KR102181908B1 - 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치 - Google Patents

실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102181908B1
KR102181908B1 KR1020200100868A KR20200100868A KR102181908B1 KR 102181908 B1 KR102181908 B1 KR 102181908B1 KR 1020200100868 A KR1020200100868 A KR 1020200100868A KR 20200100868 A KR20200100868 A KR 20200100868A KR 102181908 B1 KR102181908 B1 KR 102181908B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waste
rock
waste heat
sludge
closing door
Prior art date
Application number
KR1020200100868A
Other languages
English (en)
Inventor
조원국
Original Assignee
주식회사 에쓰큐씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에쓰큐씨 filed Critical 주식회사 에쓰큐씨
Priority to KR1020200100868A priority Critical patent/KR102181908B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102181908B1 publication Critical patent/KR102181908B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/04—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with unperforated container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/02—Oxides or hydroxides
    • C01F11/04—Oxides or hydroxides by thermal decomposition
    • C01F11/06—Oxides or hydroxides by thermal decomposition of carbonates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Abstract

본 발명은 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 응고덩어리 실리콘 슬러지를 건조하고 분쇄 및 미세화하는 공정을 통해 이산화규소분체를 만드는 장치로써,
상기 웨이퍼생산공정에서 발생하는 슬러지를 염산, 질산, 불산, 황산 또는 인산 중 선택되는 어느 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합한 후 금속성분을 침출하여 즉, 금속 불순물을 걸러내 정제한다.
상기 정제된 슬러지를 건조부에 투입하고, 상기 건조부 일측에 형성된 폐열유입구를 통해 에너지 생산 혹은 소비 과정에서 버려지는 폐열, 예로는 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하는 과정에서 발생하는 폐열을 이용해 상기 슬러지를 건조한다.
아울러, 상기 건조된 실리콘 슬러지는 완전한 고체형태가 되어 마쇄부로 이동된 후 마쇄공정이 이루어지고 상기 마쇄부 하단에 형성된 미세화부 상부 및 하부를 통해 미세화 및 세밀화 공정을 이루어 고품위의 이산화규소를 얻는다.
이로써, 그 동안 전량 폐기 처리된 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 실리콘 폐석을 재활용하여 환경문제를 해결하고 재활용을 통한 고품위의 이산화규소 분체를 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 관한것이다.

