KR20120082530A - A recycling and treatment method of waste liquid in cutting mono silicon - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단결정 실리콘 커팅 폐액처리 회수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal silicon cutting waste liquid treatment recovery method.
에너지원에 대하여 날이 갈수록 긴장감과 오염이 가중됨에 따라서, 세계 각국들이 청결한 에너지원 사용에 대한 중요한 시각적 태도가 주의를 끌게 되었다. 전지구적으로 태양 전지에 대한 개발 조류를 불러 일으키고 있으며, 우리나라에서는 태양 전지에 대한 연구 제작이 근년에 이르러서 매우 빠르게 발전되고 있으며, 태양 전지에 대한 광범위한 응용은 이미 태양 전지의 주요한 원료인 단결정 실리콘의 생산 역시 매우 촉박할 정도로 속도가 빨라서 신속하고 기세등등하게 발전되고 있다. 태양 전지에서 사용되고 있는 단결정 실리콘 칩(silicon chip)은 단결정 실리콘 스틱을 커팅하여 가공함으로써 만들어지며, 단결정 실리콘 스틱이 커팅되는 과정 중에서는 필수적으로 윤활 냉각작용(lubricative cooling)을 일으키는 커팅액을 사용해야만 하며, 이로 인하여 커팅되는 과정 중에서 대량의 커팅 폐액이 만들어진다. 종래에 국내에서 통상적으로 채용되고 있는 커팅액은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 탄화 실리콘(silicon carbide), 트리아세타미드 (triacetamide), 비누화(saponification) 액, 파라핀(paraffin) 등의 혼합물 중의 하나를 포함하며, 이로 인하여 커팅 폐액의 COD 수치는 폐수 배출 기준을 엄청나게 초과하는 것으로서, 환경 보호 및 환경 안전 등의 요구에 의거하여 볼 때 폐수 배출이 금지되는 것이다. 그러나 종래에는 또한 적합한 폐액 처리 회수 방법을 만들어 낼 수 없었기 때문에, 이로 인하여 국내의 대량 생산 공장에서는 다만 대량의 폐액을 쌓아서 방치해두는 정도일 뿐이며, 생산되는 물량이 끊이지 않고 만들어짐에 따라서, 여러 해에 걸쳐서 누적되어 쌓아 놓은 폐액 또한 산처럼 싸여서, 이미 해당 기업들은 지속적으로 만들어지는 폐액을 방치할 수밖에 없는 상황에 이르게 된 것이다. 이로 인하여 하나의 간편하면서도 아울러 유효한 단결정 실리콘 커팅 폐액을 처리하여 회수하는 방법을 절박하게 모색하고 있으며, 이에 따라 커팅액 중에서도 주요하게는 폴리에틸렌 글리콜과 탄화 실리콘 및 실리콘 등을 회수하는 것이다. 폐액의 처리 회수는 환경 문제를 해결할 뿐만 아니라, 매우 큰 경제적 효익도 지니게 되는 것이다.As tensions and pollution increase over the years, the important visual attitudes of the use of clean energy sources have drawn attention. Globally, it is causing the trend of development of solar cell. In recent years, research and production of solar cell have been developed very fast in recent years, and the wide application to solar cell has already produced the production of single crystal silicon, the main raw material of solar cell. It's also very fast, so it's developing quickly and quickly. Monocrystalline silicon chips used in solar cells are made by cutting single-crystal silicon sticks, and during the cutting of single-crystal silicon sticks, cutting fluids that induce lubricative cooling must be used. As a result, a large amount of cutting waste fluid is produced during the cutting process. Conventionally, cutting fluids commonly employed in Korea include one of a mixture of polyethylene glycol, silicon carbide, triacetamide, saponification liquid, paraffin, and the like. As a result, the COD value of the cutting waste fluid is greatly exceeding the wastewater discharge standard, and wastewater discharge is prohibited based on the requirements of environmental protection and environmental safety. However, in the past, it was also impossible to produce a suitable waste liquid collection and recovery method, which is why the domestic mass production plant merely accumulates a large amount of waste liquid and leaves it unattended. The accumulated waste liquid accumulated over the mountain is also wrapped up like a mountain, and the companies are already forced to leave the waste liquid continuously produced. Therefore, there is an urgent search for a method for treating and recovering a single, simple and effective single crystal silicon cutting waste solution. Accordingly, among the cutting liquids, polyethylene glycol, silicon carbide, and silicon are mainly recovered. The recovery and recovery of the waste solution not only solves the environmental problems, but also has very large economic benefits.
본 발명은 단결정 실리콘 커팅 폐액처리 회수 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a single crystal silicon cutting waste liquid treatment recovery method.
본 발명의 단결정 실리콘 커팅 폐액 회수 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.The single crystal silicon cutting waste liquid recovery method of the present invention includes the following steps.
1. 석유가 제거된 단결정 실리콘 커팅 폐액을 분무 교반기 중에 넣어서 희염산을 주입하여 처리하며, 그때 염산의 농도는 0.0001-0.4mol이 되며, 1 kg의 폐액마다 100-500ml의 염산 용액을 주입하여, 순환 분무를 통해 10분에서 30분 정도 섞으면, 첫 단계의 혼합 재료를 얻을 수 있으며, 이를 배출해 내어 분무 혼합기에 넣고, 다시 순환 분무로 10분에서 30분 정도 혼합하면, 온도가 30℃ - 50℃에까지 상승함으로써, 두 번째 단계의 혼합 재료를 얻어서 배출시킨다. 1.Place petroleum-free single crystal silicon cutting waste solution in a spray stirrer and inject dilute hydrochloric acid.The concentration of hydrochloric acid is then 0.0001-0.4mol, and 100-500ml of hydrochloric acid solution is injected for every 1 kg of waste liquid. Mixing for 10 to 30 minutes via spraying gives the first stage of mixing material, which is then discharged and placed in the spray mixer, then mixed for 10 to 30 minutes with circulating spraying, the temperature is between 30 ° C and 50 ° C. Ascending, the second stage of mixed material is obtained and discharged.
생산 공장에서 이미 원형통 중에 있는 폐액을 여러 차례 기울여서 찌꺼기가 걸러져서 회수되는데, 이로 인하여 처리하려고 하는 폐액 중에는 이미 기본적으로 석유가 제거된다.In the production plant, the waste liquid already in the round barrel is inclined several times, and the waste is filtered out. Thus, the oil is basically removed from the waste liquid to be treated.
단결정 실리콘 커팅 폐액은 하나의 점도가 매우 강하면서 고체 분말 형태를 띠고 있는 것으로 점도의 농도가 진한 재료이며, 이로 인하여 유동적인 운송이 어려우며, 공정 과정에서의 처리도 어렵다. 본 발명 방법에서의 폐액은 희염산을 사용하여 처리하는 것이며, 중화작용을 통해 염산이 생성되어 폐액 중에 함유되어 있는 알칼리성 물질인 트리아세타미드와 비누화 액을 제거할 뿐만 아니라, 동시에 폐액의 점도를 확실하게 약화시키며, 분무 교반기와 분무 혼합기 속에 중에 있는 순환분무 교반 혼합을 통하여, 폐액을 하나의 유동적 운송으로 할 수 있도록 용이하게 균일한 혼합 재료로 만들어짐으로써, 공정 과정에서의 처리에 이롭게 할 수 있다. The single crystal silicon cutting waste liquid is a very strong and solid powder form, and has a high viscosity concentration, which makes it difficult to transport fluidly and process in the process. The waste liquid in the method of the present invention is treated with dilute hydrochloric acid, and hydrochloric acid is generated through neutralization to remove triacetamide and saponified liquid, which are alkaline substances contained in the waste liquid, and at the same time to ensure the viscosity of the waste liquid. Weakening and, through the circulating spray agitation mixing in the spray stirrer and spray mixer, can be easily made into a homogeneous mixed material to allow the waste liquor to be flowable in one flow, thereby benefiting processing in the process.
분무 교반기는 순환분무 교반을 통하여, 주입된 산 용액과 점도의 농도가 강한 폐액을 최대한 고르게 섞고 반응하게 한다. 혼합 재료는 분무교반기 중의 제 1 분무 통로를 통하여 분출되며, 하나의 큰 범위에서의 순환 혼합을 형성하게 되며, 또한 그리고 노즐 챔버 내에서 부압(negative pressure)이 형성되기 때문에, 혼합 재료는 액체 유동 구멍을 통하여 분무 챔버에 진입하여, 다시 하나의 작은 범위의 혼합이 형성되며, 이에 따라서 상기와 같은 이러한 방법은 교반 혼합과 반응 효과를 매우 크게 증가시킬 수 있다. The spray stirrer mixes and reacts the injected acid solution with the highly viscous waste liquid as evenly as possible. The mixed material is ejected through the first spray passage in the spray stirrer, forms circulating mixing in one large range, and also creates negative pressure in the nozzle chamber, so that the mixed material is a liquid flow hole. Entering the spray chamber through, again, a small range of mixing is formed, whereby such a method can greatly increase the effect of stirring mixing and reaction.
분무 혼합기의 구조적 특징은 분무장치 중에 분무 통로와 가이드 플레이트가 설치되어 있다는 점이며, 분무 통로 중에는 교류관이 설치되어 있으며, 액류의 레이놀즈 수 Re(액체가 흐를 때의 관성과 내부 마찰력의 비율을 레이놀즈 수라 한다)가 3000보다 크며, 이로 인하여 액체 유동은 빠른 속도의 급류 유동을 나타나게 되며, 혼합 재료가 교류관 중에서 분자 사이에 충돌과 마찰을 발생시키며, 혼합 재료를 혼합시킴과 아울러 과립을 더욱 세분화시키며, 다시 가이드 플레이트의 설치로 인하여, 혼합 재료가 작은 범위의 흐름을 형성시킴으로써, 혼합과 반응의 효과를 더욱 바람직하게 한다.The structural characteristics of the spray mixer are that the spray passage and the guide plate are installed in the spray apparatus, and an alternating current tube is installed in the spray passage, and the Reynolds number Re of the liquid flow (Reynolds ratio of the inertia and internal frictional force when the liquid flows) More than 3000, which causes the liquid flow to exhibit rapid rapid flow, causing the mixed material to collide and friction between molecules in the alternating tube, to mix the mixed material and to further granulate the granules. Again, due to the installation of the guide plate, the mixed material forms a small range of flows, which makes the effect of mixing and reaction even more desirable.
