KR102346812B1 - Method for preparing ion exchange resin with reduced metal impurity content - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 불순물 함량이 감소된 이온 교환수지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 이온의 함유량이 극히 적고 총 유기탄소(TOC) 용출이 낮으며, 비저항 값이 우수하여 반도체용 초순수의 제조에 사용되는 이온 교환수지를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange resin with reduced metal impurity content, and more particularly, ultrapure water for semiconductors due to its extremely low content of metal ions, low total organic carbon (TOC) elution, and excellent resistivity. It relates to a method for preparing an ion exchange resin used in the manufacture of

Description

금속 불순물 함량이 감소된 이온 교환수지의 제조방법{METHOD FOR PREPARING ION EXCHANGE RESIN WITH REDUCED METAL IMPURITY CONTENT}Manufacturing method of ion exchange resin with reduced metal impurity content {METHOD FOR PREPARING ION EXCHANGE RESIN WITH REDUCED METAL IMPURITY CONTENT}

본 발명은 금속 불순물 함량이 감소된 이온 교환수지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 이온의 함유량이 극히 적고 총 유기탄소(TOC) 용출이 낮으며, 비저항 값이 우수하여 반도체용 초순수의 제조에 사용되는 이온 교환수지를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange resin with reduced metal impurity content, and more particularly, ultrapure water for semiconductors due to its extremely low content of metal ions, low total organic carbon (TOC) elution, and excellent resistivity. It relates to a method for preparing an ion exchange resin used in the manufacture of

최근 반도체 제조 분야에서는 종래부터 반도체 소자의 고집적도화에 수반하여 반도체 제조 공정에서 적용되는 생산 기계나 가스 등과 함께 세척 및 약품에 대해서도 고순도화가 요구되었으며, 함께 사용되는 초순수(경우에 따라 극도 순수라고도 칭해진다) 등 또한 매우 고순도의 용수에 대한 관심이 높아 지고 있다In recent years, in the field of semiconductor manufacturing, high purity has been required for cleaning and chemicals along with production machines and gases applied in the semiconductor manufacturing process along with the high integration of semiconductor devices, and ultrapure water used together (sometimes called extremely pure water). ), etc., are also increasing interest in very high-purity water.

초순수 등의 세척수 또는 레지스트액으로 대표되는 각종 액상제 등이 이온성 불순물인 나트륨 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 철 이온, 구리 이온 및 아연 이온 등의 다양한 금속 이온을 다량 포함할 경우에는 생산되는 전기·전자 제품의 품질에 큰 악영향을 초래할 수 있다. 이러한 이유 때문에 전기·전자 제품 제조에 사용되는 액상제는 불순물 및 금속 이온을 거의 포함하지 않는 고순도의 것이 요구되고 있다. Electricity produced when washing water such as ultrapure water or various liquid agents such as resist liquid contains a large amount of various metal ions such as sodium ions, calcium ions, magnesium ions, iron ions, copper ions, and zinc ions, which are ionic impurities. ·It may cause a great adverse effect on the quality of electronic products. For this reason, the liquid agent used for manufacturing electrical/electronic products is required to have high purity that hardly contains impurities and metal ions.

이러한 금속 이온 함유량이 적은 액상제는 이온 교환수지에 의해 정제되어 제조되고 있다. 그러나 이온 교환수지 중에도 다량의 금속 불순물이 포함될 경우, 금속 이온이 액상제에 용출되어 고순도의 액상제를 얻기가 어려운 문제가 있다.Liquid preparations with a low content of metal ions are being purified and manufactured by ion exchange resins. However, when a large amount of metal impurities are included in the ion exchange resin, metal ions are eluted into the liquid agent, making it difficult to obtain a high-purity liquid agent.

