留タンク１１から導出されて膜分離装置３０に導入されたスラリーＳを膜分離する工程である。この工程において、スラリーＳは、切屑等を濃縮して含む濃縮液Ｓ３と、切屑等をほとんど含まない膜濾過液Ｓ４とに分離される。濃縮液Ｓ３は濃縮液循環用配管３０ｂを介して膜分離装置３０から貯留タンク１１へ循環される。膜濾過液Ｓ４は膜濾過液回収用配管３０ｃを介して回収される。

遠心分離装置２０は、貯留タンク１１から導出されたスラリーＳを垂直軸周りに回転させて遠心分離する縦型の遠心分離装置である。この遠心分離装置２０は、下端側にテーパ部を有する筒形状の回転体２１を備える。回転体２１は、図示しないモータで垂直軸周りに回転される。

この遠心分離装置２０では、スラリーＳが回転体２１の内部に導入される。スラリーＳに含まれる切屑等は、遠心力により回転体２１の内面に押し付けられ、分離される。分離された切屑等は、一定時間毎にスラリーＳの導入を止め、低速で回転体２１を回転させながら、図示しないスクレーパー（掻き取り板）を回転体２１の内面に押し当てることにより、固形分Ｓ１として遠心分離装置２０から取り出される。一方、切屑等が分離されたスラリーＳの成分（再生処理したスラリーＳの一部）は、遠心分離液Ｓ２として遠心分離液循環用配管２０ｂを介して遠心分離装置２０から貯留タンク１１へ戻される。

膜分離装置３０は、濾過膜３１を用いて、貯留タンク１１から導出されたスラリーＳを濃縮液Ｓ３と膜濾過液Ｓ４とに膜分離する。この膜分離装置３０は、濾過膜３１として、親水化ポリフッ化ビニリデン製の中空糸膜を束ねたものを採用している。

この膜分離装置３０では、濃縮液Ｓ３は、濾過膜３１を通過しなかったスラリーＳの成分（再生処理したスラリーＳの一部）であり、切屑等を濃縮して含んでいる。濃縮液Ｓ３は、濃縮液循環用配管３０ｂを介して膜分離装置３０から貯留タンク１１へ戻される。一方、膜濾過液Ｓ４は、濾過膜３１を通過したスラリーＳの成分であり、切屑等をほとんど含んでいない。膜濾過液Ｓ４は、膜濾過液回収用配管３０ｃを介して膜分離装置３０から取り出され、回収される。

貯留タンク１１には、貯留タンク１１に貯留されたスラリーＳの液面を検知するためのセンサ（液面検知手段）１２Ｌと、貯留タンク１１に貯留されたスラリーＳを攪拌するための攪拌装置（攪拌部）１３と、貯留タンク１１に貯留されたスラリーＳを加熱するためのヒータ１４とが備えられている。

センサ１２Ｌは、例えば、貯留タンク１１からスラリーＳが遠心分離装置２０や膜分離装置３０へ導出された結果、貯留タンク１１内のスラリーＳの量（貯留量）が減少して、スラリーＳの液面が低下しているときに、低下してきたスラリーＳの液面を検知する液面検知センサである。センサ１２Ｌは、所定の下限液面を検知可能な位置に配設されている。ここで、「下限液面」とは、本実施形態では、貯留タンク１１内のスラリーＳの量がこの下限液面より少なくなると、スラリーＳの再生が満足に行えなくなる液面のことである。以下、状況に応じて、前記センサ１２Ｌを「下限液面センサ１２Ｌ」という場合がある。なお、図１は、この下限液面センサ１２Ｌが前記下限液面を検知している状態を例示している。

攪拌装置１３は、貯留タンク１１内に配置された攪拌翼１３ａと、この攪拌翼１３ａが連結された回転軸１３ｂを有するモータ１３ｃとを含み、モータ１３ｃが攪拌翼１３ａを回転させることにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを攪拌するものである。貯留タンク１１内のスラリーＳが攪拌されることにより、スラリーＳに混入している切屑等が沈降せずに分散する。そのため、貯留タンク１１に貯留されているスラリーＳの遠心分離装置２０や膜分離装置３０による再生が平均化して行われる。

ヒータ１４は、貯留タンク１１内のスラリーＳを加熱することにより、スラリーＳの粘度を下げ、スラリーＳの流動性を上げるものである。スラリーＳの流動性が上がることにより、貯留タンク１１に貯留されているスラリーＳの遠心分離装置２０や膜分離装置３０による再生作業が促進される。