2. 분무 혼합기로부터 배출된 2차 혼합 재료는 고체 액체 분리기로 진입되며, 혼합 재료는 가열온도가 50℃ - 80℃ 정도인 전기 가열판의 가열을 통하여, 수증기와 폴리에텔렌 글리콜이 함께 증발되며, 제 1 냉각기를 통하여 냉각됨으로써, 물과 폴리에텔렌 글리콜의 혼합액을 얻는다. 다시 분무 탈수기 중에 넣어서 15분 - 40분 정도 순환분무 탈수를 거친 후에, 온도가 40℃ - 80℃ 정도까지 상승하게 되며, 수분을 분무 탈수기에서 배출한 후에, 바로 폴리에텔렌 글리콜을 회수할 수 있다. 고체 액체 분리기의 저부에서 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체혼합물이 방출된다.2. The secondary mixed material discharged from the spray mixer enters the solid liquid separator, and the mixed material is vaporized together with water vapor and polyethylene glycol through heating of an electric heating plate having a heating temperature of about 50 ° C to 80 ° C. By cooling through a 1st cooler, the liquid mixture of water and polyethylene glycol is obtained. After being put into the spray dehydrator for 15 minutes to 40 minutes of circulation spray dehydration, the temperature rises to 40 ° C. to 80 ° C., and the polyethylene glycol can be recovered immediately after the water is discharged from the spray dehydrator. . At the bottom of the solid liquid separator, a solid mixture of silicon carbide and coarse crystals of silicon is released.
분무 탈수기의 작동원리는, 물과 폴리에텔렌 글리콜의 액체 유동이 교류 통로 중에서 교류 유동을 하게 되며, 교류관 중에서 분자 사이의 충돌과 마찰이 발생됨으로써, 이로 인하여 물과 폴리에텔렌 글리콜의 분자 과립이 더욱 세분화되며, 순환분무 혼합 과정 중에서, 온도가 점진적으로 상승함에 따라, 비등점이 낮은 물 분자가 증발하여 배출됨으로써, 이에 따라 폴리에텔렌 글리콜 탈수의 목적에 도달하게 하는 것이다. The principle of operation of the spray dehydrator is that the liquid flow of water and polyethylene glycol causes alternating flow in the alternating passage, and collisions and friction between molecules occur in the alternating tube, which causes molecular granules of water and polyethylene glycol. In this more finely divided and circulating spray mixing process, as the temperature gradually rises, water molecules having a low boiling point are evaporated and discharged, thereby reaching the purpose of polyethylene glycol dehydration.
3. 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 실리콘 혼합물을 제 1 분무 세척기중에 보내서, 거친 결정의 고체 혼합물 중량의 10% - 20%의 물을 넣고, 함께 순환분무 세척작업을 10분 -30분 정도 진행하면, 그 온도가 40℃ -80℃까지 상승되며, 세척 후에 혼합물을 제 1 분리기(rocking table ; 흔들 테이블)에 올려놓고, 비중이 가벼운 "외부 쉘(outer shell)의 남은 찌꺼기"를 분리 제거시키며, 탄화 실리콘과 실리콘의 1 차 세척 고체 혼합물을 얻는다. 그리고 다시 제 2 분무 세척기 중에 보내서, 고체 혼합물을 다시 앞의 과정과 같이 동일한 형태로 중복하여 1 차 순환분무 세척 후에, 혼합물을 제 2 분리기에 올려놓고, 다시 "외부 쉘(outer shell)의 남은 찌꺼기"를 분리 제거함으로써, 탄화 실리콘과 실리콘의 2 차 세척 고체 혼합물을 얻는다. 3. A silicon mixture of coarse crystals of silicon carbide and silicon is sent to the first spray washer, adding 10% to 20% water by weight of the solid mixture of coarse crystals, and performing a circulating spray cleaning for 10-30 minutes. The temperature is then raised to 40 ° C.-80 ° C., after washing, the mixture is placed on a first rocking table and the light weight “remaining residues of the outer shell” are separated off. To obtain a first wash solid mixture of silicon carbide and silicon. And then sent back to the second spray washer, after which the solid mixture was again duplicated in the same form as before, after the first circulating spray wash, the mixture was placed in the second separator and again the "remaining residue of the outer shell". By separating off, a second wash solid mixture of silicon carbide and silicon is obtained.
탄화 실리콘과 거친 결정의 고체 혼합물 중에 함유되어 중화 작용에 의해 생성된 나트륨과 기타 불순물은, "외부 쉘"의 형식으로 긴밀하게 싸여 있기 때문에 탄화 실리콘 분말과 실리콘 분말의 외부 표면에서 제거하기가 매우 어렵다. 분무 세척기를 통하여 2 차적으로 물을 이용하여 세척 처리를 하며, 반복적으로 순환혼합 교반 세척을 통하여, 혼합물 중의 물질 재료의 분자와 물 분자가 충돌과 마찰 과정에서, 물질 재료의 과립이 세분화되며, "외부 쉘"이 분열되고 떨어져 나오게 됨으로써, 세척 작용의 역할을 하게 되는 것이며, 다시 분리기를 통하여 분리되며, 비중의 차이로 인하여, 탄화 실리콘과 실리콘이 "외부 쉘의 남은 찌꺼기 "와 분리되며, "외부 쉘의 남은 찌꺼기"를 회수한 후에, 비료용으로도 이용이 가능하다.Sodium and other impurities contained in a solid mixture of silicon carbide and coarse crystals, produced by neutralization, are very difficult to remove from the outer surface of silicon carbide powder and silicon powder because they are tightly wrapped in the form of an "outer shell". . Secondly, the spray washing machine is used for washing with water, and by repeated circulation stirring, the molecules of the material material and the water molecules in the mixture are broken and the granules of the material material are subdivided during the collision and friction process. As the outer shell breaks up and comes off, it acts as a cleaning action, again separated through the separator, and due to the difference in specific gravity, the silicon carbide and silicon are separated from the "remaining residue of the outer shell" and the "outer" After recovering the remaining residues of the shell ", it can also be used for fertilizers.
4. 탄화 실리콘과 실리콘의 2 차 세척 고체 혼합물을 반응기 중에 보내서, 실리콘에서 불화 실리콘산(fluosilicic acid)이 생성되는 반응과 고체 혼합물 중의 탄화 실리콘과 실리콘을 분리하여 회수한다. 농도가 5% 정도가 되는 HNO3와 농도가 30% 정도가 되는 HF로 조성되어진 혼합 산액을 넣는데, 그 체적 비율은 HNO₃: HF = 1 : 5가 되며, 매 1kg의 탄화 실리콘과 실리콘의 고체 혼합물에 1 - 1.5kg의 혼합 산액을 넣는데, 10분 - 30분 정도 동안 순환분무 교반반응을 진행시키며, 온도가 환류 온도에까지 상승함으로써, 불화 실리콘산 용액이 증발되어 나오며, 제 2 냉각기를 통하여 냉각됨으로써, 무색 투명한 불화 실리콘산 용액을 얻을 수 있다. 불화 실리콘산 용액을 통상적인 방법에 의거하여 조작하기 위해서는, 그것을 건조한 후에, 단결정 실리콘으로 가공한 뒤에 실리콘을 회수하는 방법이다. 반응기 중의 잉여물인 탄화 실리콘과 산액은, 여과를 거치고 나서, 5 - 10wt%의 알칼리성 용액을 사용하여 세척하며, pH가 7 - 7.5에 도달할 때까지 건조시켜, 탄화 실리콘을 회수할 수 있다. 상기 알칼리성 용액으로는 NaOH와 KOH 또는 Na3CO₃를 배합 제조하여 선택할 수 있다.4. A second wash solid mixture of silicon carbide and silicon is sent to the reactor to recover the reaction in which silicon produces fluorosilicic acid and to separate and recover the silicon carbide and silicon in the solid mixture. A mixed acid solution composed of HNO 3 with a concentration of about 5% and HF with a concentration of about 30% is added. The volume ratio is HNO ₃ : HF = 1: 5, and every 1 kg of silicon carbide and silicon solid 1-1.5 kg of mixed acid solution is added to the mixture, which is subjected to a circulating spray stirring reaction for about 10 to 30 minutes and the temperature is raised to the reflux temperature, so that the fluorinated silicone acid solution is evaporated and cooled through the second cooler. As a result, a colorless transparent fluorinated silicone acid solution can be obtained. In order to operate a silicon fluoride solution according to a conventional method, after drying it, it is a method of recovering silicon after processing into single crystal silicon. The excess silicon carbide and acid solution in the reactor can be washed with an alkaline solution of 5-10 wt% after filtration and dried until the pH reaches 7-7.5 to recover the silicon carbide. The alkaline solution may be selected by mixing NaOH and KOH or Na 3 CO₃.