상기의 이온 교환수지 내에 함유된 금속에 의한 문제를 해결하기 위해, 일본 특허공개공보 제2007-117781호에서는 금속 이온을 함유하는 이온 교환수지에 금속 불순물량이 1 ㎎/L(ppm) 이하인 고순도의 광산 수용액을 하향류로 통액시켜 이온 교환수지의 금속 이온의 불순물량을 감소시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 불순물인 금속 이온의 함유량이 적은 광산(불순물량 1 ㎎/L 이하의 고순도의 광산) 용액은 추가적인 정제 공정을 통해 제조되므로, 매우 고가이며, 또한 이온 교환수지의 정제 조작에 있어 광산 용액이 접촉하는 펌프나 배관 등도 금속 이온에 의해 오염되어 있지 않은 특수 재질의 코팅이 포함되어야 하기 때문에 이온 교환수지 정제 장치 구축을 위해 고비용이 발생하고, 또한 이들 장치가 오염되지 않도록 유지 및 관리함에 있어 어려움이 있다. 또한 다량의 고순도의 광산 수용액을 통수하는 과정에서 처리액의 발생량이 많아지며, 발생된 처리액의 중화 처리/폐기 처리에 대한 비용적 손실이 발생될 수 있다.In order to solve the problem caused by the metal contained in the above ion exchange resin, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-117781 discloses a high-purity mineral acid in which the amount of metal impurities in the ion exchange resin containing metal ions is 1 mg/L (ppm) or less. Disclosed is a method for reducing the amount of impurities in metal ions in an ion exchange resin by flowing an aqueous solution in a downward flow. However, a mineral acid solution with a low content of impurity metal ions (a high purity mineral acid with an impurity content of 1 mg/L or less) is manufactured through an additional purification process, so it is very expensive. Since the pump or piping that is used for pumps and pipes must also contain a coating made of a special material that is not contaminated by metal ions, it is expensive to build an ion exchange resin purification device, and it is difficult to maintain and manage these devices so that they are not contaminated. . In addition, in the process of passing a large amount of high-purity aqueous solution of the mineral acid, the amount of treatment liquid is increased, and a cost loss for neutralization treatment/disposal treatment of the generated treatment liquid may occur.

이 때문에 보다 경제적인 처리 방식을 통한 반도체용 초순수의 제조에 사용되는 이온 교환수지 내의 금속 이온 함량을 저비용으로 감소시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.For this reason, there is a need for a method capable of reducing the metal ion content in an ion exchange resin used for the production of ultrapure water for semiconductors at a low cost through a more economical treatment method.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 금속 이온의 함유량이 극히 적고 총 유기탄소(TOC) 용출이 낮으며, 비저항 값이 우수하여 반도체용 초순수의 제조에 사용되는 이온 교환수지를 제조하는 방법을 기술적 과제로 한다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and the content of metal ions is extremely low, the total organic carbon (TOC) elution is low, and the ion exchange resin used for the production of ultrapure water for semiconductors has excellent resistivity. The manufacturing method is a technical task.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, (1) 이온 교환수지와 30℃ 이상의 광산 용액을 접촉시키는 단계; 및 (2) 상기 (1) 단계로부터 얻어진 이온 교환수지를 초순수로 세정하는 단계;를 포함하며, 세정된 이온 교환수지 내의 금속 불순물 총 함량이 5 ㎎/L-R 이하인, 금속 불순물 함량이 감소된 이온 교환수지의 제조방법을 제공한다.The present invention in order to solve the above technical problem, (1) contacting the ion exchange resin and a mineral acid solution of 30 ℃ or more; and (2) washing the ion exchange resin obtained in step (1) with ultrapure water; wherein the total content of metal impurities in the washed ion exchange resin is 5 mg/LR or less, ion exchange with reduced metal impurity content A method for producing a resin is provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 방법으로 제조된 이온 교환수지가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an ion exchange resin prepared by the above method.

본 발명의 방법에 따라 제조된 이온 교환수지(바람직하게는 양이온 교환수지, 보다 바람직하게는 강산성 양이온 교환수지)는 이온 교환수지 자체 내의 금속 불순물 함량이 매우 낮아 용출 금속 불순물이 적으며, 총 유기탄소(TOC) 용출이 낮고, 비저항 값이 우수하여, 반도체용 초순수 제조에 적합하게 사용될 수 있다. The ion exchange resin (preferably a cation exchange resin, more preferably a strongly acidic cation exchange resin) prepared according to the method of the present invention has a very low content of metal impurities in the ion exchange resin itself, so the amount of eluted metal impurities is small, and total organic carbon It has low (TOC) dissolution and excellent resistivity, so it can be suitably used for manufacturing ultrapure water for semiconductors.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 (1) 이온 교환수지와 30℃ 이상의 광산 용액을 접촉시키는 단계; 및 (2) 상기 (1) 단계로부터 얻어진 이온 교환수지를 초순수로 세정하는 단계;를 포함하며, 세정된 이온 교환수지 내의 금속 불순물 총 함량이 5 ㎎/L-R 이하인, 금속 불순물 함량이 감소된 이온 교환 수지의 제조방법에 관한 것이다. The present invention comprises the steps of (1) contacting an ion exchange resin with a mineral acid solution at 30° C. or higher; and (2) washing the ion exchange resin obtained in step (1) with ultrapure water; wherein the total content of metal impurities in the washed ion exchange resin is 5 mg/LR or less, ion exchange with reduced metal impurity content It relates to a method for producing a resin.