以上の構成に加え、本実施形態に係る再生装置１０は、貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給する供給調整部４０Ａを備えている。この供給調整部４０Ａは、備蓄タンク４１と、配管４２と、ポンプ４３と、制御盤４４とを備えている。

備蓄タンク４１は、貯留タンク１１へ供給するスラリーＳｏを備蓄するためのものである。備蓄タンク４１には、シリコンインゴットＩの切断現場５０から回収されたスラリーＳｏが供給される。シリコンインゴットＩの切断現場５０と備蓄タンク４１との間に、切断現場５０から備蓄タンク４１へスラリーＳｏを供給するための備蓄用配管５２が配設されている。備蓄タンク４１の容量は、一回のシリコンインゴットＩの切断作業で使用されるクーラントの量の２〜５倍の容量に設定されている。これは、貯留タンク１１の容量よりも大きい容量である。

備蓄タンク４１には、図示しない攪拌手段が具備されている。攪拌手段とは、攪拌翼による攪拌や、液をポンプによって循環させる方法などが例示される。また、備蓄タンク４１にも液面センサを設けても構わない。

なお、備蓄用配管５２に代えて、図１に符号Ｘを付して示すコンテナを用いて、切断現場５０で生成したスラリーＳｏを備蓄タンク４１まで自動でまたは作業者が人手を介して運搬するようにしても構わない（符号Ｙ参照）。

配管４２は、備蓄タンク４１と貯留タンク１１とを接続する。この配管４２を介して備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏが供給される。

ポンプ４３は、配管４２に配設され、配管４２を介して備蓄タンク４１内のスラリーＳｏを貯留タンク１１へ送ることが可能なものである。

制御盤４４は、この再生装置１０のオン・オフをはじめ、各種動作および各種設定を総合的に司るものである。制御盤４４は、供給調整制御部４４ａを内蔵している。供給調整制御部４４ａは、周知の通り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。供給調整制御部４４ａと下限液面センサ１２Ｌとが通信可能に接続され、供給調整制御部４４ａとポンプ４３とが電気的に接続されている。下限液面センサ１２Ｌが低下してきたスラリーＳの液面を検知したとき、センサ１２Ｌから供給調整制御部４４ａに検知信号Ａが送信される。供給調整制御部４４ａは、この検知信号Ａを受信すると、ポンプ４３に駆動信号Ｂを出力してポンプ４３を駆動させる。これにより、備蓄タンク４１内のスラリーＳｏが配管４２を介して貯留タンク１１へ供給される。供給調整制御部４４ａは、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へ予め定められた一定量だけスラリーＳｏが供給されるようにポンプ４３を駆動する。およそ以上のような制御を供給調整制御部４４ａは行うように構成されている。

［動作］
次に、本実施形態に係る再生装置１０の動作を説明する。

シリコンインゴットＩの切断現場５０においてワイヤソー５１でシリコンインゴットＩを薄く切断するときに生じた切屑や砥粒等を含むスラリーＳｏは、回収され、切断現場５０から備蓄用配管５２を介して備蓄タンク４１へ供給される。

貯留タンク１１には、下限液面センサ１２Ｌが検知可能な下限液面を超える量のスラリーＳが貯留されている。すなわち、貯留タンク１１では、センサ１２ＬはスラリーＳに没しており、スラリーＳの液面を検知していない状態にある。

この状態で、貯留タンク１１から遠心分離装置２０および膜分離装置３０へそれぞれスラリーＳが分配供給される。

遠心分離装置２０においては、遠心分離液Ｓ２を貯留タンク１１へ循環させ、貯留タンク１１内のスラリーＳと混合しつつ、遠心分離工程が行われる。膜分離装置３０においては、濃縮液Ｓ３を貯留タンク１１へ循環させ、貯留タンク１１内のスラリーＳと混合しつつ、膜分離工程が行われる。つまり、遠心分離装置２０における遠心分離工程と、膜分離装置３０における膜分離工程とが同時に並行して行われる。