Description

실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치{a device to make silicon dioxide powder by drying and grinding silicon waste-rock using a waste heat}
본 발명은 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 응고덩어리 실리콘 슬러지를 건조하고 분쇄 및 미세화하는 공정을 통해 이산화규소분체를 만드는 장치로써,
상기 웨이퍼생산공정에서 발생하는 슬러지를 염산, 질산, 불산, 황산 또는 인산 중 선택되는 어느 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합한 후 금속성분을 침출하여 즉, 금속 불순물을 걸러내 정제한다.
상기 정제된 슬러지를 건조부에 투입하고, 상기 건조부 일측에 형성된 폐열유입구를 통해 에너지 생산 혹은 소비 과정에서 버려지는 폐열, 예로는 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하는 과정에서 발생하는 폐열을 이용해 상기 슬러지를 건조한다.
아울러, 상기 건조된 실리콘 슬러지는 완전한 고체형태가 되어 마쇄부로 이동된 후 마쇄공정이 이루어지고 상기 마쇄부 하단에 형성된 미세화부 상부 및 하부를 통해 미세화 및 세밀화 공정을 이루어 고품위의 이산화규소를 얻는다.
이로써, 그 동안 전량 폐기 처리된 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 실리콘 폐석을 재활용하여 환경문제를 해결하고 재활용을 통한 고품위의 이산화규소 분체를 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 관한것이다.
일반적으로 실리콘 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 슬러지는 주성분이 이산화규소, 수분 및 유기물로 구성되고 있으며 입자들이 응고된 덩어리 상태로 발생하고 있다.
특히, NaCl이 8%이상을 함유하고 있어 염도함량이 4 ~ 5%에 달해 시멘트 첨가제로의 사용이 어려운 것으로 판단되어 전량 폐기되면서 환경문제와 경제적 손실을 야기한다. 이로인해 실리콘 슬러지를 재활용하여 환경문제를 해결하고 재활용을 통한 고품위의 자원을 확보할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
또한, 폐열을 이용하는데 구체적인 예로, 회전식 소성로에서 석회석을 가열하여 생석회를 제조하는 공정인 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하고, 상기 소성로로부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출할때 발생하는 폐열을 이용하면서 경제적 및 환경적문제를 더욱 개선할 수 있는 기술이 많이 개발되어야 하는 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1355816(등록일자:2014년01월21일) 대한민국 등록번호 10-1292001(등록일자 2013년07월26일)
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해,
웨이퍼생산공정에서 발생하는 슬러지를 염산, 질산, 불산, 황산 또는 인산 중 선택되는 어느 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합한 후 금속성분을 침출하여 금속 불순물을 걸러내 정제하고, 상기 정제된 폐석을 건조부에 투입한다.
아울러, 상기 건조부 일측에 형성된 폐열유입구와 결합되는 여러 생산과정에서 버려지는 폐열을 사용하여 상기 슬러지를 건조한다.
이렇게, 건조된 실리콘 폐석을 마쇄부로 이동시키면서 유압펌프봉의 의한 마쇄부의 왕복직선운동을 통해 구슬이 수직 및 하강을 산발적으로 반복하여 건조된 폐석을 마쇄한다.
상기 마쇄공정이 이루어진 후 상기 마쇄부 하단에 형성된 미세화부 상부 및 하부를 통해 미세화공정을 이루어 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위해,
본 발명은 정제가 완료된 슬러지를 유입하는 제1개폐문과, 일측에 형성되어 폐열이 유입되는 폐열유입구와, 바닥면에 형성되어 상기 폐열에 의해 건조된 슬러지를 고체인 폐석으로 만들어 하부로 배출하는 제2개폐문을 포함하는 건조부;
상기 제2개폐문과 제3개폐문이 자바라연통으로 관통형성되되, 건조된 상기 폐석을 상기 제3개폐문으로 유입시키는 중공의 마쇄부함체와,
상기 중공의 마쇄부함체 내부에 다수로 탑재되는 구슬과,
상기 마쇄부함체의 상하 왕복직선운동에의해 산발적으로 상승 및 하강하는 상기 구슬과 충돌하여 분쇄된 폐석을 통과시켜 하부로 낙하시키는 타공판과,
상기 마쇄부함체 외측 상면과 하면을 돌출시켜 상기 건조부의 하면에 형성되는 결합홈과 상부미세화부 상면에 형성되는 결합홈이 삽입되도록 기둥구조를 이루고, 유압에 의해 수직왕복운동을 하는 유압펌프봉을 포함하는 마쇄부;