본 발명에서 실현하고자 하는 단결정 실리콘 커팅 폐액처리 회수 방법에 이용되는 장치는, 분무교반기(49), 분무 혼합기(50), 고체 액체 분리기(30), 분무 탈수기(51), 제 1분무 세척기, 반응기(52)를 포함한다. Apparatus used in the single crystal silicon cutting waste liquid treatment recovery method to be realized in the present invention, the spray stirrer 49, the
분무 교반기(49) 구조는 도 제 2와 도 제 3을 참조해야 하는 것으로, 분무교반기(49)는 제 1 혼합 탱크(65), 제 1 재료 공급 탱크(63), 제 1 분무 통로(66), 제 1 격막 펌프(61), 제 1 T자관 밸브(62)와 제 1 재료 배출관(64)을 포함한다. 상기 제 1 재료 공급 탱크(63) 하부의 제 1 재료 첨가관(69)이 상기 제 1 혼합 탱크(65) 상에 있는 덮개에 장치되며, 아울러 상기 제 1 혼합 탱크(65) 내에 집어넣는다. 상기 제 1 분무 통로(66)는 차례대로 상호 통하는 있는 노즐(70), 노즐 챔버(72)와 제 1 노즐 출구(73)를 포함하며, 상기 노즐 챔버(72) 벽면의 양 측면에 각각 하나의 액체 유동 구멍(71)이 설치되며, 노즐의 직경은 3mm - 4mm 정도이다. 상기 제 1 격막 펌프(61)는 상기 제 1 T자관 밸브(62)와 상기 제 1 혼합 탱크(65) 저부 제 1 재료 유출구(67)와 상호 동일한 제 1 연결 파이프(68) 상에 위치하고 있으며, 제 1 재료 배출관(64)은 상기 제 1 T자관 밸브(62)와 상호 연결되어 있다.The structure of the
상기 분무 교반기(49)의 제 1 재료 배출관(64)은 분무 혼합기(50)와 상호 연결되며, 상기 분무 혼합기(50)의 구조(상기 설비는 이미 실용신안 특허를 신청해 놓은 상태이며, 특허번호는 200620039272.3이다)는, 도 제 4부터 도 제 6까지의 도면을 참조하는 것으로, 혼합 탱크(3), 재료 공급 탱크(6), 분무 장치(5), 격막 펌프(1), 열 저항 온도측정 헤드(2), T자관 밸브(7)와 재료 배출관(4)을 포함한다. 상기 재료 공급 탱크(6) 하부의 재료 첨가관(9)은 상기 혼합 탱크(3)의 덮개 상에 장치되며, 아울러 상기 혼합 탱크(3) 내에 집어넣는다. 상기 분무 장치(5)는 분무 통로(19) 및 가이드 플레이트(15)를 포함한다. 상기 분무 통로(19)는 차례대로 상호 통하는 노즐 입구(10), 교류관(11), 혼합 챔버(12)와 노즐 출구(13)를 포함한다. 상기 노즐 입구(10)는 깔때기 형상을 하고 있으며, 교류관(11)의 직경은 1.2 mm - 3 mm가 되며, 상기 혼합 챔버(12) 벽면의 양측에 각각 하나의 액체 유동 유도구(14)가 설치된다. 상기 가이드 플레이트(15)는 수직으로 분무 통로(19) 상에 설치되어 있으며, 아울러 상기 액체 유동 유도구(14)와 노즐 출구(13) 사이에 위치하고 있으며, 가이드 플레이트(15) 상에 소공(16)이 분포되어 있으며, 상기 소공(16)의 구멍 직경은 1mm - 3mm 정도가 되며, 상기 가이드 플레이트(15)의 개공률은 60% - 80% 정도가 된다. 상기 격막 펌프는 T자관 밸브(7)와 혼합 탱크(3)의 저부의 재료 유출구(18) 사이의 연결 파이프(8) 상에 위치하고 있으며, 재료 배출관(4)은 T자관 밸브(7)와 상호 연결되어 있다. 상기 열 저항 온도측정 헤드(2)는 혼합 탱크(3) 내에 고정 설치되어 있으며, 아울러 리드선을 통하여 관통하는 혼합 탱크(3)의 상부 덮개는 온도 인디케이터(17)와 상호 연결된다.The first
고체 액체 분리기(30)의 구조는 도 제 7 및 도 제 8을 참조하는 것으로, 고체 액체 분리기(30)는, 스프링쿨러 헤드(31), 기체 유출관(33), 원추형 플레이트(42), 깔때기 형 플레이트(41)와 고체 출구(37) 등을 포함하고 있으며, 분무 혼합기의 재료 배출관(4)은 상기 고체 액체 분리기(30)의 정상부 덮개 중심부에 설치되어 있는 상기 스프링쿨러 헤드(31)와 상호 연결되어 있으며, 상기 고체 액체 분리기(30) 내에는 외벽(36) 상에 상하 대칭으로 고정되어 있는 2 개 유닛의 전기 가열 플레이트가 설치되어 있으며, 매 유닛의 전기 가열 플레이트의 구조는 하기와 같다. 즉, 상부 방향은 하나의 원추형 플레이트(42)로 되어 있으며, 하부 방향은 하나의 깔때기 형 플레이트(41) 및 구멍(40)으로 되어 있으며, 또한 상기 깔때기 형 플레이트(41)의 직경은 상기 원추형 플레이트(42)의 직경보다 크다. 상기 원추형 플레이트(42)는 120 ℃로 배열되어 3 개로 형성되어 있는 위치 고정 못(32) 상에 고정되어 있으며, 상기 3 개의 위치 고정 못(32)은 상기 외벽(36) 상에 고정되어 있다. 상기 깔때기 형 플레이트(41)는 트레이(35) 상에 고정되어 있으며, 상기 트레이(35)는 고정 나사(34)로 상기 외벽(36) 상에 고정되어 있다. 정상부 덮개 상에 기체 유출관(33)이 설치되어 있으며, 저부에는 고체 출구(37)가 설치되어 있으며, 상기 고체 출구(37)의 네 군데 주위에는 배플 플레이트(39)가 설치되어 있으며, 또한 저부에는 이에 더하여 하나의 액체 출구(38)가 설치되어 있다.The structure of the
분무 탈수기(51)(도 제 9를 살펴보면, 도 제 9 중의 분무 장치(5')는 도 제 5 및 도 제 6을 참조)의 구조는 기본적으로 분무 혼합기 (50)와 상호 동일하며, 상기 분무 탈수기 (51)구조 중의 개선 변화된 점은 정상부 덮개 상에 하나의 배수관 (21)이 설치되어 있는 것이며, 장치 중에서는 고체 액체 분리기 (30)가 제 1 냉각기를 통과하여 분무 탈수기 (51)와 상호 연결된다. The structure of the spray dehydrator 51 (see FIG. 9, the spray device 5 'in FIG. 9 refers to FIGS. 5 and 6) is basically the same as the
상기 분무 탈수기(51)의 구조는 주요하게는 혼합 탱크(3'), 재료 공급 탱크(6'), 분무 장치(5'), 격막 펌프(1'), 열 저항 온도측정 헤드(2'), T자관 밸브(7'), 재료 배출관(4')과 배수관(21)이 포함되어 있다. 상기 재료 공급 탱크(6') 하부의 재료 첨가관(9')은 상기 혼합 탱크(3') 상부 덮개 상에 장치되어 있으며, 아울러 상기 혼합 탱크(3') 내에 넣어 진다. 또한 상기 혼합 탱크(3') 상부 덮개 상에는 하나의 배수관(21)이 설치되어 있다. 상기 분무 장치(5')는 분무 통로(19') 및 가이드 플레이트(15')를 포함하고 있다. 상기 분무 통로(19')는 차례대로 상호 통하는 노즐 입구(10'), 교류관(11'), 혼합 챔버(12')와 노즐 출구(13')가 포함하고 있다. 상기 노즐 입구(10')는 깔때기 형상을 하고 있으며, 상기 교류관(11')의 직경은 1.2mm - 3mm 정도가 되며, 혼합 챔버(12')의 벽면의 양 측면에는 각각 액체 유동 유도구(14')가 설치되어 있다. 상기 가이드 플레이트(15')는 수직으로 향하여 분무 통로(19') 상에 설치되어 있으며, 아울러 상기 액체 유동 유도구(14')와 상기 노즐 출구(13')사이에 위치하고 있으며, 상기 가이드 플레이트(15')에는 소공(16')이 분포되어 있으며, 상기 소공(16')의 직경은 1mm - 3mm 정도가 되며, 상기 가이드 플레이트(15') 상의 개공률은 60% - 80% 정도가 된다. 상기 격막 펌프(1')는 상기 T자관 밸브(7')와 상기 혼합 탱크(3')의 저부 재료 유출구(18')사이의 연결 파이프(8') 상에 위치하고 있으며, 상기 재료 배출관(4')과 T자관 밸브(7')는 상호 연결되어 있다. 상기 열 저항 온도측정 헤드(2')는 상기 혼합 탱크(3') 내에 고정 설치되어 있으며, 아울러 리드선을 통하여 상기 혼합 탱크(3')를 관통하는 상부 덮개는 온도 인디케이터(17')와 상호 연결된다.The structure of the
제 1 분무 세척기(미도시)는, 고체 액체 분리기(30)의 고체 출구(37)와 상호 연결되어 있다. 상기 제 1 분무 세척기의 구조는 분무 혼합기(50)의 구조와 상호 동일하다. 상기 제 1 분무 세척기는 차례대로 제 1 분리기, 제 2 분무 세척기, 제 2 분리기와 상호 연결되어 있으며, 상기 제 2 분무 세척기의 구조는 상기 제 1 분무 세척기의 구조와 상호 동일하며, 상기 제 2 분무 세척기는 다시 반응기(52)와 상호 연결된다.A first spray washer (not shown) is interconnected with the
상기 반응기(52)(도 제 10을 살펴 볼 때, 도 제 10 중의 분무 통로(66)의 확대 도면은 도 제 3을 참조한다)는 기본적으로 분무 교반기(49)와 상호 동일하며, 상기 구조 중의 개선 변화된 점은 정상부 덮개 상에 1 개의 증기 액체관(22)이 하나가 설치되어 있는 것이며, 장치 중에는 증기 액체관(22)이 제 2 냉각기와 연결되어 있다. The reactor 52 (as shown in FIG. 10, see FIG. 3 for an enlarged view of the
상기 반응기(52)의 구조는 주요하게는 제 2 혼합 탱크(65'), 제 2 재료 공급 탱크(63'), 제 2 분무 통로(66'), 제 2 격막 펌프(61'), 제 2 T자관 밸브(62'), 제 2 재료 배출관(64')과 증기 액체관(22)을 포함한다. 상기 제 2 재료 공급 탱크(63') 하부의 제 2 재료 첨가관(69')은 상기 제 2 혼합 탱크(65') 상부 덮개 상에 장치되어 있으며, 아울러 상기 제 2 혼합 탱크(65') 내에 펼쳐 넣는다. 또한 상기 제 2 혼합 탱크(65') 상부 덮개 상에 상기 하나의 증기 액체관(22)이 설치되어 있다. 상기 제 2 분무 통로(66')는 차례대로 상호 통하는 제 2 노즐(70'), 제 2 노즐 챔버(72')와 제 2 노즐 출구(73')를 포함한다. 상기 노즐 챔버(72')의 벽면의 양측에는 각각 하나의 액체 유동 구멍(71')이 설치되어 있으며, 제 2 노즐의 직경이 대략 3mm - 4mm정도가 된다. 상기 제 2 격막 펌프(61')는 상기 제 2 T자관 밸브(62')와 상기 제 2 혼합 탱크(65') 저부 제 2 재료 유출구(67')사이에 있는 제 2 연결 파이프(68') 상에 설치되어 있으며, 상기 제 2 재료 배출관(64')은 상기 제 2 T자관 밸브(62')와 상호 연결되어 있다.The structure of the
본 발명에 있어서 단결정 실리콘 커팅 폐액의 처리 회수방법은, 방법이 간편하며, 설비 또한 간단하며, 제어에 있어서 용이하게 조작할 수 있으며, 비용은 낮으며, 처리 회수 비율도 높다. 커팅 폐액의 총량에 기초하여 계산해 낸 총 회수율은 26% - 46%에 도달하고 있으며, 그 중에서 폴리에틸렌 글리콜이 20% - 30%를 차지하며, 또한 탄화 실리콘은 5% - 15%를 차지하며, 실리콘은 1% - 2% 정도를 차지한다. 뿐만 아니라 회수물로 만들어진 생산품의 질은 모두 표준 생산품의 기준에 도달할 수 있거나 또는 근접할 수 있으며, 이러한 기술은 직접적으로 태양 에너지 배터리 생산에 응용되거나 또는 기타 다른 공업 영역에서도 응용될 수 있다. 그렇기 때문에 이로 인하여 본 발명의 방법은 막대한 경제 효익을 지니고 있을 뿐만 아니라, 이는 또한 환경보호에도 큰 공헌을 할 수 있는 것이며, 아울러 본 발명은 발전 가능성이 있는 단결정 실리콘 커팅 폐액의 회수 처리 방법이다.In the present invention, the treatment recovery method of the single crystal silicon cutting waste liquid has a simple method, a simple facility, an easy operation in control, a low cost, and a high treatment recovery ratio. The total recovery calculated on the basis of the total amount of cutting waste is 26%-46%, of which polyethylene glycol accounts for 20%-30%, and silicon carbide accounts for 5%-15%. Accounts for 1%-2%. In addition, the quality of the products made from recovered products can all reach or approach the standards of standard products, and this technology can be applied directly to the production of solar energy batteries or in other industrial areas. For this reason, the method of the present invention not only has enormous economic benefits, but can also make a great contribution to environmental protection, and the present invention is a method for recovering single crystal silicon cutting waste liquid, which is likely to be developed.