본 발명의 제조 방법에 의해 수득되는 이온 교환 수지(바람직하게는 양이온 교환수지, 보다 바람직하게는 강산성 양이온 교환수지)는 총 유기탄소(TOC) 용출량이 5 ppb 이하 (바람직하게는 4.5 ppb 이하, 보다 바람직하게는 4.3 ppb 이하, 보다 더 바람직하게는 4.2 ppb 이하)이고, 비저항이 16 ㏁·㎝ 이상 이며, 이온 교환 수지 내 존재하는 금속 불순물(나트륨 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 철 이온, 구리 이온 및 아연 이온 등)의 총 함량이 5 ㎎/L-R(수팽윤 상태의 이온 교환수지 1 L 단위부피 당 금속 ㎎ 의 양) 이하 (바람직하게는 4 ㎎/L-R 이하, 보다 바람직하게는 3 ㎎/L-R 이하)일 수 있다. The ion exchange resin (preferably a cation exchange resin, more preferably a strongly acidic cation exchange resin) obtained by the production method of the present invention has a total organic carbon (TOC) elution amount of 5 ppb or less (preferably 4.5 ppb or less, more Preferably 4.3 ppb or less, more preferably 4.2 ppb or less), the specific resistance is 16 MΩ cm or more, and metallic impurities (sodium ions, calcium ions, magnesium ions, iron ions, copper ions) present in the ion exchange resin. and zinc ions) is 5 mg/LR (the amount of metal mg per unit volume of 1 L of the ion exchange resin in water-swelled state) or less (preferably 4 mg/LR or less, more preferably 3 mg/LR hereinafter) may be

본 발명의 제조방법은, (1) 이온 교환 수지와 30℃ 이상의 광산 용액을 접촉시키는 단계를 포함한다.The manufacturing method of the present invention includes the step of (1) contacting an ion exchange resin with a mineral acid solution of 30° C. or higher.

상기 (1) 단계에서 사용되는 광산 용액으로는 수용액이 바람직하고, 구체적인 예로서는 염산 수용액, 황산 수용액, 질산 수용액, 인산 수용액 또는 이들의 혼합 용액 등을 사용할 수 있고, 저비용으로 취급이 용이한 염산 수용액을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. As the mineral acid solution used in step (1), an aqueous solution is preferable, and specific examples thereof include an aqueous hydrochloric acid solution, an aqueous sulfuric acid solution, an aqueous nitric acid solution, an aqueous phosphoric acid solution, or a mixed solution thereof, and an aqueous hydrochloric acid solution that is easy to handle at low cost It may be desirable to use

상기 (1) 단계에서, 이온 교환 수지와 광산 용액의 “접촉”은 이온 교환수지에 광산 용액을 통과시키는 것을 포함할 뿐만 아니라, 이온 교환수지를 광산 용액 중에 침지시키는 것도 포함한다. 상기 단계 (1)에서 이온 교환 수지를 광산 용액과 접촉시켜 가열시키는 배치법을 이용하여 이온 교환 수지를 광산 용액에 접촉시키는 것이 바람직하다.In step (1), the “contact” of the ion exchange resin with the photo acid solution includes passing the photo acid solution through the ion exchange resin as well as immersing the ion exchange resin in the photo acid solution. Preferably, the ion-exchange resin is brought into contact with the photo-acid solution by using a batch method in which the ion-exchange resin is brought into contact with the photo-acid solution and heated in step (1).