상기 타공판과 자바라연통을 통해 관통되어 분쇄된 폐석을 제4개폐문을 통해 유입시키고, 상기 건조부와 고정다리로 결합되는 중공의 상부 미세화부 함체와,
상기 중공의 함체 내부에 횡방향으로 형성되어 회전모터에 의해 회전하는 회전축과,
상기 회전축 외면에 형성되어 상기 제4개폐문을 통해 유입된 분쇄된 폐석을 미세화하는 미세화스크류를 포함하는 상부미세화부;
상기 미세화스크류 하단부에 깔때기 구조로 일체를 이루되, 상부 미세화부를 통해 미세화된 폐석이 자연낙하하여 하부 중심부에 모이도록 하는 상광하협부 구조의 유입부와,
상기 유입부 하부와 연통되어 형성되는 중공의 하부미세화부 함체와,
상기 하부미세화부 함체 내부에 횡방향으로 다수 설치되는 제2회전축과,
상기 제2회전축의 외면에 형성되어 상기 유입부를 통해 유입된 미세화된 폐석을 세밀화하는 세밀화스크류와,
상기 세밀화스크류의 하부에 설치되는 제5개폐문을 포함하는 하부미세화부;
상기 제5개폐문과 관통형성되는 중공의 적재부 함체와,
상기 적재부 함체 외측 상면으로부터 돌출 형성된 다수의 기둥이 하부미세화부의 하면을 지지하면서 일체를 이루는 지지부;
상기 제5개폐문을 통해 유입된 미세화된 폐석을 적재하고, 상기 적재된 폐석을 외부로 배출하도록 구성되는 적출서랍;을 포함하는 적재부;
상기 건조부, 마쇄부, 상부미세회부,하부미세화부,적재부를 내부에 탑재하여 밀봉하는 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치를 제공한다.
본 발명은 웨이퍼 생산공정에서 나오는 폐석을 폐열을 통해 건조한 후 마쇄 → 미세화 → 세밀화의 공정을 통해 고품위의 이산화규소 분체를 만들어 전량 폐기되던 폐석을 유리공업과 주물공업, 제철, 제강, 시멘트등에 두루 사용되어 새로이 쓰이도록 하므로 환경문제 개선과 경제적 효율을 동시에 갖는 효과를 갖는다.
도1은 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 따른 폐석이 건조 → 마쇄 → 미세화 → 세밀화 하여 적제하는 과정을 나타내는 작동상태도.
도2는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 따른 사시도.
도3은 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치의 유압펌프봉을 통해 마쇄부가 왕복직선운동을 하고 마쇄부 내부에 구슬이 산발적으로 상승 및 하강하는 것을 나타내는 도면.
도4는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 따른 타공판을 나타내는 도면.
도5는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치에 따른 케이스 결합도.
이하, 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
도1 내지 도3의 도시된 바와 같이,
정제가 완료된 슬러지를 유입하는 제1개폐문(11)과, 일측에 형성되어 폐열이 유입되는 폐열유입구(12)와, 바닥면에 형성되어 상기 폐열에 의해 건조된 슬러지를고체인 폐석으로 만들어 하부로 배출하는 제2개폐문(13)을 포함하는 건조부(10);
상기 제2개폐문(13)과 제3개폐문(21)이 자바라연통(22)으로 관통형성되되, 건조된 상기 폐석을 상기 제3개폐문(21)으로 유입시키는 중공의 마쇄부함체(23)와,
상기 중공의 마쇄부함체(23) 내부에 다수로 탑재되는 구슬(24)과,
상기 마쇄부함체(23)의 상하 왕복직선운동에의해 산발적으로 상승 및 하강하는 상기 구슬(24)과 충돌하여 분쇄된 폐석을 통과시켜 하부로 낙하시키는 타공판(25)과,
상기 마쇄부함체(23) 외측 상면과 하면을 돌출시켜 상기 건조부(10)의 하면에 형성되는 결합홈(14)과 상부미세화부(30) 상면에 형성되는 결합홈(14)이 삽입되도록 기둥구조를 이루고, 유압에 의해 수직왕복운동을 하는 유압펌프봉(26)을 포함하는 마쇄부(20);
상기 타공판(23)과 자바라연통(22)을 통해 관통되어 분쇄된 폐석을 제4개폐문(31)을 통해 유입시키고, 상기 건조부(10)와 고정다리(34)로 결합되는 중공의 상부 미세화부 함체(32)와,
상기 중공의 함체 내부에 횡방향으로 형성되어 회전모터에 의해 회전하는 회전축(33A)과,
상기 회전축(33A) 외면에 형성되어 상기 제4개폐문(31)을 통해 유입된 분쇄된 폐석을 미세화하는 미세화스크류(33)를 포함하는 상부미세화부(30);
상기 미세화스크류(32) 하단부에 깔때기 구조로 일체를 이루되, 상부 미세화부(30)를 통해 미세화된 폐석이 자연낙하하여 하부 중심부에 모이도록 하는 상광하협부 구조의 유입부(41)와,
상기 유입부(41) 하부와 연통되어 형성되는 중공의 하부미세화부 함체(42)와,
상기 하부미세화부 함체(42) 내부에 횡방향으로 다수 설치되는 제2회전축(43A)과,
상기 제2회전축(43A)의 외면에 형성되어 상기 유입부(41)를 통해 유입된 미세화된 폐석을 세밀화하는 세밀화스크류(43)와,