제1도는 본 발명에 따른 단결정 커팅 폐액의 처리회수 방법의 가공공정도.
제2도는 본 발명을 실현하고자 하는 방법의 장치 중 분무 교반기의 구조도.
제3도는 제 2도 중의 A 부분의 확대도.
제4도는 본 발명을 실현하고자 하는 방법의 장치 중 분무 혼합기의 구조도.
제5도는 제4도 중의 분무 장치의 종단면 단면도.
제6도는 제5도 중의 가이드 플레이트 좌측도.
제7도는 본 발명을 실현하고자 하는 방법의 장치 중 고체 액체 분리기의 구조도.
제8도는 제7도 중의 A - A 방향의 조감도.
제9도는 본 발명을 실현하고자 하는 방법의 장치 중 분무 탈수기의 구조도.
제10도는 본 발명을 실현하고자 하는 방법의 장치 중에 반응기의 구조도. 1 is a processing process diagram of a method for recovering a single crystal cutting waste liquid according to the present invention;
2 is a structural diagram of a spray stirrer of the apparatus of the method to realize the present invention.
3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2.
4 is a structural diagram of a spray mixer of the apparatus of the method to realize the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the spray apparatus in FIG.
6 is a left side of the guide plate in FIG.
7 is a structural diagram of a solid liquid separator of the apparatus of the method to implement the present invention.
8 is a bird's eye view of the A-A direction in FIG.
9 is a structural diagram of a spray dehydrator of the apparatus of the method to realize the present invention.
10 is a structural diagram of a reactor in an apparatus of a method to implement the present invention.
실시예Example 1 One
도면의 제1도에서부터 제6도를 참조한다. 석유가 제거된 단결정 실리콘 커팅 폐액 50kg과 농도가 0.01mol이 되는 10리터의 희염산이 제 1 재료 공급 탱크(63) 및 제 1 재료 첨가관(69)을 통하여 분무 교반기(49)의 제 1 혼합 탱크(65)내에 주입된다. 제 1 T자관 밸브(62)는 제 1 분무 통로(66)와의 통로를 열며, 그리고 제 1 재료 배출관(64)과의 통로를 닫으며, 제 1 격막 펌프(61)를 가동시킨다(기동 격막 펌프의 제품 시리얼은 QBY - 40으로서, 상하이 장천 펌프 제조 유한공사에서 생산되었다). 공기 압력은 3kg/㎠이 되며, 혼합 재료는 상기 제 1 혼합 탱크(65) 저부 제 1 재료 유출구(67)로 유출되어 상기 제 1 격막 펌프(61)와 제 1 연결 파이프(68) 및 상기 제 1 T자관 밸브(62)를 경유하여, 상기 제 1 분무 통로(66)의 노즐 직경이 3mm가 되는 노즐(70)로 진입되며, 혼합 재료는 노즐 챔버(72)를 통과하여 빠른 속도로 제 1 노즐 출구(73)에서 분출되며, 하나의 큰 범위의 순환 혼합을 형성시킨다. 또한 상기 노즐 챔버(72) 내에서 부압(negative pressure)이 형성되며, 상기 노즐 챔버(72)의 벽면의 내부와 외부에서 압력차가 만들어지며, 벽면 외부의 혼합 재료는 액체 유동 구멍 (71)을 통하여 상기 노즐 챔버(72)로 진입하여, 다시 하나의 작은 범위의 순환혼합이 형성됨으로써, 혼합과 반응 효과가 더욱 바람직하게 나타난다. 이러한 형태는 혼합 재료가 상기 제 1 혼합 탱크(65) 저부의 상기 제 1 재료 유출구(67)를 통과하며, 상기 제 1 격막 펌프(61)는 상기 제 1 분무 통로(66)와 하나의 순환 회로를 구성하게 되는데, 이와 같이 반복적인 순환은 상기 노즐(70)에 대하여 25분 정도의 교반 혼합이 진행된다. 상기 제 1 T자관 밸브(62)는 상기 제 1 분무 통로(66)와의 통로를 닫으며, 그리고 제 1 재료 배출관(64)과의 통로를 열어서, 시작 단계에서 얻어진 첫 단계 혼합 재료를 상기 제 1 재료 배출관(64)으로부터 배출시키며, 그리고는 다시 분무 혼합기(50)로 재 진입되어 혼합이 진행된다. 분무 교반기를 통하여 시작 단계에서 얻어진 첫 단계 혼합 재료가 혼합되며, 상기 혼합 재료의 점도는 비교적 폐액을 어느 정도는 낮추었지만, 다만 액체와 고체분말의 농도가 진하여 균일하게 섞이지 않은 현상들이 있다.Reference is made to FIGS. 1 to 6 of the drawings. 50 kg of petroleum-free single crystal silicon cutting waste and 10 liters of dilute hydrochloric acid having a concentration of 0.01 mol are added to the first mixing tank of the
시작 단계에서 얻어진 1 차 혼합 재료는 재료 공급 탱크(6) 및 재료 첨가관(9)을 통과하여 상기 분무 혼합기(50)의 혼합 탱크(3) 내에 진입되며, T자관 밸브(7)는 노즐 입구(10)와의 통로를 열며, 그리고 재료 배출관(4)과의 통로를 닫아서, 격막 펌프(1)를 가동시키며, 혼합 재료는 상기 혼합 탱크(3) 저부의 재료 유출구(18)에서 유출되어 상기 격막 펌프(1)와 연결 파이프(8) 및 상기 T자관 밸브(7)를 경유하여 분무 장치(5)의 노즐 입구(10)로 진입하며, 교류관(11)으로 진입하는데(해당 펌프 유량이 3㎥/h이며, 상기 교류관(11)의 직경은 2.4mm이며, 혼합 재료의 동력 점도가 33.2Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 8326), 혼합 재료는 교류 형태를 나타내고 있기 때문에, 이로 인하여 혼합 재료는 상기 교류관(11) 중에서 분자의 충돌과 마찰현상이 발생되어, 혼합 재료는 혼합과 아울러 과립을 더욱 세분화시키며, 혼합 재료가 상기 교류관(11)에서 나와서 혼합 챔버(12)를 향하여 균일하게 작은 과립의 안개 형태의 액체로 분출되며, 아울러 노즐 출구(13)에서 빠른 속도로 뚫고 나가며, 부분적인 혼합 재료는 반대 방향으로 가이드 플레이트(15) 상의 소공(16)을 관통하여 상기 혼합 챔버(12)의 벽면 외부로 진입하게 되며, 이에 따라서 상기 혼합 챔버(12) 벽면의 내부 및 내부에 압력차가 만들어지는 것으로 인하여, 혼합 재료는 액체 유동 유도구(14)를 통과하여 작은 범위의 흐름이 형성됨으로써, 혼합과 반응의 효과를 더욱 바람직하게 향상시킨다. 이와 같은 형태로 혼합 재료는 상기 혼합 탱크(3) 저부의 상기 재료 유출구(18)를 통과하며, 상기 격막 펌프(1)와 상기 분무 장치(5)는 하나의 순환 회로를 구성하게 되며, 이와 같이 반복적인 순환은 20분 정도 분무 혼합하게 되면서, 온도가 35℃에까지 상승하게 된다(열 저항 온도측정 헤드(2)를 통하여 측정되며, 온도 인디케이터(17) 상에서 온도의 상황을 보여준다). 상기 T자관 밸브(7)는 노즐 입구(10)와의 통로를 닫으며, 그리고 재료 배출관(4)과의 통로를 열어서, 2차 혼합 재료를 상기 재료 배출관(4)으로부터 배출시키며, 분무 혼합을 통한 후의 2차 혼합 재료의 점도가 확실하게 낮아짐으로써, 이미 유동이 쉬운 균일하게 혼합된 혼합 재료가 만들어진다.The primary mixed material obtained in the starting stage is passed through the material supply tank 6 and the
분무 혼합기를 통하여 혼합된 후의 2차 혼합 재료는 고체 액체 분리기(30)로 진입하며, 그 구조는 도 제7과 제8에서 도시된 바와 같이, 스프링쿨러 헤드(31), 기체 유출관(33), 원추형 플레이트(42), 깔때기형 플레이트(41)와 고체 출구(37) 등을 포함한다. 고체 액체 분리기(30)의 내부에는 상하 대칭으로 외벽(36) 상에 고정되어있는 2개의 전기 가열 플레이트가 설치되어 있다. 혼합 재료는 정상부 덮개 중심부가 설치되어있는 스프링쿨러 헤드(31)를 통하여 고체 액체 분리기(30) 내부로 분사되며, 혼합 재료는 상부에 위치한 하나의 전기 가열 플레이트 유닛 상부 방향의 원추형 플레이트(42) 외부층 상에 떨어지며, 다시 네 군데 주위를 따라서 하부 방향의 깔때기형 플레이트(41)의 내부층 상에 떨어져 들어가서 가열이 진행된다. 다시 깔때기형 플레이트(41) 저부의 구멍(40)을 통하여 하부의 하나의 전기 가열 플레이트 상에 떨어져 들어가며, 동일한 형태의 방식으로 가열이 진행되며, 전기 가열 플레이트의 온도는 70℃가 유지된다. 혼합 재료가 가열된 이후에는, 수증기와 폴리에틸렌 글리콜이 함께 빠른 속도로 기체 유출관(33)에서 증발되어 나오며, 제1 냉각기를 통하여 냉각되며, 즉 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액을 얻어낼 수 있다. 고체 액체 분리기(30)의 내부 벽면상에서 약간 냉각된 액체 물방울이 출현하여 벽면을 따라서 흘러내릴 수 있는데, 즉 이는 액체 출구(38)로 유출되는 것이다. 가열 분리되어 얻어진 고체는 고체 액체 분리기(30) 저부에 설치된 고체 출구(37)로 방출되며, 방출된 물질은 즉 탄화실리콘과 실리콘의 거친 결정의 혼합물이 되며, 즉 이것은 생성된 나트륨과 불순물을 함유한 탄화 실리콘과 실리콘의 혼합물이다. 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 혼합물이 주위 벽면을 향하여 튀지 않게 하기 위해서 바로 하부 방향을 향하여 고체 출구(37)로 배출되게 하면서, 동시에 내부 벽면에서 흘러내린 액체 물방울이 고체 출구(37) 내부로 튀겨서 흘러들어 가는 것을 방지하기 위하여, 그 네 군데 주위에 배플 플레이트(39)가 설치되어 있다.After mixing through the spray mixer, the secondary mixed material enters the
얻어진 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액은 분무 탈수기(51)로 진입한다. 도 제9를 참조하여 보면, 분무 탈수기(51)의 구조는 기본적으로 분무 혼합기(50)와 상호 동일하며, 상기 분무 탈수기(51)의 구조에서 개선 변화된 것은 정상부 덮개 상에 하나의 배수관(21)이 설치되었다는 점이다. 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액은 재료 공급 탱크(6') 및 재료 첨가관(9')을 통과해 분무 탈수기(51)의 혼합 탱크(3') 내부로 진입되며, 격막 펌프(1')가 가동되며, 반복적으로 순환 분무 탈수가 진행되며, 조작 과정은 분무 혼합기와 동일하며, 액체 유동은 교류관(11') 중에서 교류 유동이 나타나게 되며, 순환의 격막 펌프(1')의 유량은 2.5㎥/h가 되며, 교류관의 직경은 2.0mm가 되며, 물 및 폴리에틸렌 글리콜 혼합액의 동력 점도가 19.2 Pa?S가 될 때, 레이놀즈 수 = 7319가 된다. 순환 분무 탈수시간은 20분 정도가 되며, 온도가 70℃에까지 상승하며, 물이 배수관(21)으로 배출된 이후에, T자관 밸브(7')는 노즐 입구(10')와의 통로를 닫으며, 재료 배출관(4')과의 통로를 열며, 폴리에틸렌 글리콜은 즉 재료 배출관(4')으로부터 배출되어 회수되며, 15kg의 무색 투명한 폴리에틸렌 글리콜을 얻을 수 있으며, 측정된 분자량은 205가 되며, PH = 6.5이며, 수분 함유량 < 0.3wt%(폴리에틸렌 글리콜의 표준 산물의 분자량은 300이며, PH = 4 - 7이며, 수분 함유량 <= 0.5wt%이다)이며, 커팅 폐액 중량 50kg에 기초하여 계산된 폴리에틸렌 글리콜의 회수율은 30%에 도달한다.The mixed liquid of the obtained water and polyethylene glycol enters the