본 발명의 제조 방법에 사용되는 이온 교환 수지는 예를 들면, 강산성 양이온 교환수지, 약산성 양이온 교환수지, 강염기성 음이온 교환수지 또는 약염기성 음이온 교환 수지일 수 있으나, 바람직하게는 강산성 양이온 교환수지일 수 있다. 또한, 상기 이온 교환수지는 이온 교환기가 Na형, H형 또는 NH형인 이온 교환수지일 수 있으며, 바람직하게는 H형 이온 교환수지를 사용할 수 있다. The ion exchange resin used in the production method of the present invention may be, for example, a strongly acidic cation exchange resin, a weakly acidic cation exchange resin, a strongly basic anion exchange resin or a weakly basic anion exchange resin, preferably a strongly acidic cation exchange resin. have. In addition, the ion exchange resin may be an ion exchange resin having an ion exchange group of Na type, H type or NH type, and preferably H type ion exchange resin may be used.

상기 (1) 단계에서 사용되는 광산 용액의 총 금속 불순물의 함량은 0.01 ㎎/L 내지 3 ㎎/L 를 사용할 수 있으며, 광산 용액의 총 금속 불순물의 함량이 10 ㎎/L 이상일 경우, 이온 교환수지 내의 금속 불순물을 저감 시킬 수 없을 뿐만 아니라 반대로 금속 불순물이 이온 교환수지에 흡착될 수 있다.The content of the total metal impurities of the mineral acid solution used in step (1) may be 0.01 mg/L to 3 mg/L, and when the content of the total metal impurities of the mineral acid solution is 10 mg/L or more, the ion exchange resin It is not possible to reduce the metal impurities in the interior, and on the contrary, the metal impurities may be adsorbed to the ion exchange resin.

상기 (1) 단계에서 사용되는 광산 용액의 온도는 30℃ 이상, 예를 들면, 35 ℃ 이상, 40 ℃ 이상 또는 45 ℃ 이상일 수 있다. 상기 광산 용액의 온도가 30℃ 미만일 경우에는 이온 교환수지 내부의 팽창이 제대로 이루어지지 않아, 가교 결합 내에 존재하는 금속 불순물들을 효과적으로 제거할 수 없다. 다만 상기 광산 용액의 온도가 50 ℃ 초과일 경우에는 이온 교환수지를 구성하고 있는 화학적 결합이 깨져 방출되는 총 유기탄소의 양이 증가될 수 있으며, 승온에 따른 비용 증가가 발생할 수 있다. The temperature of the photoacid solution used in step (1) may be 30 °C or higher, for example, 35 °C or higher, 40 °C or higher, or 45 °C or higher. When the temperature of the photo-acid solution is less than 30° C., the expansion of the inside of the ion exchange resin is not performed properly, so that it is impossible to effectively remove the metal impurities present in the cross-linking. However, when the temperature of the mineral acid solution exceeds 50 ° C., the chemical bond constituting the ion exchange resin may be broken and the amount of total organic carbon emitted may increase, and cost may increase due to the temperature increase.

이온 교환수지에 광산 용액을 통과시키는 경우에는 광산 용액을 30℃ 이상으로 승온시킨 후, 이온 교환수지에 광산 용액을 통과시킴으로써, 이들을 접촉시킬 수 있고, 이온 교환수지를 광산 용액에 침지시키는 경우에는 침지 후에 30℃ 이상으로 승온시키거나, 광산 용액을 30℃ 이상으로 승온시킨 후에 이온 교환수지를 상기 승온된 광산 용액에 침지시킬 수 있다. In the case of passing the photo-acid solution through the ion exchange resin, the temperature of the photo-acid solution is raised to 30° C. or higher, and then, by passing the photo-acid solution through the ion exchange resin, they can be brought into contact. After raising the temperature to 30 ℃ or more, or after raising the temperature of the mineral acid solution to 30 ℃ or more, the ion exchange resin may be immersed in the elevated temperature of the mineral acid solution.

상기 (1) 단계에서 사용되는 광산 용액의 농도는 1 내지 10 중량%일 수 있고, 예를 들면, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상 또는 4 중량% 이상일 수 있고, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하 또는 6 중량% 이하일 수 있다. 광산 용액의 농도가 너무 높을 경우에는, 이온 교환수지의 처리에 이용하는 장치가 산에 의한 부식을 받거나 이온 교환수지를 구성하고 있는 화학적 결합의 분해를 일으킬 수 있고, 광산 용액의 농도가 너무 낮을 경우에는, 금속 불순물 제거 효과가 미미할 수 있다. The concentration of the mineral acid solution used in step (1) may be 1 to 10 wt%, for example, 1 wt% or more, 2 wt% or more, 3 wt% or more, or 4 wt% or more, and 10 wt% % or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, or 6 wt% or less. If the concentration of the mineral acid solution is too high, the equipment used for the treatment of the ion exchange resin may be corroded by acid or the chemical bonds constituting the ion exchange resin may be decomposed. , the effect of removing metal impurities may be insignificant.