遠心分離液Ｓ２は、遠心分離装置２０において行われる遠心分離工程によって切屑等が除去されているため、これを貯留タンク１１内のスラリーＳと混合することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳの固形分濃度が低下する。一方、濃縮液Ｓ３は、膜分離装置３０において行われる膜分離工程によって切屑等が濃縮して含まれているため、これを貯留タンク１１内のスラリーＳと混合することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳの固形分濃度が上昇する。

貯留タンク１１内のスラリーＳの遠心分離装置２０への導出、および切屑等が除去された遠心分離液Ｓ２の貯留タンク１１への導入、つまり遠心分離液Ｓ２の循環と、貯留タンク１１内のスラリーＳの膜分離装置３０への導出、および切屑等が濃縮して含まれた濃縮液Ｓ３の貯留タンク１１への導入、つまり濃縮液Ｓ３の循環とが、同時に並行して、所定回数または所定時間、繰り返し行われることにより、貯留タンク１１内のスラリーＳの固形分濃度は徐々に変化し、両者による固形分濃度変化の影響が釣り合った時点で安定する。

そして、遠心分離工程における遠心分離液Ｓ２の循環および膜分離工程における濃縮液Ｓ３の循環を、所定回数または所定時間、繰り返し行い、膜濾過液Ｓ４を回収することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを再利用可能なクーラントに再生する。その際、適宜、新たなクーラントを補充し、成分調整を行う。

また、貯留タンク１１内のスラリーＳの遠心分離装置２０への導出、および遠心分離液Ｓ２の貯留タンク１１への導入、つまり遠心分離液Ｓ２の循環と、貯留タンク１１内のスラリーＳの膜分離装置３０への導出、および濃縮液Ｓ３の貯留タンク１１への導入、つまり濃縮液Ｓ３の循環とが、同時に並行して、所定回数または所定時間、繰り返し行われることにより、貯留タンク１１内のスラリーＳの量（貯留量）が様々に変化しつつ徐々に減少していく。

そして、スラリーＳの貯留量が下限液面まで減少し、下限液面センサ１２Ｌが低下してきたスラリーＳの液面を検知すると、センサ１２Ｌから供給調整制御部４４ａに検知信号Ａが送信される。供給調整制御部４４ａは、この検知信号Ａを受けて、ポンプ４３に駆動信号Ｂを出力する。これにより、備蓄タンク４１内のスラリーＳｏが貯留タンク１１へ所定の一定量だけ供給される。その結果、貯留タンク１１内のスラリーＳの量が、センサ１２Ｌが検知可能な下限液面に前記一定量を加えた量まで回復する。

このようなスラリーＳの液面管理ないし貯留量管理が行われつつ、貯留タンク１１から遠心分離装置２０および膜分離装置３０へのスラリーＳの分配供給、並びに、遠心分離液Ｓ２の循環および濃縮液Ｓ３の循環が繰り返し行われ、再び、スラリーＳの貯留量が下限液面まで減少し、下限液面センサ１２ＬがスラリーＳの液面を検知すると、スラリーＳの貯留量が前記一定量だけ回復する。

このように、本実施形態に係る再生装置１０では、スラリーＳの貯留量が常に一定の幅、つまり、下限液面と、下限液面に前記一定量を加えたときの液面との間に収まり、貯留タンク１１内のスラリーＳの性状（例えば固形分濃度等）が大幅に変化することを抑制しつつ、スラリーＳの再生が常に安定して連続的に行われる。

［作用］
以上、説明したように、本考案の実施形態では、再生処理するスラリーＳを貯留する貯留タンク１１へ供給するスラリーＳｏを備蓄するための備蓄タンク４１が備えられているので、シリコンインゴットＩの切断現場５０から回収されてきたスラリーＳｏをいったん備蓄タンク４１に備蓄することができる。そのため、例えば、スラリーＳｏが大量に回収されてきたときは、それを備蓄タンク４１に備蓄することにより、貯留タンク１１を溢れさせることが回避できる。したがって、スラリーＳｏの回収作業ひいてはシリコンインゴットＩの切断作業を中断せずに続行することができる。逆に、スラリーＳｏの回収量が少ない、またはゼロのときは、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給することにより、スラリーＳの再生処理を続行することができる。したがって、スラリーＳの再生処理が行えない遊休期間の発生が回避できる。以上により、備蓄タンク４１の存在により、スラリーＳｏの回収量の如何に拘らず、スラリーＳを常に安定して連続的に再生することが可能となり、スラリーＳｏの回収ないし再生産性の向上が図られる。