고체 액체 분리기(30)의 고체 출구(37)에서 배출된 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물을 제1 분무 세척기 중에 보내며, 제1 분무 세척기의 구조 (미도시)는 분무 혼합기(50)의 구조와 상호 동일하며, 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물은 동일한 형태로 재료 공급 탱크 및 재료 첨가관을 통해 혼합 탱크(3) 내부로 진입하며, 다시 거친 결정의 고체 혼합물 중량을 위한 15% 정도 양의 물을 넣는다. 격막 펌프를 가동시키며, 반복적으로 순환 분무 혼합 세척을 진행시키며, 조작 과정은 분무 혼합기(50)와 동일하며, 혼합물은 교류관 중에서 교류 유동이 나타나며, 순환되는 격막 펌프의 유량은 2.1㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 2.6mm이 되며, 고체혼합물과 물의 혼합 재료의 동력점도가 13.5 Pa?S이 될 때, 레이놀즈 수는 3979이다. 순환 혼합 세척시간은 30분 정도가 되며, 온도는 70℃까지 상승되며, 세척 후 혼합물은 제1 분리기(상하이 화옌기기설비 유한공사 제공, 제품넘버 HWY - 211)에 올려놓아서, 비중이 가벼운 "외부 쉘의 남은 찌꺼기"를 분리 제거하며, 물은 분리기 상에 설치되어 있는 탱크로 유출되며, 탄화실리콘과 실리콘의 1차 세척 고체 혼합물을 얻으며, 다시 이를 제2 분무 세척기로 보내며, 그 구조는 제1 분무 세척기와 상호 동일하며, 고체 혼합물은 다시 1차 순환 분무 혼합 세척이 중복적으로 진행되며, 순환되는 격막 펌프의 유량은 3㎥/h 이 되며, 교류관의 직경은 2.1mm가 되며, 혼합 재료의 동력 점도가 16.8 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 8670이 되며, 나머지 조작과정은 상호 동일하다. 세척 후의 혼합물은 제2 분리기(상하이 화옌기기설비 유한공사 제공, 제품 넘버 350R)에 올려놓고서, 다시 "외부 쉘의 남은 찌꺼기" 및 물을 분리 제거하며, 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물이 얻어진다. 분리되어진 "외부 쉘의 남은 찌꺼기"를 회수한 후에, 비료용으로 이용될 수 있다.A solid mixture of silicon carbide and coarse crystals of silicon discharged from the
얻어진 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 반응기(52)에 보내며, 도 제10을 참조하여 보면, 반응기(52)의 구조는 기본적으로 분무 교반기(49)와 상호 동일하며, 구조중의 개선 변화된 점은 정상부 상에 하나의 증기 액체관(22)이 설치되었다는 것이다. 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물이 제2 재료 공급 탱크(63') 및 제2 재료 첨가관(69')을 통과하여 반응기(52)의 제2 혼합 탱크(65') 내부로 진입되며, 다시 농도가 5% 정도가 되는 HNO3와 농도가 30% 정도가 되는 HF로 조성되어 있는 고체 혼합물과 같은 양의 혼합 산액 (체적HNO3: HF= 1 : 5)을 더하며, 제2 격막 펌프(61')를 가동시키며, 반복적으로 순환 분무 교반반응을 10분 정도 진행시키며, 제2 노츨의 직경은 3.5mm가 되며, 온도는 환류 온도에 도달하게 되며, 불화 실리콘산 용액은 증기 액체관(22)으로 증발되어 방출되며, 제2 냉각기를 통하여 냉각시킴으로써, 무색 투명한 불화 실리콘산 용액을 회수할 수 있다. 불화 실리콘산 용액의 농도는 30wt%이 되며, 불화 실리콘산 용액을 통상적인 방법으로 조작하여, 이를 건조시킨 후에, 단결정 화로 중에 넣어서 단결정 실리콘으로 가공해 낸다. 단결정 화로 중에서 진공 상태가 줄어들면, 보호 기체인 수소를 넣고, 전기 가열을 통하여 그것으로 하여금 융해하게 하며, 다시 냉각수를 이용하여 온도가 제어됨으로써, 화로 온도가 1420℃ 정도로 유지하게 되면, 결정이 시작되는데, 하나의 작은 단결정을 이끌어내는 요소로 사용하여 단결정 실리콘 스틱을 추출함으로써 실리콘 0.6kg을 얻으며, 커팅 폐액 중량 50kg에 기초하여 계산해 낸 회수율은 1.2%이다. 회수한 실리콘에 대하여 페르미(Fermi) 에너지 준위 측정을 하였는 바 : 페르미 에너지 준위도 상에서 p = 5.0 ohm?cm에 상당하는 CB = 1015cm-3로 나타내고 있으며, 페르미 에너지 준위의 위치는 에너지대(energy band) 간격의 중심에 비하여 0.31 전자 볼트 정도가 높으며, 유도대 (conduction band)에 비하여 0.24 전자 볼트 정도가 낮으며, 결합가대(valence band)에 비하여 0.86 전자 볼트 정도가 높다. 상기 측정 내용에서 상기 지표는 단결정 실리콘에 근접하여 다결정 실리콘에 속한다는 점을 나타내고 있다. 반응기(52) 중의 잉여물인 탄화 실리콘과 산액은 제2 재료 배출관(64')으로 배출되어 여과되며, 5wt% NaOH 용액을 사용하여 세척되며, 물로 pH가 7.5가 될 때까지 세척한 후 건조하여, 엷은 회녹색을 띠는 고운 분말형태의 제품으로 탄화 실리콘 7.5kg를 회수하는데 도달하게 된다. 분석에 따르면, 그 순도가 94%에 달하며, 모스(Mohs) 경도는 9.5가 되며, 전자현미경으로 검사한 결과 결정체의 결정 형태는 α - SiC 육각 결정계가 되며(탄화 실리콘의 표준 산물의 순도는 94-99%이 되며, 모스 경도는 9.2 - 9.6이 되며, α - SiC 육각 결정계이다), 커팅 폐액 중량 50kg에 기초하여 계산된 회수율은 15%가 된다.The obtained second carbide solid mixture of silicon carbide and silicon is sent to the
실시예Example 2 2
석유가 제거된 단결정 실리콘 커팅 폐액 50kg과 농도가 0.001mol이 되는 15 L의 희염산을 분무 교반기(49)의 제1 혼합 탱크(65) 내에 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반과 반응을 20분 정도 진행시킨다. 시작 단계에서 얻어진 1차 혼합 재료를 분무 혼합기(50)에 진입시켜서 반복적으로 순환 분무 혼합과 반응을 20분 정도 진행시킴으로써, 온도는 50℃에까지 상승하며, 혼합 재료는 교류관(11)에 진입하여 교류 상태가 나타나게 되며, 이때 펌프의 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 1.5mm가 되며, 혼합 재료의 동력 점도는 40.6 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 9845이 된다. 분무 혼합기를 통하여 혼합된 후의 2차 혼합 재료를 고체 액체 분리기(30)에 진입시키며, 60℃의 온도를 유지하는 2개 유닛의 전기 가열 플레이트로 가열하면, 수증기와 폴리에틸렌 글리콜이 함께 증발하여 방출되며, 냉각한 후 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액을 얻을 수 있다. 고체 액체 분리기(30) 저부의 고체 출구(37)에서는 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물이 방출된다. 얻어진 물과 폴리에틸렌 글리콜 혼합액은 분무 탈수기(51)에 진입되며, 반복적으로 순환 분무 탈수를 15분 정도 진행시키면, 온도는 40℃에까지 상승하게 되며, 액체 유동은 교류관(11) 중에서 교류 형태의 유동이 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.5㎥/h가 되며, 교류관의 직경은 2.5mm가 되며, 물과 폴리에티렌 글리콜의 혼합액의 동력 점도가 14 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 5139이 된다. 탈수 후에, 11.9kg의 무색 투명한 폴리에틸렌 글리콜을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액 중량에 기초한 회수율은 23.8%에 도달한다. 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물을 제1 분무 세척기에 보내며, 다시 거친 결정의 고체 혼합물 중량이 10% 정도가 되는 물을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 혼합 세척을 진행시키며, 액체 유동은 교류관 중에서 교류 형태의 유동으로 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.1㎥/h 이 되며, 교류관의 직경은 2.5mm가 되며, 고체 혼합물과 물의 혼합 재료의 동력점도가 10.2 Pa?S 일 때, 레이놀즈 수 = 5925이 된다. 순환 혼합 세척시간이 10분 정도가 되면, 온도는 80℃에까지 상승하게 된다. 세척 후 혼합물을 제1 분리기에 넣고 분리시킨 후에, 상기 1차 세척 고체 혼합물을 제2 분무 세척기에 보내며, 고체 혼합물은 다시 동일한 형태로 반복적으로 순환 분무 혼합 세척과정을 진행시키며, 해당 순환 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 1.8mm가 되며, 혼합물의 동력 점도가 20.6 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 11229이 된다. 세척한 후에 제2 분리기에 넣고 분리하며, 즉 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 얻을 수 있다. 얻어진 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 화합물을 반응기(52) 중에 보내며, 다시 고체 혼합물의 1.2배 양의 HNO3와 HF의 혼합 산액을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반반응의 과정을 10분 정도 진행시키며, 얻어진 불화 실리콘산 용액으로부터 실리콘 0.8kg을 회수할 수 있으며, 커팅 폐액에 기초하여 계산된 회수율은 1.6%가 된다. 반응기 중의 잉여물은 여과를 통하여, 5wt%의 KOH 용액을 사용하여 세척하며, pH가 7.2에 도달될 때까지 물로 세척하여, 엷은 회녹색을 띠는 고운 분말형태의 탄화 실리콘 5.1kg을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액의 중량 50kg에 기초해 계산해 낸 회수율은 10.2%가 되며, 본 실시예의 나머지 조작 방법은 실시예 1과 동일하다.50 kg of petroleum-free single crystal silicon cutting waste liquid and 15 L of dilute hydrochloric acid having a concentration of 0.001 mol are injected into the