상기 세밀화스크류(43)의 하부에 설치되는 제5개폐문(44)을 포함하는 하부미세화부(40);
상기 제5개폐문(44)과 관통형성되는 중공의 적재부 함체(51)와,
상기 적재부 함체(51) 외측 상면으로부터 돌출 형성된 다수의 기둥이 하부미세화부(40)의 하면을 지지하면서 일체를 이루는 지지부;
상기 제5개폐문(44)을 통해 유입된 미세화된 폐석을 적재하고, 상기 적재된 폐석을 외부로 배출하도록 구성되는 적출서랍(52);을 포함하는 적재부(50);
상기 건조부(10), 마쇄부(20), 상부미세회부(30),하부미세화부(40),적재부(50)를 내부에 탑재하여 밀봉하는 케이스(60);를 포함한다.
이하, 더욱 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
[정제과정]
웨이퍼 생산공정에서 버려지는 폐석을 건조부(10)에 투입하기전에 폐석의 순도를 높일 수 있는 정제수를 활용하여 정제한 후 투입한다.
상기 정제수는 염산, 질산, 불산,황산 또는 인산 중 선택되는 어느 1종 단독또는 2종을 혼합한 것을 사용한다.
또한, 상기 실리콘 폐석이 포함하는 중금속은 하기 표 1와 같다.
구분 화학성분 (mg/kg)
As Cd Cr Cu Pb Hg Cl F
폐기물
중금속
기준		 0.000 0.148 4.792 27.915 0.000 0.022 52.213 115
<50 <50 - <800 <150 <20 - -
이하, 상기 정제수를 시험예1를 통해 더욱 구체적이게 살펴보도록 한다.
[시험예 1]
웨이퍼생산공정에서 발생하는 실리콘 폐석을 염산, 질산, 불산,황산 및 인산중 선택되는 어느 1종 이용하여 실리콘 슬러지로부터 금속불순물인 구리, 칼슘, 철을 비롯한 금속성분을 제거하기 위한 침출실험을 행하였다.
실리콘 슬러지로부터 구리와 철의 제거효과를 고려하여 최적 침출조건은 광액농도 197.1~ 221.4g/L, 반응온도 90℃, 반응시간 35분으로 설정하였다.
상기 슬러지의 주요성분인 구리와 철 제거율은 98.27 ~ 99.17% 이었으며 실리콘 슬러지에서 실리콘의 순도는 98.69 ~ 98.86% 이었다.
이로써, 웨이퍼 생산공정에서 버려진 실리콘 슬러지는 상기 침출과정을 거쳐 정제된 실리콘 슬러지를 얻을 수 있다.
또한, 정재된 실리콘슬러지는 건조부(10)에 투입하고 상기 정제수는 무해화 공정을 거쳐 방출하는 것이 바람직하다.
또한, 이때 슬리콘슬러지의 수분함량은 60% 로 이다.
[건조부]
도1에 도시된 바와 같이. 정제가 완료된 슬러지를 유입하는 제1개폐문(11)과, 일측에 형성되어 폐열이 유입되는 폐열유입구(12)와, 바닥면에 형성되어 상기 폐열에 의해 건조된 슬러지를 고체인 폐석으로 만들어 하부로 배출하는 제2개폐문(13)을 포함한다.
상기 건조부(10) 상측에 형성되어 정제가 완료된 슬러지를 유입시키는 제1개폐문(11)이 형성되고, 상기 제1개폐문(11)을 통해 정제가 완료된 슬러지가 건조부(10) 내부로 유입된다.
상기 유입된 정제가 완료된 슬러지는 일측에 형성된 폐열이 유입되는 폐열유입구(12)를 통해 발산되는 폐열에의해 건조되어 수분함량 5%미만의 고체화가 이루어지면서 폐석을 생성한다.
상기 폐열유입구(12)를 통해 유입되는 폐열은 에너지의 생산 혹은 소비 과정에서 사용되지 못하고 버려지는 열로써,
회전식 소성로에서 석회석을 가열하여 생석회를 제조하는 공정인 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하고, 상기 소성로로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출할때 발생하는 폐열을 이용한다.
도1에 도시된 바와 같이, 건조부(10) 바닥면에는 제2개폐문(13)이 형성되고, 종 방향으로 자바라 연통(22)과 관통되어 연결되면서 고체화된 슬러지 즉 폐석을 제2개폐문(13)을 통해 배출한다.
또한, 상기 건조부(10)는 고정다리(34)로 상부미세화부(30)를 고정,결합되어 형성된다.
상기 실리콘 슬러지가 건조되어 건조화된 실리콘을 "폐석" 이라 칭한다.
[마쇄부]
도1 내지 도2에 도시된 바와 같이 상기 제2개폐문(13)과 제3개폐문(21)이 자바라연통(22)으로 관통형성되되, 건조된 상기 폐석을 상기 제3개폐문(21)으로 유입시키는 중공의 마쇄부함체(23)와,
상기 중공의 마쇄부함체(23) 내부에 다수로 탑재되는 구슬(24)과,
상기 함체의 상하 왕복직선운동에의해 산발적으로 상승 및 하강하는 상기 구슬과 충돌하여 분쇄된 폐석을 통과시켜 하부로 낙하시키는 타공판(25)과,
상기 함체 외측 상면과 하면을 돌출시켜 상기 건조부(10)의 하면에 형성되는 결합홈(14)과 상부미세화부(30) 상면에 형성되는 결합홈(14)이 삽입되도록 기둥구조를 이루고, 유압에 의해 수직왕복운동을 하는 유압펌프봉(26)을 포함한다.
도1 내지 도2에 도시된 바와 같이, 상기 건조부(10)의 제2계폐문(13)과 마쇄부(20)의 제3개폐문(21)은 종 방향의 자바라연통(22)과 연결, 관통되어 형성된다.