본 발명의 제조방법은, (2) 상기 (1) 단계로부터 얻어진 이온 교환수지를 초순수로 세정하는 단계를 포함한다.The manufacturing method of the present invention includes the step of (2) washing the ion exchange resin obtained in step (1) with ultrapure water.

상기 (2) 단계에서는, 상기 (1) 단계로부터 얻어진 이온 교환수지를 1 ppb 이하의 총 유기탄소(TOC) 및 18.2 ㏁·㎝ 이상의 비저항을 갖는 초순수를 사용하여 SV=20 hr-1 내지 30 hr-1의 유속으로 15시간 내지 20 시간 동안 하향류로 통액함으로써, 광산 용액 및 유기물을 제거함과 동시에 금속 불순물의 재 오염을 방지할 수 있다.In step (2), the ion exchange resin obtained in step (1) is treated with ultrapure water having a total organic carbon (TOC) of 1 ppb or less and a specific resistance of 18.2 ㏁ cm or more, SV = 20 hr -1 to 30 hr By passing the liquid downward for 15 to 20 hours at a flow rate of -1, it is possible to remove the mineral acid solution and organic matter and to prevent re-contamination of metal impurities.

본 발명의 방법에 의하면, 이온 교환수지를 반응기 내에서 30℃ 이상으로 승온시킨 광산 용액과 접촉시키는 간단한 조작에 의해 이온 교환수지의 금속 불순물을 제거함으로써, 이온 교환수지의 사용 시에 용출될 수 있는 금속 불순물을 저감시킬 수 있으며, 총 유기탄소(TOC) 용출이 낮고 비저항값이 높은 양질의 이온 교환 수지를 제조할 수 있다.According to the method of the present invention, metal impurities in the ion exchange resin are removed by a simple operation of bringing the ion exchange resin into contact with a solution of a mineral acid heated to 30° C. or higher in a reactor, so that metal impurities that can be eluted when the ion exchange resin is used. It is possible to reduce metallic impurities, and it is possible to prepare a high-quality ion exchange resin having a low total organic carbon (TOC) elution and a high specific resistance.

본 발명은 또한 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 이온 교환수지에 관한 것이다. The present invention also relates to an ion exchange resin produced by the method of the present invention.

본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 이온 교환수지는 총 유기탄소(TOC) 용출량이 5 ppb 이하 (바람직하게는 4.5 ppb 이하, 보다 바람직하게는 4.3 ppb 이하, 보다 더 바람직하게는 4.2 ppb 이하)이고, 비저항이 16 ㏁·㎝ 이상이며, 금속 불순물 총 함량이 5 ㎎/L-R 이하 (바람직하게는 4 ㎎/L-R 이하, 보다 바람직하게는 3 ㎎/L-R 이하)일 수 있다. The ion exchange resin prepared according to the production method of the present invention has a total organic carbon (TOC) elution amount of 5 ppb or less (preferably 4.5 ppb or less, more preferably 4.3 ppb or less, even more preferably 4.2 ppb or less) , the specific resistance may be 16 MΩ cm or more, and the total content of metal impurities may be 5 mg/LR or less (preferably 4 mg/LR or less, more preferably 3 mg/LR or less).

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

(1) 단계: 이온 교환수지와 (1) step: ion exchange resin and 가온된warmed 광산 용액을 접촉시키는 단계 contacting the mineral solution

테플론 재질의 1 L의 반응기에 H형 양이온 교환수지(TRILITE MC-08HUP, 삼양사(제)) 200 ml를 넣고, 상기 양이온 교환수지의 체적에 대해서 2.5배의 염산 수용액(3 중량%)을 투입한 다음, 상기 반응기 내 온도를 35℃로 승온시킨 후, 3시간 동안 상기 승온 온도를 유지하면서 교반하였다. 이후 상기 염산 수용액을 배수(Drain)하였으며, 상기 양이온 교환수지의 pH를 조절하기 위하여, 상기 양이온 교환수지의 체적에 대해서 2.5배의 초순수를 반응기에 투입하고, 30분 동안 교반한 다음, 초순수를 배수(Drain)하는 과정을 3차례 반복 실시하였다. 200 ml of H-type cation exchange resin (TRILITE MC-08HUP, Samyang Corporation) was put into a 1 L reactor made of Teflon, and 2.5 times the volume of hydrochloric acid aqueous solution (3 wt%) was added with respect to the volume of the cation exchange resin. Then, after raising the temperature in the reactor to 35 ℃, stirred while maintaining the temperature increase for 3 hours. After that, the aqueous hydrochloric acid solution was drained, and in order to adjust the pH of the cation exchange resin, 2.5 times the volume of ultrapure water with respect to the volume of the cation exchange resin was put into the reactor, stirred for 30 minutes, and then the ultrapure water was drained (Drain) process was repeated 3 times.