실시예Example 3 3
석유가 제거된 단결정 실리콘 커팅 폐액 50kg과 농도가 0.0001mol이 되는 25 L의 희염산을 분무 교반기(49)의 제1 혼합 탱크(65) 내에 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반과 반응을 30분 정도 진행시킨다. 시작 단계에서 얻어진 1차 혼합 재료를 분무 혼합기(50)에 진입시켜서 반복적으로 순환 분무 혼합과 반응을 10분 정도 진행시킴으로써, 온도는 40℃까지 상승하며, 혼합 재료는 교류관(11)에 진입하여 교류 상태가 나타나게 되며, 이때 펌프의 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 2.5mm가 되며, 혼합 재료의 동력 점도는 28.4 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 3040이 된다. 분무 혼합기를 통하여 혼합된 후의 2차 혼합 재료를 고체 액체 분리기 (30)에 진입시키며, 80℃의 온도를 유지하는 2개 유닛의 전기 가열 플레이트로 가열하면, 수증기와 폴리에틸렌 글리콜이 함께 증발하여 방출되며, 냉각한 후 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액을 얻을 수 있다. 고체 액체 분리기(30) 저부의 고체 출구(37)에서는 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물이 방출된다. 얻어진 물과 폴리에틸렌 글리콜 혼합액은 분무 탈수기(51)에 진입되며, 반복적으로 순환 분무 탈수를 40분 정도 진행시키면, 온도는 80℃에까지 상승하게 되며, 액체 유동은 교류관(11') 중에서 교류 형태의 유동이 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.5㎥/h가 되며, 교류관의 직경은 1,8mm가 되며, 물과 폴리에티렌 글리콜의 혼합액의 동력 점도가 21.4 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 9007이 된다. 탈수 후에, 10.2kg의 무색 투명한 폴리에틸렌 글리콜을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액 중량에 기초한 회수율은 20.4%에 도달한다. 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물을 제1 분무 세척기 중에 보내며, 다시 거친 결정의 고체 혼합물 중량이 15% 정도가 되는 물을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 혼합 세척을 진행시키며, 액체 유동은 교류관 중에서 교류 형태의 유동으로 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.1㎥/h 이 되며, 교류관의 직경은 3.0mm가 되며, 고체 혼합물과 물의 혼합 재료의 동력점도가 9.6 Pa?S 일 때, 레이놀즈 수 = 3643이 된다. 순환 혼합 세척시간이 30분 정도가 되면, 온도는 70℃에까지 상승하게 된다. 세척 후 혼합물을 제1 분리기에 넣고 분리시킨 후에, 상기 1차 세척 고체 혼합물을 제2 분무 세척기에 보내며, 고체 혼합물은 다시 동일한 형태로 반복적으로 1차 순환 분무 혼합 세척과정을 진행시키며, 해당 순환 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 2.4mm가 되며, 혼합물의 동력 점도가 14.0 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 6970이 된다. 세척한 후에 제2 분리기에 넣고 분리하며, 즉 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 얻을 수 있다. 얻어진 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 반응기(52) 중에 보내며, 다시 고체 혼합물의 1.5배 양의 HNO3와 HF의 혼합 산액을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반과 반응의 과정을 20분 정도 진행시키며, 얻어진 불화 실리콘 산액으로부터 실리콘 1kg을 회수할 수 있으며, 커팅 폐액에 기초하여 계산된 회수율은 2%이 된다. 반응기 52) 중의 잉여물은 여과를 통하여, 10wt%의 NaOH 용액을 사용하여 세척하며, pH가 7.3에 도달될 때까지 물로 세척하여, 엷은 회녹색을 띠는 고운 분말형태의 탄화 실리콘 2.9kg을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액의 중량 50kg에 기초해 계산해 낸 회수율은 5.8%가 되며, 본 실시예의 나머지 조작 방법은 실시예 1과 동일하다.50 kg of petroleum-free single crystal silicon cutting waste and 25 L of dilute hydrochloric acid having a concentration of 0.0001 mol are injected into the
실시예Example 4 4
석유가 제거된 단결정 실리콘 커팅 폐액 50kg과 농도가 0.2mol이 되는 7.5L의 희염산을 분무 교반기(49)의 제1 혼합 탱크(65) 내에 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반과 반응을 15분 정도 진행시킨다. 시작 단계에서 얻어진 1차 혼합 재료를 분무 혼합기(50)에 진입시켜서 반복적으로 순환 분무 혼합과 반응을 20분 정도 진행시킴으로써, 온도는 30℃에까지 상승하며, 혼합 재료는 교류관(11)에 진입하여 교류 상태가 나타나게 되며, 이때 펌프의 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 2.0mm가 되며, 혼합 재료의 동력 점도는 35.6 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 4736이 된다. 분무 혼합기를 통하여 혼합된 후의 2차 혼합 재료를 고체 액체 분리기(30)에 진입시키며, 50℃의 온도를 유지하는 2개 유닛의 전기 가열 플레이트로 가열하면, 수증기와 폴리에틸렌 글리콜이 함께 증발하여 방출되며, 냉각한 후 물과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합액을 얻을 수 있다. 고체 액체 분리기(30) 저부의 고체 출구(37)에서는 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물이 방출된다. 얻어진 물과 폴리에틸렌 글리콜 혼합액은 분무 탈수기(51)에 진입되며, 반복적으로 순환 분무 탈수를 15분 정도 진행시키면, 온도는 50℃에까지 상승하게 되며, 액체 유동은 교류관(11') 중에서 교류 형태의 유동이 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.5㎥/h가 되며, 교류관의 직경은 3.0mm가 되며, 물과 폴리에티렌 글리콜의 혼합액의 동력 점도가 11.5 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 3620이 된다. 탈수 후에, 13.7kg의 무색 투명한 폴리에틸렌 글리콜을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액 중량에 기초한 회수율은 27.4%에 도달한다. 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물을 제1 분무 세척기에 보내며, 다시 거친 결정의 고체 혼합물 중량이 20% 정도가 되는 물을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 혼합 세척을 진행시키며, 액체 유동은 교류관 중에서 교류 형태의 유동으로 나타나게 되며, 해당 순환의 유량은 2.1㎥/h 이 되며, 교류관의 직경은 2.7mm가 되며, 고체 혼합물과 물의 혼합 재료의 동력점도가 11.2 Pa?S 일 때, 레이놀즈 수 = 4283이 된다. 순환 혼합 세척시간이 20분 정도가 되면, 온도는 50℃에까지 상승하게 된다. 세척 후 혼합물을 제1 분리기에 넣고 분리시킨 후에, 상기 1차 세척 고체 혼합물을 제2 분무 세척기에 보내며, 고체 혼합물은 다시 동일한 형태로 반복적으로 순환 분무 혼합 세척과정을 진행시키며, 해당 순환 유량은 3㎥/h이 되며, 교류관의 직경은 3.0mm가 되며, 혼합물의 동력 점도가 16.8 Pa?S일 때, 레이놀즈 수 = 4626이 된다. 세척한 후에 제2 분리기에 넣고 분리하며, 즉 탄화 실리콘과 실리콘의 2 차 세척 고체 혼합물을 얻을 수 있다. 얻어진 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 반응기(52) 중에 보내며, 다시 고체 혼합물의 1.1배 양의 HNO3와 HF의 혼합 산액을 주입시키며, 반복적으로 순환 분무 교반반응의 과정을 30분 정도 진행시키며, 얻어진 불화 실리콘산 용액으로부터 실리콘 0.5kg을 회수할 수 있으며, 커팅 폐액에 기초하여 계산된 회수율은 1%가 된다. 반응기 중의 잉여물은 여과를 통하여, 7wt%의 KOH용액을 사용하여 세척하며, pH가 7에 도달될 때까지 물로 세척하여, 엷은 회녹색을 띠는 고운 분말형태의 탄화 실리콘 6.3kg을 얻을 수 있으며, 커팅 폐액의 중량 50kg에 기초해 계산해 낸 회수율은 12.6%가 되며, 본 실시예의 나머지 조작 방법은 실시예 1과 동일하다.50 kg of petroleum-free single crystal silicon cutting waste liquid and 7.5 L of dilute hydrochloric acid having a concentration of 0.2 mol are injected into the
격막 펌프(1) 열저항 온도측정헤드(2) 혼합탱크(3)
재료배출관(4) 분무장치(5) 재료공급탱크(6)
T자관밸브(7) 연결파이프(8) 재료첨가관 (9)
노즐입구(10) 교류관(11) 혼합 챔버(12)
노즐출구(13) 액류유도구(14)
가이드플레이트(15) 소공(16)
온도인디케이터(17) 재료유출구(18) 분무통로(19)
배수관(21) 증기액체관(22)
고체 액체 분리기(30) 스프레이헤드(31) 위치고정못(32)
기체유출관(33) 고정나사(34) 트레이(35)
외벽(36) 고체출구(37) 액체출구(38)
배플 플레이트(39) 구멍(40)
깔때기형 플레이트(41) 원추형 플레이트(42) 분무교반기(49)
분무혼합기(50) 분무탈수기(51) 반응기(52)
제1 격막펌프(61) 제1 T자관 밸브(62)
제1 재료공급탱크(63) 제1 재료배출관(64) 제1 혼합탱크(65)
제1 분무통로(66) 재료유출구(67)
제1 연결파이프(68) 제1 재료첨가관(69) 노즐(70)
액류구멍(71) 노즐챔버(72) 제1 노즐출구(73)
격막펌프(1') 혼합탱크(3') 재료배출관 (4')
분무장치(5') 재료공급탱크(6') T자관 밸브(7')
연결파이프(8') 재료첨가관(9') 노즐입구(10')
교류관(11') 혼합챔버(12') 노즐출구(13')
액체유동유도구(14') 가이드 플레이트(15') 소공(16')
