JP4630240B2 - シリコン粉含有排水の処理方法 - Google Patents
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JIS K0101に準じて、分光光度計(波長:660nm,セル長:10mm)により、凝集処理後の上澄み液の濁度を測定した。
TOA−HM35V(東亜デーケーケー工業株式会社製)で測定した。
シリカゾル−水溶性金属塩よりなる無機凝集剤の製造例1〜3、比較製造例1
市販の珪酸ソーダ及び硫酸を水で希釈した、希釈珪酸ソーダ(SiO2:282.8g/L,Na2O:94.1g/L,MR:3.10)と希釈硫酸(H2SO4:199.9g/L)を大きさ40mm*40mmの大きさのY字タイプの衝突反応器を用いて、珪酸ソーダ流量6.59L/min.流速15.5m/sec(ノズル径:3.0mm)と希硫酸流量5.65L/min.流速15.3m/sec.(ノズル径:2.8mm)で反応し、排出時の流速2.6m/sec.にして、10分反応し、122.4Lのシリカゾル(SiO2:151.8g/L)を得た。次にこのシリカゾルを攪拌することなく、液の粘度が10mPa・sに成るまで、熟成した後、水622.8Lで希釈して、SiO2濃度25g/Lの希釈シリカゾルを製造した。この希釈シリカゾルのpHは1.92、粘度は3.8mPa・sとなった。
市販の珪酸ソーダ及び硫酸を水で希釈した、希釈珪酸ソーダ(SiO2:280.0g/L,Na2O:96.0g/L,MR:3.01)と希釈硫酸(H2SO4:200.1g/L)を大きさ40mm*40mmの大きさのY字タイプの衝突反応器を用いて、珪酸ソーダ流量6.59L/min.流速15.5m/sec(ノズル径:3.0mm)と希硫酸流量5.68L/min.流速15.4m/sec.(ノズル径:2.8mm)で反応し、排出時の流速2.6m/sec.にして、10分反応し、122.7Lのシリカゾル(SiO2:150.3g/L)を得た。次にこのシリカゾルを攪拌することなく、液の粘度が10mPa・sに成るまで、熟成した後、水800Lで希釈して、SiO2濃度20g/Lの希釈シリカゾルを製造した。この希釈シリカゾルのpHは1.90、粘度は3.0mPa・sと成った。
塩化珪素製造時に排出された、シリコン粉の平均粒径12μm、シリコン粉0.5質量%、pH6.9のシリコン粉含有排水を使用した。凝集処理前のこのシリコン粉含有排水の濁度は100以上であった。このシリコン粉含有排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を0.4ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.8まで低下したので、1N−NaOHでpH6.5まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のポリアクリルアミド系アニオン性高分子凝集剤、クリフロックPA331(商品:栗田工業(株)製)を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は16.0%、上澄み液の濁度は1.5であった。結果を表3に示した。尚、容積変化率は次式で定義する。この容積変化率が小さい程、沈降性の効率が良好であることを示す。
5分静置後容積変化率=5分静置後の底面から沈殿物界面高さ÷全液面高さ×100
多結晶シリコン切削時に排出された、シリコン粉の粒径5μm以下、シリコン粉0.2質量%、pH6.7のシリコン粉含有排水を使用した。凝集処理前のシリコン粉含有排水の濁度は100以上であった。このシリコン粉含有排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例1に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.05(Al:0.5g/100ml)の溶液を0.22ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.8まで低下したので、1N−NaOHでpH7.5まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は2.1であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を0.4ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.6まで低下したので、1N−NaOHでpH6.9まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は1.9であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例3に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比1.0(Al:0.95g/100ml)の溶液を1.06ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.5まで低下したので、1N−NaOHでpH6.7まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は2.3であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を2.0ml(100mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.4まで低下したので、1N−NaOHでpH7.3まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は1.7であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例4に示したシリカゾル−鉄塩よりなる無機凝集剤のSi/Feモル比0.25(Fe:5.38g/100ml)の溶液を0.2ml(20mg−Fe/L)添加した。添加後、pHが4.1まで低下したので、1N−NaOHでpH7.5まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は1.5であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を0.4ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.5まで低下したので、1N−NaOHでpH7.6まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のポリアクリルアミド系ノニオン性高分子凝集剤、クリフロックPN161(商品:栗田工業(株)製)を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、沈降速度が速く、5分後には沈降が終了しており、測定ができなかった。また、濁度は2.0であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、AL濃度5.65g/100mlの硫酸アルミニウムを0.18ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.3まで低下したので、1N−NaOHでpH6.8まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は、一部は凝集して沈降したが、微粒子は懸濁したままであったため沈降速度を測定できなかった。また、濁度は100以上であった。その結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、比較製造例1に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比5.0(Al:0.35g/100ml)の溶液を4.5ml(20mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.1まで低下したので、1N−NaOHでpH7.6まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は83.7%、上澄み液の濁度は9.2であった。結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を10ml(500mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.4まで低下したので、1N−NaOHでpH6.8まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は78.3%、上澄み液の濁度は5.4であった。結果を表3に示した。
実施例2と同様の排水500mlを500mlのビーカーに採取し、攪拌速度150rpmで攪拌しながら、製造例2に示したシリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のSi/Alモル比0.25(Al:2.51g/100ml)の溶液を0.2ml(10mg−Al/L)添加した。添加後、pHが4.5まで低下したので、1N−NaOHでpH6.9まで調整し、5分間攪拌した。次に、0.2質量%濃度のクリフロックPA331を0.5ml添加し、攪拌速度40rpmで5分間攪拌し、10分間静置させた。5分静置後の沈殿物質の容積変化率、および10分静値後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は46.5%、上澄み液の濁度は12.4であった。結果を表3に示した。
Claims (3)
- シリコン粉を含む排水に、金属に対する珪素のモル比が0.05〜3.0のシリカゾル−水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を、金属換算で15〜300(mg/L)の濃度となるように含有させ、次いで、有機高分子凝集剤を添加することを特徴とするシリコン粉含有排水の処理方法。
- 前記シリコン粉を含む排水のpHが10未満であることを特徴とする請求項1に記載のシリコン粉含有排水の処理方法。
- 前記シリカゾル−水溶性金属塩がシリカゾル−アルミニウム塩であり、該シリカゾル−アルミニウム塩よりなる無機凝集剤のpHが1.5〜2.5、SiO2濃度が5〜25g/Lであり、かつアルミニウムに対する珪素のモル比が0.05〜1.5であることを特徴とする請求項1または2に記載のシリコン粉含有排水の処理方法。
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