また、この実施形態では、備蓄タンク４１に貯留タンク１１の容量よりも大きい量のスラリーＳｏを備蓄できるから、スラリーＳｏの回収量が少ない、またはゼロのときに、スラリーＳの再生処理を長い時間続行することができ、遊休期間の発生がより一層回避できる。

また、この実施形態では、備蓄タンク４１にシリコンインゴットＩの切断作業２〜５回分のスラリーＳｏを備蓄できるから、シリコンインゴットＩの切断作業を中断せずに続行できる可能性がより大きくなる。

また、この実施形態では、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏが配管４２を介してポンプ４３の駆動により安定して供給される。

また、この実施形態では、シリコンインゴットＩの切断現場５０で生成したスラリーＳｏが備蓄用配管５２を介して備蓄タンク４１へ安定して供給される。また、作業者がシリコンインゴットＩの切断現場５０で生成したスラリーＳｏを備蓄タンク４１まで運搬する必要もなくなる。

また、この実施形態では、貯留タンク１１から再生処理部１００へスラリーＳが導出されるため、貯留タンク１１内のスラリーＳの量が減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーＳｏの供給量を調節することにより、スラリーＳを溢れさせることが抑制される。

また、この実施形態では、再生処理部１００から貯留タンク１１へスラリーＳの一部が導入されるため、貯留タンク１１内のスラリーＳの量が時々刻々様々に変化しつつ減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーＳｏの供給量を調節することにより、スラリーＳを溢れさせることが抑制される。

また、この実施形態では、貯留タンク１１から遠心分離装置２０および膜分離装置３０へスラリーＳが導出されるため、貯留タンク１１内のスラリーＳの量が減少する。また、遠心分離装置２０および膜分離装置３０から貯留タンク１１へ遠心分離液Ｓ２や濃縮液Ｓ３が導入されるため、貯留タンク１１内のスラリーＳの量が時々刻々様々に変化しつつ減少する。しかし、その場合でも、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーＳｏの供給量を調節することにより、スラリーＳを溢れさせることが抑制される。

また、この実施形態では、遠心分離工程と膜分離工程とが並行して行われるため、貯留タンク１１内のスラリーＳの量の変化が複雑化し、かつ、その変化の幅も大きくなる。しかし、その場合でも、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏを供給することにより、貯留タンク１１内のスラリーＳを枯渇させることが抑制される。併せて、スラリーＳｏの供給量を調節することにより、スラリーＳを溢れさせることが抑制される。

また、この実施形態では、貯留タンク１１内のスラリーＳの液面を検知するためのセンサ１２Ｌが備えられているので、前記センサ１２Ｌで検知されたスラリーＳの液面から、貯留タンク１１内のスラリーＳの量を把握することができる。そのため、スラリーＳの再生中、貯留タンク１１内のスラリーＳを枯渇させたり、貯留タンク１１からスラリーＳを溢れさせることが抑制される。

また、この実施形態では、センサ１２Ｌが所定の下限液面を検知したとき、備蓄タンク４１から貯留タンク１１へスラリーＳｏが人手を介さず自動で配管４２を介してポンプ４３の駆動により安定して供給される。そのため、貯留タンク１１内のスラリーＳが枯渇するという問題が確実に防止される。

また、この実施形態では、貯留タンク１１内のスラリーＳが加熱されることにより、スラリーＳの粘度が下がってスラリーＳの流動性が上る。そのため、スラリーＳの再生作業が促進される。

また、この実施形態では、貯留タンク１１内のスラリーＳが攪拌されることにより、スラリーＳに混入している切屑等が沈降せずに分散する。そのため、スラリーＳが平均化して再生される。

［他の実施形態］
シリコンインゴットＩの切断方式は、砥粒をクーラントに含有させた遊離砥粒方式でもよい。その場合、スラリーＳには切屑とともに砥粒が含まれているので、スラリーＳから砥粒を回収する前工程を行うことが好ましい。

再生処理部１００は、遠心分離装置２０のみ備えてもよく、膜分離装置３０のみ備えてもよい。

遠心分離装置２０および膜分離装置３０は、二つ以上備えてもよい。

二つ以上の遠心分離部２０と二つ以上の膜分離部３０とが並行してスラリーＳを再生処理してもよい。

遠心分離装置２０における遠心分離工程および膜分離装置３０における膜分離工程は、同時に並行して行わなくてもよい。例えば、遠心分離工程と膜分路工程とを時間的にオーバーラップさせず、順に行うようにしてもよい。