온도 인디케이터(17') 재료유출구(18') 분무통로(19')
제2 격막펌프(61') 제2 T자관 밸브(62')
제2 재료공급탱크(63') 제2 재료배출관(64') 제2 혼합탱크(65')
제2 분무통로(66') 재료유출구(67')
제2 연결파이프(68') 제2 재료첨가관(69') 노즐(70')
액체유동구멍(71') 제2 노즐챔버(72') 제2 노즐출구(73')Diaphragm Pump (1) Heat Resistance Temperature Measuring Head (2) Mixing Tank (3)
Material discharge pipe (4) Spraying device (5) Material supply tank (6)
T-pipe valve (7) Connecting pipe (8) Material addition pipe (9)
Nozzle Inlet (10) AC Tube (11) Mixing Chamber (12)
Nozzle outlet (13) Liquid oil tool (14)
Guide Plate (15) Small Hole (16)
Temperature indicator (17) Material outlet (18) Spray passage (19)
Drain pipe (21) Steam liquid pipe (22)
Solid Liquid Separator (30) Spray Head (31) Retention Lock (32)
Gas outlet pipe (33) Fixing screw (34) Tray (35)
Outer wall (36) Solid outlet (37) Liquid outlet (38)
Baffle Plate (39) Holes (40)
Funnel Plate (41) Conical Plate (42) Spray Agitator (49)
Spray Mixer (50) Spray Dehydrator (51) Reactor (52)
First Material Supply Tank (63) First Material Discharge Tube (64) First Mixing Tank (65)
First spray passage (66) Material outlet (67)
First connecting
Liquid hole (71) Nozzle chamber (72) First nozzle outlet (73)
Diaphragm pump (1 ') Mixing tank (3') Material discharge pipe (4 ')
Sprayer (5 ') Material supply tank (6') T-pipe valve (7 ')
Connecting pipe (8 ') Material addition pipe (9') Nozzle inlet (10 ')
AC tube 11 'Mixing chamber 12' Nozzle outlet 13 '
Liquid flow tool (14 ') Guide plate (15') Small hole (16 ')
Temperature indicator (17 ') Material outlet (18') Spray passage (19 ')
Second Diaphragm Pump 61 'Second T-Screw Valve 62'
Second material supply tank 63 'Second material discharge pipe 64' Second mixing tank 65 '
Second spray passage (66 ') material outlet (67')
Second Connection Pipe 68 'Second Material Additive Tube 69' Nozzle 70 '
Liquid flow hole 71 'Second nozzle chamber 72' Second nozzle outlet 73 '
Claims (5)
(2) 분무 혼합기로부터 배출된 2차 혼합물을 고체 액체 분리기에 넣어 가열온도가 50℃-80℃의 전기 가열판에 의해 가열하여 수증기와 폴리에텔렌 글리콜이 함께 증발되며, 제1 냉각기를 통하여 냉각됨으로써 물과 폴리에텔렌 글리콜의 혼합액을 얻어 다시 분무 탈수기에 넣어 40℃-80℃에서 15-40분간 순환분무 탈수 후, 수분을 분무 탈수기에서 배출한 후에 바로 폴리에텔렌 글리콜을 회수할 수 있으며, 고체 액체 분리기의 저부에서 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물이 방출되는 단계;
(3) 탄화 실리콘과 실리콘의 거친 결정의 고체 혼합물을 제1 분무 세척기에 넣어 거친 결정의 고체 혼합물 중량의 10-20%의 물을 넣고 순환분무 세척작업을 10-30분 동안 진행하고, 온도가 40℃-80℃까지 상승한 후 세척된 혼합물을 제1 분리기에 놓아 외부 쉘의 남은 찌꺼기를 분리 제거시키며, 탄화 실리콘과 실리콘의 1차 세척 고체 혼합물을 얻으며, 상기 고체 혼합물을 제2 분무 세척기에 넣어 다시 중복하여 순환분무 세척 후, 혼합물을 제2 분리기에 놓아 다시 외부 쉘의 남은 찌꺼기를 분리 제거함으로써, 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 얻는 단계;
(4) 탄화 실리콘과 실리콘의 2차 세척 고체 혼합물을 반응기에 넣고, 농도 5%의 HNO3와 30%의 HF로 조성된 혼합 산액을 주입하는데, 양자의 체적 비율은 HNO3: HF = 1 : 5이며 1kg의 탄화 실리콘과 실리콘의 고체 혼합물에 1-1.5kg의 혼합 산액을 넣어 10-30분동안 교반반응을 진행시키며, 온도가 환류 온도에까지 상승함으로써 불화 실리콘산 용액이 증발되며, 냉각기에 의해 냉각되어 무색 투명한 불화 실리콘산 용액을 얻고, 다시 가공되어 실리콘을 회수하며, 반응기 중의 잉여물인 탄화 실리콘과 산액은 여과를 거쳐 알칼리성 용액을 사용하여 pH가 7-7.5에 도달할 때까지 세척하여 건조시켜 탄화 실리콘을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단결정 실리콘 커팅 폐액처리 회수 방법. (1) The petroleum-free single crystal silicon cutting waste solution is placed in a spray stirrer and hydrochloric acid is injected for treatment. At this time, the concentration of hydrochloric acid is 0.0001-0.4 mol, and 100-500 ml of hydrochloric acid solution is injected per 1 kg of waste liquid. Stirring for 10-30 minutes through to obtain a mixture of the first stage and discharged to the spray mixer, and mixing again for 10-30 minutes at a temperature rise of 30 ℃-50 ℃ with a circulating spray to obtain a secondary mixture to discharge it;
(2) The secondary mixture discharged from the spray mixer was placed in a solid liquid separator and heated by an electric heating plate having a heating temperature of 50 ° C.-80 ° C. to evaporate water vapor and polyethylene glycol together, and cooled by the first cooler. After obtaining a mixed solution of water and polyethylene glycol, it is put back into the spray dehydrator, and after 15-40 minutes of circulation spray dehydration at 40 ° C.-80 ° C., polyether glycol can be recovered immediately after the water is discharged from the spray dehydrator. Releasing a solid mixture of silicon carbide and coarse crystals of silicon at the bottom of the liquid separator;
(3) The solid mixture of the silicon carbide and the coarse crystals of silicon was placed in the first spray washer and 10-20% of the water weight of the solid mixture of the coarse crystal was added. After rising to 40 ° C.-80 ° C., the washed mixture is placed in a first separator to separate out remaining residues of the outer shell, to obtain a first washed solid mixture of silicon carbide and silicon, and the solid mixture is placed in a second spray washer. After repeated cyclic spray washing, the mixture is placed in a second separator to separate and remove the remaining residues of the outer shell, thereby obtaining a second washed solid mixture of silicon carbide and silicon;
(4) A secondary washing solid mixture of silicon carbide and silicon is placed in a reactor, and a mixed acid solution composed of 5% HNO 3 and 30% HF is injected, and the volume ratio of both is HNO 3 : HF = 1: 5, 1-1.5 kg mixed acid solution is added to 1 kg of silicon carbide and silicon solid mixture, and the stirring reaction is performed for 10-30 minutes. The temperature of the silicon fluoride solution is evaporated by rising to reflux temperature. Cooled to give a colorless transparent silicone fluoride solution, reprocessed to recover the silicon, the excess silicon carbide and acid solution in the reactor is filtered and washed with an alkaline solution until the pH reaches 7-7.5 and dried Recovering the single carbide silicon cutting waste liquid treatment method comprising the step of recovering silicon carbide.