상기 건조부(10)의 제2계폐문(13)을 통해 건조된 상기 폐석이 배출되고 상기 배출된 폐석이 중공의 자바라연통(22)를 통과하면서 제3개폐문(21)을 통해 마쇄부(20) 내부로 진입한다.
상기 자바라 연통(22)은 흔히 배기관에 활용되는 것으로써, 주성분은 알루미늄으로 이루어져 있는 것을 사용한다.
도1 내지 도2에 도시된 바와 같이, 마쇄부(20) 함체 외측 상면으로부터 돌출시켜 상기 건조부(10)의 하면에 형성되는 결합홈(14)에 삽입되도록 기둥구조를 이루고, 유압에 의해 수직왕복운동을 하는 유압펌프봉(26)이 다수 설치된다.
또한, 유압펌프봉(26)은 마쇄부함체(23) 외측 하면으로부터 돌출시켜 상부미세화부(30)의 상면에 형성되는 결합홈(14)에 삽입되도록 기둥구조를 이룬다.
상기 유압펌프봉(26)은 도3에 도시된 바와 같이. 상기 건조부(10)의 하중을 지지하는 동시에 도1에 도시된 바와 같이, 유압구동부를 통해 상하로 왕복직선운동을 하면서 마쇄부(20) 내부에 탑재된 다수의 구슬(24)이 산발적인 상승 및 낙하를 반복하게 한다.
도3에 도시된 바와 같이, 상기 마쇄부(20) 내부에 다수 탑재된 구슬(24)이 산발적으로 상승 및 낙하를 반복하면서 마쇄부(20) 내부로 유입된 건조된 폐석이 상승 및 낙하하는 구슬(24)과 부딪히면서 마쇄된다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 분쇄된 폐석을 상부미세화부(3O)로 이동시키는 상기 구슬(24)보다 작은 직경의 다수의 타공으로 구성된 타공판(23)이 형성된다.
더욱 상세하게는, 상기 마쇄부(20)의 상하 왕복직선운동에의해 구슬(24)이 산발적으로 상승 및 낙하 즉 자유낙하 하면서 건조된 실리콘 폐석을 마쇄하고 상기 폐석이 마쇄되면서 직경이 점점 작아진다.
이때, 타공판(25)의 형성된 다수의 타공에 크기 보다 작아지면 상기 타공판(25)을 통과하여 하단에 형성되는 상부미세화부(3O)로 폐석이 중력이동된다.
또한, 마쇄되어 타공판(25)을 통과하는 폐석의 직경은 2㎛ ~ 100㎛의 크기로 마쇄되어 상부 미세화부(3O)로 유입된다.
또한, 상기 구슬(24)은 폴리우레탄 1 ~ 10wt%, 산화이트듐 1 ~ 5wt%, 지르코니아 10 ~ 20wt% 및 실리카 70 ~ 87wt%를 고주파를 통해 2500℃ 용융시켜 제조하였다.
이로써, 탄성과 밀도가 뛰어난 구슬(24)을 제작하고 실리콘 폐석을 효과적으로 파쇄할 수 있다.
또한, 상기 마쇄부(2O)의 함체는 탄소를 함유한 가스(CH4,CO)분위기 하에서 방전관의 압력이 1 ~ 10Torr 정도에 높은 전압을 걸어 글로방전 시켜 음극 스퍼터링과 음극 흡착과정을 이용해 탄소와 질소를 표면에 침투, 확산시켜,침질탄화를 행하는 플라즈마 표면처리방법를 이용하여 내부식성을 향산시켰다.
더욱 상세하게는 철 60 ~ 80wt%, 크롬 10 ~ 17wt% 탄소 0.3 ~ 0.5wt%, 마그네슘 2.0 ~ 6.0wt%, 니켈 1 ~ 20wt%, 몰브리덴2.5 ~ 5wt%, 구리 0.1 ~ 0.4 wt% 인 0.01 ~ 0.03 wt%, 질소 0.158 ~ 1wt% 로 제작한다.
이하, 실시예에 따른 더욱 구체적인 예는 아래 표 2와 같다
성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
철 79.268 65.772 62.818 71.405
크롬 14.0 17.0 15.0 11.0
탄소 0.4 0.3 0.5 0.4
마그네슘 2.0 2.0 5.0 4.0
니켈 1.0 12.0 13.0 8.0
몰브리덴 3.0 2.5 3.1 4.6
구리 0.2 0.2 0.4 0.4
인 0.01 0.04 0.02 0.03
황 0.01 0.03 0.02 0.03
질소 0.112 0.158 0.142 0.135
합계 100.0 100.0 100.0 100.0
더욱 구체적으로는 실시예2의 철 65.772, 크롬 17.0, 탄소 0.3, 마그네슘2.0 ,니켈12.0, 몰브리덴 2.5 , 구리 0.2 , 인 0.04, 황 0.03, 질소 0.158로 제조하는 것이 제일 바람직하다.
[상부 미세화부]
도4에 제시된 상기 타공판(25)과 자바라연통(22)을 통해 관통되어 분쇄된 폐석을 제4개폐문(31)을 통해 유입시키고, 상기 건조부(10)와 고정다리(34)로 결합되는 중공의 상부미세화부함체(32)와,
상기 중공의 상부미세화부함체(32) 내부에 횡방향으로 형성되어 회전모터에 의해 회전하는 회전축(33A)과,
상기 회전축(33A) 외면에 형성되어 상기 제4개폐문(31)을 통해 유입된 분쇄된 폐석을 미세화하는 미세화스크류(33)를 포함한다.
상기 마쇄부(20)의 타공판(25)과 상부 미세화부(30)의 제4개폐문(31)은 자바라 연통(22)과 관통되어 상호 연결된다.
상기 마쇄된 폐석이 타공판(25)에서 자바라 연통(22)을 통과하고 상기 자바라 연통(22)을 통과한 마쇄된 폐석은 제4개폐문(31)을 통해 유입되어 상부 미세화부(30) 내부로 유입된다.