(2) 단계: 초순수를 이용하여 이온 교환수지를 세정하는 단계(2) step: washing the ion exchange resin using ultrapure water

상기 (1) 단계에서 얻어진 양이온 교환수지 100 ml를 컬럼(L 500mm X D 20mm)에 충전한 후, 초순수를 사용하여 SV=20 hr-1(단위 시간당 이온 교환수지 체적을 기준으로 통과되는 유체의 체적비)의 속도의 하향류로 20 시간 동안 통수함으로써, 상기 양이온 교환수지를 세정하였다. 이때, 상기 초순수의 총 유기탄소(TOC)가 1 ppb이하였고, 비저항이 18.2 ㏁·㎝ 이상이었다.After charging 100 ml of the cation exchange resin obtained in step (1) in a column (L 500 mm XD 20 mm), using ultrapure water, SV = 20 hr -1 (volume ratio of the fluid passed based on the volume of the ion exchange resin per unit time) ), the cation exchange resin was washed by passing water in a downward flow for 20 hours. At this time, the total organic carbon (TOC) of the ultrapure water was 1 ppb or less, and the specific resistance was 18.2 MΩ·cm or more.

상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

실시예Example 2 2

실시예 1의 (1) 단계의 승온 온도를 35℃에서 30℃로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1) 단계 및 (2) 단계와 동일한 방법으로 수행하여, 양이온 교환수지를 수득하였다. 상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Except for changing the temperature increase temperature in step (1) of Example 1 from 35 ° C to 30 ° C, it was carried out in the same manner as in steps (1) and (2) of Example 1, to obtain a cation exchange resin did Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

실시예Example 3 3

실시예 1의 (1) 단계의 승온 온도를 35℃에서 40℃로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1) 단계 및 (2) 단계와 동일한 방법으로 수행하여, 양이온 교환수지를 수득하였다. 상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Except for changing the temperature rise temperature of step (1) of Example 1 from 35 ° C. to 40 ° C., it was carried out in the same manner as in steps (1) and (2) of Example 1, to obtain a cation exchange resin did Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

비교예comparative example 1 One

실시예 1의 (1) 단계 및 (2) 단계가 실시되지 않은, H형 양이온 교환수지(TRILITE MC-08HUP, 삼양사(제))의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of H-type cation exchange resin (TRILITE MC-08HUP, Samyang Corporation), in which steps (1) and (2) of Example 1 were not carried out, were measured. , the results are shown in Table 1 below.

비교예comparative example 2 2

실시예 1의 (1) 단계를 실시하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 양이온 교환수지를 수득하였다. 상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. A cation exchange resin was obtained in the same manner as in Example 1, except that step (1) of Example 1 was not performed. Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

비교예comparative example 3 3

실시예 1의 (1) 단계의 승온 온도를 35℃에서 28℃로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1) 단계 및 (2) 단계와 동일한 방법으로 수행하여, 양이온 교환수지를 수득하였다. 상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Except for changing the temperature rise temperature of step (1) of Example 1 from 35 ° C. to 28 ° C., it was carried out in the same manner as in steps (1) and (2) of Example 1, to obtain a cation exchange resin did Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

비교예comparative example 4 4

실시예 1의 (1) 단계의 반응기 내 온도를 승온시키지 않고, 상온(25±2℃)으로 유지한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1) 단계 및 (2) 단계와 동일한 방법으로 수행하여, 양이온 교환수지를 수득하였다. 상기 수득된 양이온 교환수지의 비저항, 총 유기탄소(TOC) 및 금속 불순물 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Except that the temperature in the reactor of step (1) of Example 1 was not raised and maintained at room temperature (25±2° C.), it was carried out in the same manner as steps (1) and (2) of Example 1 Thus, a cation exchange resin was obtained. Specific resistance, total organic carbon (TOC) and metal impurity content of the obtained cation exchange resin were measured, and the results are shown in Table 1 below.