상기 분무 혼합기는 분무 교반기의 제1 재료배출관을 통해 분무 교반기와 상호 연결되며, 제3 혼합탱크, 제3 재료공급탱크, 제3 분무장치, 제3 격막펌프, 제1 열저항온도측정 헤드, 제3 T자관 밸브와 제3 재료배출관을 포함하며, 상기 제3 재료공급탱크 하부의 제3 재료첨가관은 상기 제3 혼합탱크의 덮개 상에 장치되며 상기 제3 혼합탱크 내에 뻗어 들어가며, 상기 제3 분무장치는 제3 분무통로 및 제1 가이드 플레이트를 포함하며, 상기 제3 분무통로는 차례대로 상호 통하는 제3 노즐 입구, 제1 교류관, 제1 혼합챔버와 제3 노즐출구를 포함하며, 상기 제3 노즐입구는 깔때기 형상을 하고 있으며, 상기 제1 교류관의 직경은 1.2-3mm가 되며, 상기 제1 혼합챔버 벽면의 양측에 각각 하나의 액체 유동 제1 유도구가 설치되며, 상기 제 1 가이드 플레이트는 수직으로 상기 제3 분무통로 상에 설치되어 있으며 상기 액체 유동 제1 유도구와 상기 제3 노즐출구 사이에 위치하고 있으며, 상기 제1 가이드 플레이트 상에 소공이 분포되어 있으며, 상기 제3 격막펌프는 상기 제3 T자관 밸브와 상기 제3 혼합탱크의 저부의 제3 재료유출구 사이의 제3 연결파이프 상에 위치하고 있으며, 상기 제3 재료배출관은 상기 제3 T자관 밸브와 상호 연결되어 있고, 상기 제1 열저항온도측정 헤드는 상기 제3 혼합탱크 내에 고정 설치되어 있으며, 아울러 리드선을 통하여 관통하는 상기 제3 혼합탱크의 상부 덮개는 제1 온도 인디케이터와 상호 연결되며,
상기 고체 액체 분리기는 스프링쿨러 헤드, 기체 유출관, 원추형 플레이트, 깔때기형 플레이트와 고체출구를 포함하고, 상기 분무 혼합기의 제3 재료 배출관은 상기 고체 액체 분리기의 정상부 덮개 중심부에 설치되어 있는 상기 스프링쿨러 헤드와 상호 연결되어 있으며, 상기 고체 액체 분리기 내에는 외벽 상에 상하 대칭으로 고정되어 있는 2개 유닛의 전기 가열 플레이트가 설치되어 있으며, 각 유닛의 전기 가열 플레이트의 구조는 상부 방향은 하나의 원추형 플레이트로 되어 있으며, 하부 방향은 하나의 깔때기형 플레이트 및 구멍으로 되어 있으며, 상기 깔때기형 플레이트의 직경은 상기 원추형 플레이트의 직경보다 크며, 상기 원추형 플레이트는 120°로 배열되어 3개로 형성되어 있는 위치고정 못 상에 고정되어 있으며, 상기 3개의 위치고정 못은 상기 외벽 상에 고정되어 있으며, 상기 깔때기형 플레이트는 트레이 상에 고정되어 있으며, 상기 트레이는 고정 나사로 상기 외벽 상에 고정되어 있고, 정상부 덮개 상에 기체 유출관이 설치되어 있으며, 저부에는 고체 출구가 설치되어 있으며, 상기 고체 출구의 네 군데 주위에는 배플 플레이트가 설치되어 있으며, 저부에는 이에 더하여 하나의 액체 출구가 설치되어 있고,
상기 분무 탈수기는, 정상부 덮개 상에 하나의 배수관이 설치되어 있는 것 외에 상기 분무 혼합기의 구조와 상호 동일하며, 상기 고체 액체 분리기가 제1 냉각기를 통하여 상기 분무 탈수기와 상호 연결되며, 상기 분무 탈수기는 제4 혼합 탱크, 제4 재료공급탱크, 제4 분무장치, 제4 격막펌프, 제2 열저항온도측정 헤드, 제4 T자관 밸브, 제4 재료배출관과 배수관을 포함하고, 상기 제4 재료공급탱크 하부의 제4 재료첨가관은 상기 제4 혼합탱크 상부 덮개 상에 장치되어 있으며 상기 제4 혼합탱크 내에 뻗어 들어가며, 상기 제4 혼합탱크 상부 덮개 상에는 하나의 배수관이 설치되어 있으며, 상기 제4 분무장치는 제4 분무통로 및 제2 가이드 플레이트를 포함하고 있으며, 상기 제4 분무통로는 차례대로 상호 통하는 제4 노즐입구, 제2 교류관, 제2 혼합챔버와 제4 노즐출구가 포함하고, 상기 제4 노즐입구는 깔때기 형상을 하고 있으며, 상기 제2 교류관의 직경은 1.2-3 mm이며, 상기 제2 혼합 챔버의 벽면의 양 측면에는 각각 액체 유동 제2 유도구가 설치되어 있으며, 상기 제2 가이드 플레이트는 수직으로 향하여 상기 제4 분무통로 상에 설치되어 있으며상기 액체 유동 제2 유도구와 상기 제4 노즐출구 사이에 위치하고 있으며, 상기 제 2 가이드 플레이트에는 소공이 분포되어 있으며, 상기 제4 격막펌프는 상기 제4 T자관 밸브와 상기 제4 혼합 탱크의 저부 제4 재료유출구 사이의 제4 연결 파이프 상에 위치하고 있으며, 상기 제4 재료배출관과 제4 T자관 밸브는 상호 연결되어 있으며, 상기 제2 열저항온도측정 헤드는 상기 제4 혼합탱크 내에 고정 설치되어 있으며 리드선을 통하여 상기 제4 혼합탱크를 관통하는 상부 덮개는 제2 온도 인디케이터와 상호 연결되고,
제1 분무 세척기는, 상기 고체 액체 분리기의 고체 출구와 상호 연결되어 있으며, 상기 제1 분무 세척기의 구조는 제2 분무혼합기의 구조와 상호 동일하며, 상기 제1 분무 세척기는 차례대로 제1 분리기, 제2 분무세척기, 제2 분리기와 상호 연결되어 있으며, 상기 제2 분무세척기의 구조는 상기 제1 분무 세척기의 구조와 상호 동일하며, 상기 제2 분무세척기는 다시 반응기와 상호 연결되며,
상기 반응기 구조는 정상부 덮개 상에 하나의 증기 액체관이 설치되어 있는 것 외에 상기 분무 교반기의 구조와 상호 동일하며, 상기 증기 액체관은 제2 냉각기와 연결되어 있으며, 상기 반응기는 제2 혼합탱크, 제2 재료공급탱크, 제2 분무 통로, 제2 격막펌프, 제2 T자관 밸브, 제2 재료배출관과 증기액체관을 포함하며, 상기 제2 재료공급탱크 하부의 제2 재료첨가관은 상기 제2 혼합탱크 상부 덮개 상에 장치되어 있으며 상기 제2 혼합탱크 내에 뻗어 들어가며, 상기 제2 혼합탱크 상부 덮개 상에 상기 하나의 증기 액체관이 설치되어 있으며, 상기 제2 분무통로는 차례대로 상호 통하는 제2 노즐, 제2 노즐 챔버와 제2 노즐출구를 포함하며, 상기 노즐 챔버의 벽면의 양측에는 각각 하나의 액체유동구멍이 설치되어 있으며, 상기 제2 노즐의 직경은 3-4mm이며, 상기 제2 격막펌프는 상기 제2 T자관 밸브와 상기 제2 혼합탱크 저부의 제2 재료유출구 사이에 있는 제2 연결파이프 상에 설치되어 있으며, 상기 제2 재료배출관은 상기 제2 T자관 밸브와 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 단결정 실리콘 커팅 폐액처리 회수 방법의 장치. The method of claim 1, wherein the spray stirrer includes a first mixing tank, a first material supply tank, a first spray passage, a first diaphragm pump, a first T-pipe valve, and a first material discharge pipe. A first material tube in the lower part of the tank is mounted to the cover on the first mixing tank and extends into the first mixing tank, and the first spray passage passes through the nozzles, the nozzle chambers and the first nozzle outlets which in turn communicate with each other. And a liquid flow hole is provided at both sides of the nozzle chamber wall, respectively, and the diameter of the nozzle is 3-4 mm, and the first diaphragm pump includes the first T-pipe valve and the first mixing tank bottom. Located on a first connection pipe that is the same as the first material outlet, the first material discharge pipe is interconnected with the first T-pipe valve,
The spray mixer is connected to the spray stirrer through the first material discharge pipe of the spray stirrer, the third mixing tank, the third material supply tank, the third spray device, the third diaphragm pump, the first heat resistance temperature measuring head, And a third T-tube valve and a third material discharge pipe, wherein the third material adding pipe below the third material supply tank is mounted on the cover of the third mixing tank and extends into the third mixing tank, The spraying device includes a third spray passage and a first guide plate, and the third spray passage includes a third nozzle inlet, a first alternating tube, a first mixing chamber, and a third nozzle outlet, which in turn communicate with each other. The third nozzle inlet has a funnel shape, the diameter of the first AC tube is 1.2-3 mm, and a first liquid flow first inlet is provided at both sides of the wall of the first mixing chamber, respectively. Guide plate is vertically Is installed on the third spray passage and located between the liquid flow first inlet port and the third nozzle outlet, small holes are distributed on the first guide plate, the third diaphragm pump is the third T-tube Located on a third connecting pipe between the valve and the third material outlet of the bottom of the third mixing tank, the third material discharge pipe is interconnected with the third T-tube valve, the first heat resistance temperature measurement The head is fixedly installed in the third mixing tank, and the upper cover of the third mixing tank penetrating through the lead wire is interconnected with the first temperature indicator,
The solid liquid separator includes a sprinkler head, a gas outlet pipe, a conical plate, a funnel plate and a solid outlet, and the third material discharge pipe of the spray mixer is installed at the center of the top cover of the solid liquid separator. Two units of electric heating plates interconnected with the head and fixed up and down symmetrically on the outer wall are installed in the solid liquid separator, and the structure of the electric heating plates of each unit is one conical plate in the upper direction. The lower direction is made of a funnel plate and a hole, the diameter of the funnel plate is larger than the diameter of the conical plate, the conical plate is arranged at 120 ° formed of three fixed nails Fixed to the top, the three positioning nails It is fixed on the outer wall, the funnel plate is fixed on the tray, the tray is fixed on the outer wall with a fixing screw, a gas outlet pipe is installed on the top cover, the bottom is a solid outlet A baffle plate is installed around four of the solid outlets, and a liquid outlet is provided at the bottom thereof.
The spray dehydrator is the same as the structure of the spray mixer except that one drain pipe is installed on the top cover, the solid liquid separator is interconnected with the spray dehydrator through a first cooler, the spray dehydrator A fourth mixing tank, a fourth material supply tank, a fourth spraying device, a fourth diaphragm pump, a second heat resistance temperature measuring head, a fourth T-tube valve, a fourth material discharge pipe and a drain pipe, and the fourth material supply The fourth material adding pipe at the bottom of the tank is mounted on the fourth mixing tank top cover and extends into the fourth mixing tank, and one drain pipe is installed on the fourth mixing tank top cover, and the fourth spray The apparatus includes a fourth spray passage and a second guide plate, wherein the fourth spray passage in turn communicates with the fourth nozzle inlet, the second alternating tube, the second mixing chamber, and the fourth. A fourth outlet port is included, and the fourth nozzle inlet has a funnel shape, and the diameter of the second AC tube is 1.2-3 mm, and both sides of the liquid flow second guide port are respectively provided on both sides of the wall of the second mixing chamber. Is installed, the second guide plate is installed on the fourth spray passage facing vertically and is located between the liquid flow second guide port and the fourth nozzle outlet, small holes are distributed in the second guide plate The fourth diaphragm pump is located on a fourth connecting pipe between the fourth T-pipe valve and the bottom fourth material outlet of the fourth mixing tank, and the fourth material discharge pipe and the fourth T-pipe valve are An upper cover which is interconnected and the second heat resistance temperature measuring head is fixedly installed in the fourth mixing tank and penetrates the fourth mixing tank through a lead wire. The indicator is interconnected with a second temperature,
The first spray washer is interconnected with the solid outlet of the solid liquid separator, the structure of the first spray washer is the same as the structure of the second spray mixer, and the first spray washer is in turn the first separator, A second spray washer and a second separator are interconnected, the structure of the second spray washer is the same as the structure of the first spray washer, the second spray was again interconnected with the reactor,
The reactor structure is the same as the structure of the spray stirrer except that one vapor liquid tube is installed on the top cover, the vapor liquid tube is connected to the second cooler, the reactor is a second mixing tank, And a second material supply tank, a second spray passage, a second diaphragm pump, a second T-pipe valve, a second material discharge pipe, and a vapor liquid pipe. 2 is installed on the mixing tank top cover and extends into the second mixing tank, the one vapor liquid pipe is installed on the second mixing tank top cover, and the second spray passages are in turn communicating with each other. 2 nozzles, a second nozzle chamber, and a second nozzle outlet, each of which has one liquid flow hole provided on both sides of the wall of the nozzle chamber, and the diameter of the second nozzle is 3-4 mm. The second diaphragm pump is installed on a second connection pipe between the second T-pipe valve and the second material outlet of the bottom of the second mixing tank, and the second material discharge pipe is connected to the second T-pipe valve. Apparatus of a single crystal silicon cutting wastewater treatment recovery method characterized in that the interconnection.
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KR20190079003A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 오두환 | Supply device for liquid abrasive |
CN113001412A (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-22 | 株式会社则武 | Grinding fluid filtering device for grinding machine |
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- 2011-01-14 KR KR1020110003831A patent/KR101826988B1/en active IP Right Grant
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