도1 내지 도2에 제시된 바와 같이, 상기 중공의 미세화부 함체(32) 내부에 횡방향으로 형성되어 회전모터에 의해 회전하는 회전축(33A)이 형성되고 그 외면에는 미세화스크류(33)가 형성되어 상기 마쇄된 폐석이 상기 미세화스크류(33)와 마찰되어 입자비표면적이 증가하면서 상기 마쇄된 폐석을 미세화 한다.
상기 미세화스크류(33)를 통해 미세화한 폐석은 하단으로 자연낙하 하도록 한다.
상기 마쇄된 폐석은 상기 미세화스크류(33)의 마찰되어 입자비표면적이 증가하여 미세화된 폐석의 입자는 0.5㎛ ~ 1㎛로 미세화되는 것이 바람직하다.
상기 상부미세화부(30)의 상면에 형성되는 결합홈(14)에 마쇄부 함체(23) 외측 하면으로부터 돌출시켜 기둥구조를 이루는 유압펌프봉(26)이 결합된다.
또한, 상부미세화부(30)와 건조부(10)는 고정다리(34)를 통해 고정,결합되어 유압펌프봉(26)를 통한 마쇄부(20)의 수직왕복운동을 안정적이게 수행하도록 한다.
[하부 미세화부]
도1 내지 도2에 제시된 바와 같이, 상기 미세화스크류(33) 하단부에 깔때기 구조로 일체를 이루되, 상부 미세화부(30)를 통해 미세화된 폐석이 자연낙하하여 하부 중심부에 모이도록 하는 상광하협부 구조의 유입부(41)와,
상기 유입부(41) 하부와 연통되어 형성되는 중공의 하부미세화부함체(42)와,
상기 함체 내부에 횡방향으로 다수 설치되는 제2회전축(43A)과,
상기 제2회전축(43A)의 외면에 형성되어 상기 유입부(41)를 통해 유입된 미세화된 폐석을 세밀화하는 세밀화스크류(43)와,
상기 세밀화스크류(43)의 하부에 설치되는 제5개폐문(44)을 포함하는 하부미세화부(40);
도1에 제시된 바와 같이, 상기 미세화부상부(30)로부터 미세화된 폐석이 미세화부하부(40)로 중력이동을 한다. 미세화부하부(40)는 깔때기 구조를 이룬다.
상기 미세화부상부(30)를 통해 미세화된 폐석이 자연낙하하면 미세화부하부(40)의 하단 중심부에 모이도록 하는 상광하협부 구조의 유입부(41)가 형성된다.
상기 유입구(41)를 통해 통과한 미세화된 폐석은 유입부(41) 하부와 연통되어 형성되는 중공의 하부 미세화부함체(42)에 유입된다.
상기 중공의 하부 미세화부함체(42) 내부에는 횡방향의 다수의 제2회전축(43A)이 형성되고 상기 제2회전축(43A) 외면에는 세밀화스크류(43)가 형성된다.상기 중공의 하부미세화부함체(42)로 유입된 미세화된 폐석은 상기 세밀화스크류(43)와 마찰되어 비표면적이 더욱 더 넓어져 세밀화를 이룬다.
또한, 도1에 제시된 바와 같이, 상기 세밀화스크류(43) 하단에 제5개폐문(44)이 형성되는데, 상기 중공의 미세화부함체(42)의 면적이 좁아 상기 중공의 미세화부함체(42)의 내부에 공백없이 미세화된 폐석이 메우는데, 이때, 제5개폐문(44)에의해 하단으로 모여진다.
상기와 같이 모여진 미세화된 폐석은 세밀화스크류(43)를 통해 더욱 효율적인 세밀화가 이루어질 수 있도록 한다.
폐석이 세밀화가 모두 이루어지면 제5개폐문(44)을 개방하면서 하단에 형성된 적재부(50)로 세밀화된 폐석을 중력이동시킨다.
또한, 세밀화된 폐석은 0.3㎛ ~ 0.4㎛ 의 크기가 제일 바람직하다.
[적재부]
도1내지 도2에 제시된 바와 같이, 상기 제5개폐문(44)과 관통형성되는 중공의 적재부 함체(51)와,
상기 적재부 함체(51) 외측 상면으로부터 돌출 형성된 다수의 기둥이 하부미세화부(40)의 하면을 지지하면서 일체를 이루는 지지부;
상기 제5개폐문(44)을 통해 유입된 미세화된 폐석을 적재하고, 상기 적재된 폐석을 외부로 배출하도록 구성되는 적출서랍(52);을 포함하는 적재부(50);
상기 세밀화스크류(43)를 통해 세밀화가 완료된 폐석은 상기 5개폐문(44)과 관통형성되는 적재부(50)의 중공의 적재부 함체(51)의 상측을 통과하면서 적재부(50) 내부로 중력이동된다.
상기 적재부(50)내부로 이동된 세밀화된 폐석은 적재부(50) 내부에 적제되고 필요 시 용의하게 외부로 적출하기 위해 적출서랍(52)이 형성된다.
또한. 도2에 제시된 바와 같이, 상기 적재부(50) 중공의 적재부 함체(51) 외측 상면으로부터 돌출 형성된 다수의 기둥이 하부미세화부(40)의 하면을 지지하면서 지탱된다.
[케이스]
아울러, 도5에 제시된 바와 같이, 건조부(10),마쇄부(20),상부미세화부(30),하부미세화부(40),적재부(50)를 케이스(60) 내부에 장착, 탑재하여 이산확규소를 분체화하는 장치가 완성된다.
또한,상기 제1계폐문(11),제2계폐문(13), 제3계폐문(21), 제4계폐문(31) 및 제5계폐문(44)은 제어부를 통해 제어되어 일정시간이 지나면 자동개폐된다.
본 발명은 웨이퍼 생산공정에서 발생하는 응고 덩어리 실리콘 슬러지를 폐열을 통해 건조하여 고체화해 실리콘폐석을 생산하고 상기 폐석을 분쇄 및 미세화하는 공정을 통해 이산화규소 분체를 생산하여, 결과적으로 전량 폐기되던 폐석을 재활용하면서 환경문제를 해결하고 경제적 이득을 얻으므로 산업상 이용 가능성이 매우 크다.
10:건조부
20:마쇄부
30:상부미세화부
40:하부미세화부
50:적재부
60:케이스