<물성 측정 방법><Method of measuring physical properties>

비저항 및 총 resistivity and gun 유기탄소organic carbon (( TOCTOC ) 측정 방법) How to measure

컬럼(L 500mm X D 20mm)에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 수득된 양이온 교환수지를 충전시키고, 0.5 내지 1 ㎍/L(ppb)의 총 유기탄소(TOC)를 갖는 초순수를 하향류로 SV=30 hr-1로 3시간 동안 통수하였고, 상기 컬럼에서 유출되는 초순수 처리수의 비저항(㏁·㎝) 및 총 유기탄소(TOC)(ppb)를 측정하였다.A column (L 500 mm XD 20 mm) was charged with the cation exchange resins obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, and ultrapure water having a total organic carbon (TOC) of 0.5 to 1 μg/L (ppb) was discharged downward. The flow was SV=30 hr -1 for 3 hours, and the specific resistance (㏁·cm) and total organic carbon (TOC) (ppb) of treated ultrapure water flowing out from the column were measured.

양이온 이온 교환cation ion exchange 수지 내 금속 불순물 함량 측정 방법 How to measure the content of metallic impurities in resins

오염이 되지 않은 테플론 재질의 초자를 사용하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 수득된 양이온 교환 수지로부터 고순도의 분석용 염산(금속 불순물 함량이 1 ㎎/L 이하인 것)을 사용하여 양이온 교환 수지 내부의 금속 불순물을 용리시키고, 그 용리액을 ICP-MS를 사용하여 분석을 실시하였다. 상기 분석 결과값으로부터 단위 수지량 당 금속 이온 함유량을 산출하였다.Using high-purity analytical hydrochloric acid (with a metal impurity content of 1 mg/L or less) from the cation exchange resins obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 using an uncontaminated Teflon glass, cations were used Metal impurities in the exchange resin were eluted, and the eluent was analyzed using ICP-MS. The metal ion content per unit amount of resin was calculated from the analysis result value.

[표 1][Table 1]

Figure 112019111002919-pat00001
Figure 112019111002919-pat00001

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우, 30℃ 이상으로 승온됨에 따라 이온 교환수지 내부가 팽창되어, 가교 결합 내에 존재하는 금속 불순물까지 효과적으로 제거할 수 있어, 금속 불순물 합계 함량이 매우 낮아졌으며, 이에 따라 비저항 값이 16.3 ㏁·㎝ 이상이었으며, 총 유기탄소 유출량(△TOC)이 4.2 ppb 이하로 매우 낮음을 알 수 있다. As shown in Table 1, in the case of Examples 1 to 3 according to the present invention, the inside of the ion exchange resin expands as the temperature is raised to 30° C. or higher, and even metal impurities present in the cross-linking can be effectively removed. It can be seen that the total impurity content was very low, and accordingly, the resistivity value was 16.3 ㏁·cm or more, and the total organic carbon output (ΔTOC) was very low at 4.2 ppb or less.

그러나 시판되는 이온 교환수지의 경우 (비교예 1), 금속 불순물 합계 함량이 매우 높아 비저항 값이 낮아졌으며, 총 유기탄소 유출량(△TOC)도 매우 높았고, 시판되는 이온 교환수지에 대해 초순수 세정 처리만 된 경우 (비교예 2), 금속 불순물 합계 함량이 매우 높아 비저항 값이 낮아졌고, 총 유기탄소 유출량(△TOC)도 상대적으로 높은 편이었으며, 28℃의 광산 용액이 사용된 경우 (비교예 3)와 상온의 광산 용액이 사용된 경우 (비교예 4), 금속 불순물 합계 함량이 상대적으로 높아 반도체용 초순수 제조에 사용하기에 적합하지 않았고, 비저항 값이 낮아졌으며, 총 유기탄소 유출량(△TOC)도 상대적으로 높은 편이었음을 알 수 있다. However, in the case of a commercially available ion exchange resin (Comparative Example 1), the total content of metal impurities was very high, so the resistivity value was low, the total organic carbon outflow (ΔTOC) was also very high, and only ultrapure water washing treatment was performed for the commercially available ion exchange resin. (Comparative Example 2), the total content of metal impurities was very high, and the specific resistance value was lowered, the total organic carbon outflow (ΔTOC) was also relatively high, and when a mineral acid solution at 28 ° C was used (Comparative Example 3) When a mineral acid solution at room temperature was used (Comparative Example 4), the total content of metal impurities was relatively high, so it was not suitable for use in the production of ultrapure water for semiconductors, the resistivity value was lowered, and the total organic carbon output (ΔTOC) was also It can be seen that it was relatively high.