遠心分離工程における遠心分離液Ｓ２の循環および膜分離工程における濃縮液Ｓ３の循環は、繰り返し行わなくてもよい。例えば、遠心分離液Ｓ２の循環および濃縮液Ｓ３の循環を１回だけにしてもよい。

スラリーＳから固形分（スラッジ）Ｓ１を除去する装置として、遠心分離装置２０に代えて、例えば、フィルタプレスを用いてもよい。

１０ スラリー再生装置
１１ 貯留タンク
４１ 備蓄タンク
５１ ワイヤソー
Ｉ シリコンインゴット
Ｓ 再生処理するスラリー
Ｓｏ 貯留タンクへ供給するスラリー

Claims (13)

1. ワイヤソーでシリコンインゴットを切断するときに生じた切屑および砥粒を含む使用済クーラントからなるスラリーを再利用可能に再生するスラリー再生装置であって、
   再生処理するスラリーを貯留する貯留タンクと、
   前記貯留タンクへ供給するスラリーを備蓄するための備蓄タンクと、
   を備えている、スラリー再生装置。
2. 前記備蓄タンクの容量は、前記貯留タンクの容量よりも大きい値に設定されている、請求項１に記載のスラリー再生装置。
3. 前記備蓄タンクの容量は、一回のシリコンインゴットの切断作業で使用されるクーラントの量の２〜５倍の容量に設定されている、請求項１または２に記載のスラリー再生装置。
4. 前記備蓄タンクと前記貯留タンクとを接続する配管と、
   前記配管を介して前記備蓄タンク内のスラリーを前記貯留タンクへ送ることが可能なポンプと、
   前記ポンプを駆動することにより、前記配管を介して前記備蓄タンクから前記貯留タンクへスラリーを供給する制御を行う供給調整制御部と、
   を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。
5. インゴットの切断現場から前記備蓄タンクへスラリーを供給するための備蓄用配管を備えている、請求項１から４のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。
6. スラリーを前記貯留タンクから導出して再生処理する再生処理部を備えている、請求項１から５のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。
7. 前記再生処理部は、再生処理したスラリーの一部を前記貯留タンクへ戻すように構成されている、請求項６に記載のスラリー再生装置。
8. 前記再生処理部は、スラリーを遠心分離し、切屑を高濃度で含む固形分と、切屑を低濃度で含み、貯留タンクへ循環される遠心分離液とに分離する遠心分離部、および、スラリーを膜分離し、切屑を濃縮して含み、貯留タンクへ循環される濃縮液と、切屑を含まない膜濾過液とに分離する膜分離部の少なくともいずれか一つである、請求項６に記載のスラリー再生装置。
9. 前記再生処理部は、スラリーを遠心分離し、切屑を高濃度で含む固形分と、切屑を低濃度で含み、貯留タンクへ循環される遠心分離液とに分離する少なくとも一つの遠心分離部、および、スラリーを膜分離し、切屑を濃縮して含み、貯留タンクへ循環される濃縮液と、切屑を含まない膜濾過液とに分離する少なくとも一つの膜分離部を備え、
   少なくとも一つの遠心分離部と少なくとも一つの膜分離部とが並行してスラリーを再生処理する、請求項６に記載のスラリー再生装置。
10. 前記貯留タンクに貯留されたスラリーの液面を検知するための液面検知手段を備えている、請求項１から９のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。
11. 前記液面検知手段は、所定の下限液面を検知可能なセンサを備え、
    当該スラリー再生装置は、
    前記備蓄タンクと前記貯留タンクとを接続する配管と、
    前記配管を介して前記備蓄タンク内のスラリーを前記貯留タンクへ送ることが可能なポンプと、
    前記センサが前記下限液面を検知したとき、前記ポンプを駆動することにより、前記配管を介して前記備蓄タンクから前記貯留タンクへスラリーを供給する制御を行う供給調整制御部と、
    を備えている、請求項１０に記載のスラリー再生装置。
12. 前記貯留タンクに貯留されたスラリーを加熱するためのヒータを備えている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。
13. 前記貯留タンクに貯留されたスラリーを攪拌するための攪拌部を備えている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のスラリー再生装置。

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