Claims (3)

  1. 정제가 완료된 슬러지를 유입하는 제1개폐문과, 일측에 형성되어 폐열이 유입되는 폐열유입구와, 바닥면에 형성되어 상기 폐열에 의해 건조된 슬러지를 고체인 폐석으로 만들어 하부로 배출하는 제2개폐문을 포함하는 건조부;

    상기 제2개폐문과 제3개폐문이 자바라연통으로 관통형성되되, 건조된 상기 폐석을 상기 제3개폐문으로 유입시키는 중공의 마쇄부함체와,
    상기 중공의 마쇄부함체 내부에 다수로 탑재되는 구슬과,
    상기 마쇄부함체의 상하 왕복직선운동에의해 산발적으로 상승 및 하강하는 상기 구슬과 충돌하여 분쇄된 폐석을 통과시켜 하부로 낙하시키는 타공판과,
    상기 마쇄부함체 외측 상면과 하면을 돌출시켜 상기 건조부의 하면에 형성되는 결합홈과 상부미세화부 상면에 형성되는 결합홈이 삽입되도록 기둥구조를 이루고, 유압에 의해 수직왕복운동을 하는 유압펌프봉을 포함하는 마쇄부;

    상기 타공판과 자바라연통을 통해 관통되어 분쇄된 폐석을 제4개폐문을 통해 유입시키고, 상기 건조부와 고정다리로 결합되는 중공의 상부 미세화부 함체와,
    상기 중공의 함체 내부에 횡방향으로 형성되어 회전모터에 의해 회전하는 회전축과,
    상기 회전축 외면에 형성되어 상기 제4개폐문을 통해 유입된 분쇄된 폐석을 미세화하는 미세화스크류를 포함하는 상부미세화부;

    상기 미세화스크류 하단부에 깔때기 구조로 일체를 이루되, 상부 미세화부를 통해 미세화된 폐석이 자연낙하하여 하부 중심부에 모이도록 하는 상광하협부 구조의 유입부와,
    상기 유입부 하부와 연통되어 형성되는 중공의 하부미세화부 함체와,
    상기 하부미세화부 함체 내부에 횡방향으로 다수 설치되는 제2회전축과,
    상기 제2회전축의 외면에 형성되어 상기 유입부를 통해 유입된 미세화된 폐석을 세밀화하는 세밀화스크류와,
    상기 세밀화스크류의 하부에 설치되는 제5개폐문을 포함하는 하부미세화부;

    상기 제5개폐문과 관통형성되는 중공의 적재부 함체와,
    상기 적재부 함체 외측 상면으로부터 돌출 형성된 다수의 기둥이 하부미세화부의 하면을 지지하면서 일체를 이루는 지지부;

    상기 제5개폐문을 통해 유입된 미세화된 폐석을 적재하고, 상기 적재된 폐석을 외부로 배출하도록 구성되는 적출서랍;을 포함하는 적재부;

    상기 건조부, 마쇄부, 상부미세회부,하부미세화부,적재부를 내부에 탑재하여 밀봉하는 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    폐열은,
    석회석을 생석회로 소성처리하고 생석회를 인출하는 과정에서 발생하는 폐열인 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    정제가 완료된 슬러지는,
    웨이퍼생산공정에서 발생하는 슬러지를 염산, 질산, 불산, 황산 또는 인산 중 선택되는 어느 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합한 후 금속성분을 침출하여 생성된 것을 특징으로 하는 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치.

















KR1020200100868A 2020-08-12 2020-08-12 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치 KR102181908B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100868A KR102181908B1 (ko) 2020-08-12 2020-08-12 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100868A KR102181908B1 (ko) 2020-08-12 2020-08-12 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102181908B1 true KR102181908B1 (ko) 2020-11-23

Family

ID=73680155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200100868A KR102181908B1 (ko) 2020-08-12 2020-08-12 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102181908B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102340371B1 (ko) * 2021-03-10 2021-12-15 권선대 고분자 폐기물의 연속식 열분해 장치 및 방법
CN114505148A (zh) * 2022-02-08 2022-05-17 苏州锦艺新材料科技股份有限公司 一种用于硅微粉表面改性的生产装置
KR20230022098A (ko) * 2021-08-06 2023-02-14 성광모 폐토양 또는 하수슬러지를 이용하는 규산 알칼리 제조장치와 그에 의한 규산 알칼리 제조방법 및 이를 통해 제조된 규산 알칼리
WO2024043458A1 (ko) * 2022-08-26 2024-02-29 주식회사 이녹스에코엠 폐 규소 슬러지를 이용한 규소 분말 제조방법 및 제조장치