Claims (7)

(1) 양이온 교환수지와 30℃ 내지 40℃의 광산 용액을 접촉시키는 단계; 및
(2) 상기 (1) 단계로부터 얻어진 양이온 교환수지를 초순수로 세정하는 단계;를 포함하며,
세정된 양이온 교환수지 내의 금속 불순물 총 함량이 3 ㎎/L-R 이하이고, 총 유기탄소(TOC) 용출량이 4.2 ppb 이하이며, 비저항이 16 ㏁·㎝ 이상이고,
상기 광산 용액은 농도가 1 내지 3 중량%인 염산 수용액이고,
(2) 단계의 초순수가 1 ppb 이하의 총 유기탄소(TOC) 및 18.2 ㏁·㎝ 이상의 비저항을 가지며,
상기 (2) 단계의 세정이, 상기 초순수를 SV=20 hr-1 내지 30 hr-1의 유속으로 15시간 내지 20 시간 동안 하향류로 상기 양이온 교환수지에 통액함으로써 수행되는,
금속 불순물 함량이 감소된 양이온 교환수지의 제조방법.
(1) contacting the cation exchange resin with a mineral acid solution at 30°C to 40°C; and
(2) washing the cation exchange resin obtained in step (1) with ultrapure water;
The total content of metal impurities in the washed cation exchange resin is 3 mg/LR or less, the total organic carbon (TOC) elution amount is 4.2 ppb or less, and the specific resistance is 16 MΩ cm or more,
The mineral acid solution is an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 1 to 3% by weight,
The ultrapure water of step (2) has a total organic carbon (TOC) of 1 ppb or less and a specific resistance of 18.2 MΩ cm or more,
The washing in step (2) is performed by passing the ultrapure water through the cation exchange resin in a downflow for 15 to 20 hours at a flow rate of SV=20 hr -1 to 30 hr -1,
A method for producing a cation exchange resin with reduced metal impurity content.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3171058B2 (en) 1995-06-15 2001-05-28 住友化学工業株式会社 Hydrogen peroxide water purification method
JP2003315496A (en) 2002-04-25 2003-11-06 Japan Organo Co Ltd Method for regenerating ion-exchange resin and method for refining regenerant used for it
JP2007117781A (en) 2005-10-24 2007-05-17 Japan Organo Co Ltd Ion exchange resin, ion exchange resin column, method for reducing metallic impurity content contained in ion exchange resin, purification apparatus and purification method
JP5556046B2 (en) * 2009-03-31 2014-07-23 栗田工業株式会社 Treatment liquid for purification of crude ion exchange resin
JP2016022477A (en) 2014-07-18 2016-02-08 オーシーアイ カンパニー リミテッドOCI Company Ltd. Method for removing metal ion in phosphoric acid solution
JP7071668B2 (en) * 2020-05-27 2022-05-19 ダイキン工業株式会社 Fluoroethylene manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3171058B2 (en) 1995-06-15 2001-05-28 住友化学工業株式会社 Hydrogen peroxide water purification method
JP2003315496A (en) 2002-04-25 2003-11-06 Japan Organo Co Ltd Method for regenerating ion-exchange resin and method for refining regenerant used for it
JP2007117781A (en) 2005-10-24 2007-05-17 Japan Organo Co Ltd Ion exchange resin, ion exchange resin column, method for reducing metallic impurity content contained in ion exchange resin, purification apparatus and purification method
JP5556046B2 (en) * 2009-03-31 2014-07-23 栗田工業株式会社 Treatment liquid for purification of crude ion exchange resin
JP2016022477A (en) 2014-07-18 2016-02-08 オーシーアイ カンパニー リミテッドOCI Company Ltd. Method for removing metal ion in phosphoric acid solution
JP7071668B2 (en) * 2020-05-27 2022-05-19 ダイキン工業株式会社 Fluoroethylene manufacturing method

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