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008162813A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd シリコンスラッジからの酸化シリコン粒製造方法
KR20120059857A (ko) * 2010-12-01 2012-06-11 서정일 폐실리콘 슬러지 고효율 재생방법 및 장치
KR101292001B1 (ko) 2013-03-13 2013-08-05 한국세라믹기술원 실리콘 슬러지 건조 방법
KR101355816B1 (ko) 2012-04-11 2014-01-28 한국지질자원연구원 실리콘 슬러지로부터 실리콘의 분리 및 회수방법
KR101610926B1 (ko) * 2013-10-28 2016-04-08 한국에너지기술연구원 산업폐열을 이용한 유기성폐기물 복합건조장치
KR101730000B1 (ko) * 2015-09-23 2017-04-25 이정국 폐음식물 분쇄 건조장치
KR101852747B1 (ko) * 2016-09-08 2018-04-26 양재희 음식물 쓰레기 처리장치
KR20200045348A (ko) * 2018-10-22 2020-05-04 김선하 Kr골재를 이용한 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 및 그의 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008162813A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd シリコンスラッジからの酸化シリコン粒製造方法
KR20120059857A (ko) * 2010-12-01 2012-06-11 서정일 폐실리콘 슬러지 고효율 재생방법 및 장치
KR101355816B1 (ko) 2012-04-11 2014-01-28 한국지질자원연구원 실리콘 슬러지로부터 실리콘의 분리 및 회수방법
KR101292001B1 (ko) 2013-03-13 2013-08-05 한국세라믹기술원 실리콘 슬러지 건조 방법
KR101610926B1 (ko) * 2013-10-28 2016-04-08 한국에너지기술연구원 산업폐열을 이용한 유기성폐기물 복합건조장치
KR101730000B1 (ko) * 2015-09-23 2017-04-25 이정국 폐음식물 분쇄 건조장치
KR101852747B1 (ko) * 2016-09-08 2018-04-26 양재희 음식물 쓰레기 처리장치
KR20200045348A (ko) * 2018-10-22 2020-05-04 김선하 Kr골재를 이용한 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 및 그의 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102340371B1 (ko) * 2021-03-10 2021-12-15 권선대 고분자 폐기물의 연속식 열분해 장치 및 방법
KR20230022098A (ko) * 2021-08-06 2023-02-14 성광모 폐토양 또는 하수슬러지를 이용하는 규산 알칼리 제조장치와 그에 의한 규산 알칼리 제조방법 및 이를 통해 제조된 규산 알칼리
KR102532044B1 (ko) 2021-08-06 2023-05-12 성광모 하수슬러지를 이용하는 규산 알칼리 제조장치와 그에 의한 규산 알칼리 제조방법 및 이를 통해 제조된 규산 알칼리
CN114505148A (zh) * 2022-02-08 2022-05-17 苏州锦艺新材料科技股份有限公司 一种用于硅微粉表面改性的生产装置
CN114505148B (zh) * 2022-02-08 2023-02-28 苏州锦艺新材料科技股份有限公司 一种用于硅微粉表面改性的生产装置
WO2024043458A1 (ko) * 2022-08-26 2024-02-29 주식회사 이녹스에코엠 폐 규소 슬러지를 이용한 규소 분말 제조방법 및 제조장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102181908B1 (ko) 실리콘 슬러지를 폐열을 이용하여 건조한 후 분쇄하여 이산화규소 분체를 만드는 장치
Xiao et al. Comparison of ultrasound-assisted and traditional caustic leaching of spent cathode carbon (SCC) from aluminum electrolysis
KR20130029773A (ko) 유동상 비산회를 이용한 야금 등급 알루미나 제조 방법
Zhu et al. Kinetics of titanium leaching with citric acid in sulfuric acid from red mud
CN101624666B (zh) 一种高温变质剂及采用该高温变质剂的熔体净化方法
Li et al. Energy-saving production of high value-added foamed glass ceramic from blast furnace slag and hazardous wastes containing heavy metal ions
KR20110055385A (ko) 충격분쇄 효과를 이용한 라테라이트 광의 상온, 상압 침출방법
CA3008359A1 (en) Combined grinding and leaching apparatus for ores and wastes and methods of use thereof
Xia et al. Valuable metal recovery from waste tantalum capacitors via cryogenic crushing-alkaline calcination-leaching process
KR20140053244A (ko) 알루미노붕규산 유리를 원료로 하는 ａ형 제올라이트의 제조 방법
KR101291681B1 (ko) 바렐 도금용 스틸볼의 스크랩으로부터 주석 및 니켈을 회수하는 방법
CN110255553A (zh) 一种高温真空制备高纯石墨的方法
CN106048651A (zh) 一种电解金属锰的生产方法
CN1863591A (zh) 阴离子吸附材料及其制造方法和水处理方法
Rogans Activated Carbon in Gold Recovery
KR101021170B1 (ko) 니켈 슬래그로부터 황산을 이용한 마그네슘의 침출 및 물유리의 제조방법
KR20140083515A (ko) 용철 처리장치 및 그 처리방법
KR20050085402A (ko) 슬래그 처리 방법
CN109293177B (zh) 一种用于含铅污泥高温固化的方法
KR102000270B1 (ko) 칼슘 이온 추출 반응기 및 이를 포함하는 탄산칼슘 제조장치
KR101914603B1 (ko) 칼슘 이온 추출 반응기 및 이를 포함하는 탄산칼슘 제조장치
KR100407194B1 (ko) 금속 황화물의 제조방법
KR101899693B1 (ko) 슬래그로부터 유가자원을 효율적으로 회수하는 방법 및 유가자원을 효율적으로 회수하기 위한 미립 슬래그
KR102648802B1 (ko) 메카노케미스트리 및 알카리프리팅 공정을 이용하여 폐 탈황분진을 리튬 제조 공정에 활용하는 방법.
JP2005162513A (ja) 浄水場発生土からのゼオライト化土の製造方法、廃水処理方法および使用済みゼオライト化土の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant