KR940003212B1 - Continuous treatment of compound including chlorosilane - Google Patents
Continuous treatment of compound including chlorosilane Download PDFInfo
- Publication number
- KR940003212B1 KR940003212B1 KR1019910005405A KR910005405A KR940003212B1 KR 940003212 B1 KR940003212 B1 KR 940003212B1 KR 1019910005405 A KR1019910005405 A KR 1019910005405A KR 910005405 A KR910005405 A KR 910005405A KR 940003212 B1 KR940003212 B1 KR 940003212B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cao
- silane
- stirring tank
- gas
- waste
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
제1도는 본 발명을 설명하기 위한 실시예에서 사용된 장치와 공정의 흐름도.1 is a flow diagram of an apparatus and process used in an embodiment to illustrate the invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : CaO 술러리 교반조 2 : 기-액 접촉장치1 CaO Sultry stirring
3 : 침강분리조 5 : 가스 분산관3: sedimentation tank 5: gas dispersion pipe
8 : 슬러리 펌프 12 : pH 측정구8: slurry pump 12: pH measuring instrument
15 : 냉각코일 18 : 교반기 임펠러15
CW : 냉각수 M : 모터CW: Coolant M: Motor
PG : 압력계 TC : 온도조절계PG: Pressure gauge TC: Temperature controller
V : 밸브V: Valve
본 발명은 염화실란화합물이 함유된 폐기물을 처리하는 방법에 관한 것이다. 더 상세히 설명하면 본 발명은 고순도 다결정 실리콘 제조공정이나 유기실리콘 제품(Silicone)의 출발원료인 유기염화 실란의 합성 공정등에 있어서 배출되는 염화실란 화합물이 적어도 한 성분이상 함유된 액체 또는 가스 상태의 폐기물을 알칼리 수용액으로 간단하고 안전하게 연속 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating a waste containing a silane chloride compound. In more detail, the present invention relates to a liquid or gaseous waste containing at least one component of the silane chloride compound discharged in a high-purity polycrystalline silicon manufacturing process or a synthesis process of organochlorinated silane which is a starting material of an organosilicon product (Silicone). The present invention relates to a method for simple and safe continuous processing with an aqueous alkali solution.
본 발명에 있어서 염화실란 화합물에는 삼염화실란, 사염화실리콘 등의 염화실란 뿐만 아니라 Silicone의 출발원료로 최근 다량 사용되고 있는 메틸염화실란, 페닐염화실란등이 포함되며 RaSiHbClc와 같은 일반 화학식으로 표시할 수 있다. 여기서 R은 메틸기 또는 페닐기를 나타내며 하첨자 a,b는 0,1,2,3의 정수이고 c는 1,2,3들이며 이들 사이에는 a+b+c=4의 관계가 성립된다. 대표적인 염화실란 화합물의 예를 들면 삼염화실란, 사염화실리콘, 삼메틸염화실란, 메틸이염화실란, 이메틸이염화실란, 메틸삼염화실란, 페닐삼염화실란, 이페닐이염화실란 등과 같은 것이 있다.The silane chloride compound in the present invention includes not only silane chlorides such as trichlorosilane and silicon tetrachloride, but also methyl chloride silane, phenyl chloride, etc., which are recently used in large quantities as starting materials of silicone, and include general formulas such as R a SiH b Cl c . I can display it. Where R represents a methyl group or a phenyl group and the subscripts a, b are integers of 0,1,2,3, c is 1,2,3 and a + b + c = 4 relationship is established between them. Examples of the representative silane chloride compounds include trichlorosilane, silicon tetrachloride, trimethylsilane, methyldichloride, dimethyldichloride, methyltrichloride, phenyltrichloride, diphenyldichloride and the like.
반도체 IC와 태양전지등의기초 소재인 고순도 다결정 실리콘(6N-11N)을 제조하기 위한 방법의 하나로서 (1) 금속 실리콘(순도 98.5% 정도)을 염화수소 가스와 반응시켜 삼염화실란(SiHCl3)을 제조하고, (2) 삼염화실란을 고순도로 정제하여 (3) 정제된 삼염화 실란을 약 1.OOO℃에서 수소로 환원 또는 열분해하여 실리콘을 증착, 제조하고, (4) 부생하는 사염화실리콘(SiCl4)을 다시 금속실리콘 존재하에 H2로 환원시켜 삼염화실란을 제조, 이를 재사용하는 공정이 일반적으로 사용되고 있다. 이같은 고순도 실리콘 제조공정에서 배출되는 폐기물로는 알루미늄, 철, 티타늄등과 같은 금속의 염화물이 포함된 염화실란 폐액과 증류공정, 퍼지 등에서 발생하는 염화실란이 함유된 폐가스(수소, 질소등)등이 있다. 또한 실리콘오일, 고무, 수지 등 Silicone의 출발원료인 메틸염화실란, 페닐염화실란등의 합성 공정, 인조 석영 유리 제조공정 등에서도 상기 염화실란 화합물이 포함된 폐기물이 다량 대출된다.As one of the methods for manufacturing high-purity polycrystalline silicon (6N-11N), which are the basic materials of semiconductor ICs and solar cells, (1) metal trichloride (about 98.5% purity) is reacted with hydrogen chloride gas to produce trichlorosilane (SiHCl 3 ). And (2) purifying the trichlorosilane with high purity, (3) reducing or pyrolysing the purified trichlorosilane with hydrogen at about 1.100 ° C. to deposit and prepare silicon, and (4) byproduct silicon tetrachloride (SiCl 4). ) Is reduced to H 2 in the presence of metal silicon to prepare trichlorosilane and reuse it. Wastes from these high-purity silicon manufacturing processes include silane chloride liquid containing chlorides of metals such as aluminum, iron, and titanium, and waste gas containing hydrogen silane (hydrogen, nitrogen, etc.) from distillation and purge. have. In addition, a large amount of wastes containing the silane chloride compounds are also loaned in synthetic processes such as methyl chloride silane and phenyl silane, which are silicone starting materials such as silicone oil, rubber and resin, and synthetic quartz glass manufacturing process.
이와같은 염화실란 화합물의 폐액을 처리하는 종래의 기술로는 액체 폐기물을 물로 수화하여 산화물로 만들고 이때 부생하는 염산을 적당한 알칼리로 처리하는 방법이 있다. 이 방법에서는 수화에 의해 생기는 실리카 고체에 의해 반응용기가 막히는 것을 방지하기 위해 많은 양의 물과 매우 격렬한 교반이 필요하게 되어 장치비가 과다하고 유지보수가 어러운 문제점이 있다. 또 다른 종래의 기술로는 미국특허 US 4,519,999에 제시되어 있는 바와 같은 연소 방법인데 이 방법 또한 장치비와 연료비가 과다하다. 상기 문제점을 해결하기 위한 또 하나의 종래의 기술은 산화칼슘(CaO) 현탁수로 채워진 교반조내에 염화실란 폐액을 주입하여 중화시켜 처리하는 방법으로 미국특허 US 4,690,810에 제시되어 있다. 이 방법은 회분식 공정으로 초기에 pH 9 이상으로 유지되어 있는 산화칼슘 현탁수에 염화실란 폐액을 주입하여 PH 7 내지 8이 될때 폐액 주입을 중단하고 생성된 고체 반응 생성물을 회수하는 것으로 앞에서 언급한 여러 문제점들을 해결하고 있으나 반응이 끝난 후 다시 내부의 생성물을 빼낸 후 신규 CaO 현탄수를 충전하여 반응을 실시하므로, 연속적인 조작이 불가능한 문제점이 있다.Conventional techniques for treating such waste liquid of the silane chloride compound include a method of hydrating liquid waste into water to form an oxide and treating byproduct hydrochloric acid with a suitable alkali. In this method, a large amount of water and very vigorous stirring are required in order to prevent the reaction vessel from being blocked by the silica solid generated by hydration, resulting in excessive equipment costs and difficult maintenance. Another conventional technique is a combustion method as set forth in US Pat. No. 4,519,999, which also has a high equipment cost and fuel cost. Another prior art for solving the above problems is described in US Pat. No. 4,690,810 as a method of neutralizing by injecting silane chloride liquid into a stirred tank filled with calcium oxide (CaO) suspension water. This method is a batch process that injects silane chloride solution into calcium oxide suspended water initially maintained at pH 9 or above, and stops the waste solution injection at pH 7-8 and recovers the solid reaction product. Solving the problems, but after the reaction is finished, after removing the internal product again to charge the new CaO suspension ballistics to carry out the reaction, there is a problem that continuous operation is impossible.
염화실란 화합물의 폐가스를 처리하는 종래의 기술로는 폐가스를 가성소다(NaOH) 수용액으로 세정(기액 접촉)하여 염화실란을 SiO2로 분해하고 동시에 생성된 HCl을 중화하는 방법이 널리 사용되어 왔는데, 여기에서 생성된 SiO2는 산성 내지 약알칼리성을 띈 겔 상태로 석출하여 장치나 기기의 표면에 부착하여 막힘, 압력손실 증대등의 원인이 되므로 세정액의 pH를 13 내지 14로 조정하여 SiO2를 Na2SiO3(메타규산 나트륨)으로 만들어야 할 필요가 있다.Conventional techniques for treating the waste gas of the silane chloride compound have been widely used to decompose the chlorine chloride into SiO 2 and neutralize the HCl produced by washing the waste gas with an aqueous solution of caustic soda (NaOH). the herein generated SiO 2 is acid to ttuin a slightly alkaline clogging adhering to the surface of the precipitation by the device or devices in a gel state, it will cause and increase pressure loss by adjusting the pH of the rinse solution to 13 to 14 to SiO 2 Na It needs to be made of 2 SiO 3 (sodium metasilicate).
SiO2+2NaOH → Na2SiO3+H20SiO 2 +2 NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 0
따라서 통상 아주 대량의 가성소다가 필요하게 되고 장치의 유지 보수가 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로는 일본 공개특허 63-214,321에 제시되어 있는 바와 같이 염화실란 폐가스를 펌프에 의해 순환되는 pH 9.5 내지 10.5 범위의 산화칼슘 현탁수와 제트스크러버(Jet Scrubber)등과 같은 기액 접촉 장치에서 반응시킨 후 생성한 슬러리를 침강, 분리함과 동시에 그 모액에 산화칼슘을 첨가, pH를 조정하여 순환·재사용하는 방법이 있다. 이 방법은 염화실란 폐가스를 처리하는데 효과적이지만 장치비가 비교적 비싸고 염화실란 폐액을 처리하는 방법으로는 부적절하다.Therefore, a large amount of caustic soda is usually required and the maintenance of the device is difficult. Conventional techniques for solving this problem include calcium oxide suspended water and jet scrubber in a pH range of 9.5 to 10.5 circulating by pumping silane chloride waste gas as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-214,321. The slurry produced after the reaction in the same gas-liquid contacting apparatus is precipitated and separated, and calcium oxide is added to the mother liquor to adjust the pH to circulate and reuse. This method is effective for treating silane chloride waste gas, but the equipment cost is relatively high and it is inadequate for treating silane chloride waste liquid.
본 발명은 상기와 같은 종래법의 문제점들을 해결하여 고순도 다결정 실리콘 제조공정이나 유기염화실란 합성 공정등으로부터 배출되는 염화실란 화합물의 폐가스와 폐액을 동시에 처리할 수 있는 값싸고 간편한 방법을 제공하는데 있다.The present invention solves the problems of the conventional method as described above to provide an inexpensive and simple method that can simultaneously process the waste gas and waste liquid of the silane chloride compound discharged from a high-purity polycrystalline silicon manufacturing process or organochlorinated silane synthesis process.
종래법은 염화실란 화합물 함유 폐기물을 가스와 액체로 나누어 폐가스는 pH 13내지 14 범위의 NaOH수용액이나 pH 9.5 내지 10.5 범위의 CaO 현탁수로 처리하고, 폐액은 회분식으로 별도로 처리하는 데 비해, 본 발명은 pH 9 이상의 CaO 현탁수가 채워진 연속 교반조를 사용하여 모든 폐기물을 동시에 연속적으로 처리하는 것을 특징으로 한다.The conventional method divides waste containing silane chloride compound into gas and liquid, and waste gas is treated with NaOH aqueous solution in the range of
본 발명의 하나의 실시양태를 설명하면, 염화실란 화합물 처리용 연속 교반조는 예를 들면 폴리에틸렌 ELPAI탱크와 같은 내산, 내알칼리성 재질의 탱크로서 그 내부에 2개의 임펠러(impeller)가 부착된 교반기와 냉각용 코일이, 그 하부에는 염화실란 화합물 도입용 분산 파이프가 설치되어 있다. pH 9 이상의 CaO 현탁수를 상기 교반조 내에 채운다음 염화실란 화합물 함유 폐기물을 반응열에 의한 증기(fume)가 발생하지 않을 정도의 속도로 현탁액의 하부에 주입한다. 염화실란 화합물이 CaO 현탁수와 접촉하면 우선 물과 반응하여 SiO2가 생성됨과 동시에 HCI은 CaO에 의해 중화되고 SiO2는 겔 상으로 석출하는데 이때 현탁수의 pH를 9 이상으로 유지하면 석출한 SiO2와 CaO, H2O가 반응하여 Ca(HSiO3)2로 되어 겔 상 SiO2를 수반하므로 침강하기 쉬운 슬러리가 된다. pH 9 이하에서는 CaO가 거의 다 소비되어 Ca(HSi03)2에 수반되지 않은 겔 상 SiO2가 많이 남아 있어 침강 분리가 어렵고 장치, 기기등에 부착하기가 쉽다.Referring to one embodiment of the present invention, a continuous stirring bath for treating a silane chloride compound is for example polyethylene ELPAI. An acid and alkali resistant tank, such as a tank, is provided with a stirrer with two impellers inside it and a cooling coil, and a dispersing pipe for introducing a chlorinated silane compound at the lower portion thereof. The CaO suspension having a pH of 9 or above is filled into the stirring vessel, and then the waste containing the silane chloride compound is injected into the lower portion of the suspension at a rate such that no fume is generated by the heat of reaction. When the silane compound contacts with CaO suspended water, it first reacts with water to form SiO 2 , while HCI is neutralized by CaO and SiO 2 is precipitated in a gel phase. When the pH of the suspended water is maintained above 9, the precipitated SiO 2 reacts with CaO and H 2 O to form Ca (HSiO 3 ) 2 , which is accompanied by gel phase SiO 2 , and thus becomes a slurry that is easily precipitated. Below pH 9, CaO is almost consumed, and much SiO 2 remains on the gel, which is not accompanied by Ca (HSi0 3 ) 2 , making sedimentation separation difficult and easy to attach to devices and devices.
반응에 관계되는 화학식은 삼염화실란, 이염화 이메틸실란의 경우 다음식과 같이 표시된다.The chemical formula involved in the reaction is represented by the following formula in the case of trichlorosilane and dimethyldichloride.
2HSiCl3+ 3ca0 + H2O → 2SiO2+ 3CaCl2+ H2 2HSiCl 3 + 3ca0 + H 2 O → 2SiO 2 + 3CaCl 2 + H 2
(CH3)2SiCl2+ Ca0 + H20 → SiO2+ CaC12+ 2CH4 (CH 3) 2 SiCl 2 + H 2 0 → Ca0 + SiO 2 + CaC1 2 + 2CH 4
상기와 같은 반응들은 매우 큰 발열반응이므로 염화실란 화합물의 주입속도에 비례하여 반응 혼합물의 온도가 상승한다. 교반조의 온도는 염화실란 주입속도를 제한함과 동시에 용기내에 설치된 냉각코일에 의해 현탁액을 냉각함으로써 조절한다. 교반조 내부온도를 약 60℃ 이하로 유지하면 fume의 발생을 피할 수 있다. 생성된 슬러리는 overflow관을 통해 교반조 외부로 자동적으로 배출되어 교반조의 수위가 일정하게 유지되며 이 배출된 슬러리의 pH를 측정하고 이 값에 연동하여 pH 9 이상의 신규 CaO 현탁수를 첨가함으로써 교반조 내부 슬러리를 pH 9 이상으로 일정하게 유지하면서 염화실란 화합물을 처리할 수 있도록 한다. 배출된 슬러리는 침강 분리조에 도입되어 주로 실리카 성분인 고형물과 CaCl2수용액으로 분리된다. CaCl2수용액은 증발 공정을 거쳐 약 35wt.%의 상업용으로 농축, 제조할 수 있으며 상기 고형물은 환경적으로 무해한 물질이다. 상기의 교반조는 주입되는 염화실란 화합물의 증기압 이상으로 예를 들면 약 10psi 정도로 양압을 걸어 밀봉할 수 있도록 되어 있으며 교반기의 회전축과 교반탱크는 미케니칼실을 사용하여 밀봉되어 있다. 또한 별도의 Rasching Ring 충전탑과 같은 기-액 접촉장치를 설치하고 신규 공급되는 CaO 현탁수가 이 장치를 통과하여 교반조에 공급되도록 하고 교반조에서 배출되는 가스도 이 장치를 통과시켜 여기에서 최종적으로 잔여 염화실란 화합물을 중화, 제거 할 수 있도록 한다.Since the above reactions are very exothermic, the temperature of the reaction mixture increases in proportion to the injection rate of the silane chloride compound. The temperature of the stirring bath is controlled by cooling the suspension with a cooling coil installed in the vessel while limiting the silane chloride injection rate. Maintaining the temperature inside the stirring tank below about 60 ° C. can avoid fume generation. The resulting slurry is automatically discharged to the outside of the stirring tank through the overflow tube so that the level of the stirring tank is kept constant. The pH of the discharged slurry is measured, and the stirring tank is added with a new CaO suspension of pH 9 or higher in conjunction with this value. The internal slurry is kept constant above pH 9 to allow for treatment of the silane chloride compound. The discharged slurry is introduced into a sedimentation separation tank and separated into a solid mainly composed of silica and an aqueous solution of CaCl 2 . Aqueous CaCl 2 solution can be concentrated and prepared commercially at about 35 wt.% Through an evaporation process, and the solid is an environmentally harmless material. The stirring tank is capable of sealing by applying a positive pressure, for example, about 10 psi or more above the vapor pressure of the injected silane chloride compound, and the rotating shaft of the stirrer and the stirring tank are sealed using a mechanical chamber. In addition, a gas-liquid contact device such as a separate Rasching Ring packed column is installed, and newly supplied CaO suspension water is passed through the device to be supplied to the stirring tank, and the gas discharged from the stirring tank is passed through the device to finally remain there. To neutralize and remove silane chloride compounds.
미국 특허 US 4,690,810에 나타난 바와 같은 종래의 기술에서는 염화실란 폐액을 CaO 현탁수가 채워진 교반조에서 회분식으로 처리하는데 염화실란 주입속도의 조절이 어렵고 연속적인 조작이 안되는 반면에 본 발명의 중요한 착안점은 반응·생성된 슬러리를 연속 배출하고 소비된 CaO를 신규 CaO 현탁수로 보충하여 교반조의 수위를 일정하게 유지하는 일종의 연속 교반조 반응기(CSTR) 형태의 처리조를 사용하여 모든 형태의 염화실란 화합물 함유 폐기물을 한 장치에서 연속적으로 처리할 수 있다는 점이다.In the prior art, as shown in US Pat. No. 4,690,810, the silane chloride waste solution is treated batchwise in a stirred tank filled with CaO suspension, whereby the adjustment of the silane chloride injection rate is difficult and continuous operation is not possible. Wastes containing all types of silane chloride compounds were removed using a continuous stirred tank reactor (CSTR) type treatment tank that continuously discharged the resulting slurry and replenished the spent CaO with fresh CaO suspended water. It can be processed continuously in one device.
이하 본 발명을 도면에 따라 상세히 설명한다. 도면은 본 발명의 실시예의 흐름도를 나타낸 것으로 (1)은 교반조, (2)는 기액 접촉장치, (3)은 침강 분리조이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The figure shows a flowchart of an embodiment of the present invention, where (1) is a stirring vessel, (2) a gas-liquid contact device, and (3) is a sedimentation separation tank.
염화실란 화합물을 함유하는 폐가스 또는 폐액은 도입관(4)을 지나 분산 파이프(5)에서 분산되어 교반조(1)에 도입되어 CaO 현탁수와 접촉하여 SiO2, Ca(HSi03)2로 변화하고, 생성된 슬러리 함유하는 액체는 일류관(overflow)관(6)을 지나 연속적으로 침강 분리조(3)에 도입되며, 여기서 침강 분리한 슬러리는 관(7)을 통해 펌프(8)에 의해 계외로 배출되고, 그 상징액 CaCl2수용액은 관(9)을 통해 배출된다.Waste gas or waste liquid containing a chlorosilane compound is dispersed in a dispersion pipe (5) through an introduction pipe (4), introduced into a stirring vessel (1), and brought into contact with CaO suspended water to change into SiO 2 , Ca (HSi0 3 ) 2 . The resulting slurry-containing liquid is introduced into the
한편, 교반조 내에서 CaO 현탁수와 접촉, 반응하여 염화실란 화합물, HCI 가스등이 대부분 제거된 폐가스와 이때 반응에 의해 생성된 수소가스는 관(10)을 통해 기-액 접촉장치(2)에 도입되고 여기에서 교반조 내에 주입되는 pH 9 이상의 CaO 강알칼리 현탁수와 접촉, 반응하여 미량의 잔여 염화실란 화합물을 제거한 후 관(11)을 통해 계외로 배출된다.On the other hand, the waste gas in which the silane chloride compound, HCI gas and the like are mostly removed by contacting and reacting with CaO suspended water in the stirring vessel and the hydrogen gas generated by the reaction are passed through the
(12)는 측정기로 교반조에서 넘쳐 나오는(overflow) 현탁액의 pH를 측정, 이에 연동하여 밸브(13)을 작동하여 관(14)를 통해 새로운 CaO 현탁수를 교반조에 주입하여 교반조의 pH가 일정하게 유지되도록 한다. (15)는 열교환용 폴리에틴렌 XL재질의 냉각코일로서 (16),(17)을 통해 냉각수를 흘려 염화실란 화합물이 CaO 접촉하여 발생하는 반응열을 제거하여 액의 과열에 의한 유독성 증기(fume) 발생을 억제하도록 한다.(12) measures the pH of the suspension overflowed from the stirring tank with a measuring device, in conjunction with this to operate the
상기 실시예에 있어서 기액접촉장치(2)로는 Rasching Ring을 사용하였지만 그밖에 제트스크러버, 시이브트레이(Jet Scrubber, Sieve Tray)등의 기액접촉장치를 사용해도 좋다. 또한 염화실란 화합물의 주입설비로 여러개의 구멍이 하부로 뚫린 분산파이프(5)를 사용하였지만 그밖에 스크린, 필터등과 같은 여러가지 형태의 분산 장치를 사용해도 좋다.Although the Rasching Ring is used as the gas-
이상 설명에서 나타난 바와 같이, 종래법에 의하면 고순도 다결정 실리콘 제조공정 등에서 배출되는 염화실란 화합물의 폐가스와 폐액을 별도의 장치에서 처리하고, 폐가스 처리 방법에 있어서 NaOH을 사용하면 장치, 기기등이 막히는 문제점이 있어 NaOH 수용액의 pH를 13 내지 14로 유지하여야 하기 때문에 NaOH가 다량 필요하며 유지보수가 어렵고 CaO 현탁수를 이용한 순환 시스템은 장치가 복잡하고 폐액은 처리할 수 없는데 비해, 그리고 폐액 처리 방법에 있어서는 CaO 현탁수가 충전된 냉각용 자켓(jacket)이 부설된 유리내장(glass-lined) 교반조에서 화분식으로 처리하므로 장치비 및 운전비가 비교적 고가인데 비해, 본 발명의 방법을 사용하면 염화실란 화합물의 폐가스와 폐액을 동시에 하나의 교반조에서 연속적으로 처리할 수 있고 교반조내의 pH를 9 이상으로 일정하게 유지함으로써 겔상 SiO2는 생성한 Ca(HSi03)2와 공존하여 극히 침강하기 쉬운 슬러리(Slurry)가 되어 분리하기가 쉽기 때문에 장치, 기기등에 부착할 염려가 없이 안정적으로 운전할 수 있으므로 종래법에 비하여 본 발명의 방법에 의하면 다결정 실리콘 제조공정이나 유기염화실란 합성 공정 등에서 발생하는 모든 가스/액체 상태의 염화실란 폐기물을 하나의 장치에서 연속적으로 안정하게 처리할 수 있고 장치비가 저렴하고 유지, 보수가 쉽다.As shown in the above description, according to the conventional method, when the waste gas and the waste liquid of the silane chloride compound discharged from the high purity polycrystalline silicon manufacturing process, etc. are treated in a separate apparatus, and the NaOH is used in the waste gas treatment method, the apparatus and the apparatus are clogged. Since the pH of the NaOH aqueous solution must be maintained at 13 to 14, a large amount of NaOH is required, maintenance is difficult, and a circulatory system using CaO suspended water is complicated in equipment and incapable of treating waste liquids, and in waste liquid treatment methods. In the glass-lined agitator tank equipped with a cooling jacket filled with CaO suspension water, it is treated as a potted plant, so the equipment cost and operation cost are relatively high. And waste liquid can be processed continuously in one stirring tank at the same time. By keeping constant the gel SiO 2 is an easy-slurry (Slurry) to extremely sedimentation to coexist with the generated Ca (HSi0 3) 2 can operate reliably without the concern that attached to the device, the device because it is easy to separate the conventional According to the method of the present invention, compared to the method, all gas / liquid chlorine chloride wastes generated in polycrystalline silicon manufacturing process or organochlorinated silane synthesis process can be continuously and stably processed in one device, and the equipment cost is low, maintenance, Easy to repair
[실시예 1]Example 1
도면에 나타난 바와 같은 폴리에틸렌 교반조내에 60mesh 이하의 미세한 가루형태의 산화칼슘(CaO)의 현탁수(CaO 15중량%) 500리터를 준비하였다. 초기에 현탁수의 pH는 13이상이었다. 상기 장치에 고순도 다결정 시험공장에서 배출되는 표 1과 같은 조성의 염화실란 폐가스를 교반조 하부에 설치된 분산 파이프를 통해 주입하여 중화, 처리하였다.500 liters of suspended water (
[표 1]TABLE 1
폐가스를 계속 흘리면서 교반조에서 일류(overflow)되는 현탁액의 pH를 pH 측정기로 연속 측정하였고 pH 값이 9로 떨어지면 신규 CaO 현탁수(15중량%)를 자동적으로 보충하여 교반조내의 pH를 9로 일정하게 유지하먼서 정상상태에서 폐가스를 처리하였다.Continuously flowing the waste gas, the pH of the suspension flowing in the stirring tank was continuously measured with a pH meter.When the pH value dropped to 9, new CaO suspension water (15% by weight) was automatically replenished to adjust the pH in the stirring tank to 9 The waste gas was treated at steady state.
교반기의 회전속도는 350rpm으로 하였으며 냉각코일에 냉각수를 흘려 교반조내의 온도를 50℃ 이하로 유지하였다. 약 100시간 운전한 결과, CaO의 소비량은 총 470㎏으로 가스 100㎥당 18.5㎏이었으며 정상상태에서 신규 주입되는 현탁수에 포함된 CaO의 양은 시간당 평균 4.5㎏이었다. 가스 주입용 분산관, 임펠러(impeller)등 장치에 막힘이나 부착물이 없이 안정한 운전이 가능하였으며 출구 가스중에 염화실란 함유량은 5ppm 이하이었다.The rotation speed of the stirrer was 350rpm and the cooling water was flowed into the cooling coil to maintain the temperature in the stirring tank at 50 ° C or lower. After about 100 hours of operation, the total consumption of CaO was 470 kg, which was 18.5 kg per 100 m3 of gas, and the average amount of CaO contained in freshly-injected suspended water was 4.5 kg per hour. Stable operation was possible without any blockages or deposits in the gas injector, impeller, etc., and the content of silane chloride in the outlet gas was 5 ppm or less.
[실시예 2]Example 2
실시예 1에서와 마찬가지로 초기에 교반조내에 CaO 15중량 %의 현탁수를 준비하였다. 표 2와 같은 조성의 염화실란 폐액을 교반조 하부에 설치된 액체 주입용 파이프를 통해 주입하여 중화, 처리하였다.As in Example 1, 15% by weight of CaO suspension was initially prepared in a stirring vessel. Silane chloride waste liquid of the composition as shown in Table 2 was injected through the liquid injection pipe installed in the lower part of the stirring tank to neutralize and process.
[표 2]TABLE 2
실시예 1에서와 마찬가지로 폐액을 계속 주입하면서 교반조의 pH 9로 떨어지면 신규 CaO 현탁수를 보충하여 pH 9의 정상 상태에서 연속적으로 폐액을 처리하였다. 약 65시간 운전한 결과, CaO의 소비량은 총 440㎏으로 폐액 1ℓ당 1.23㎏이었으며 정상상태에서 신규 주입되는 CaO의 양은 시간당 평균 6.4㎏이었다. 액체주입 파이프, 임펠러 등 장치에 막힘이나 부착물없이 안정한 운전이 가능하였으며 출구가스중에 염화실란 함유량은 5ppm 이하이었다.In the same manner as in Example 1, while continuously injecting the waste liquid to the pH 9 of the stirred tank was replenished with fresh CaO suspension to treat the waste liquid continuously in a steady state of pH 9. After about 65 hours of operation, the total consumption of CaO was 440 kg, 1.23 kg per liter of waste liquor, and the average amount of newly injected CaO was 6.4 kg per hour. Stable operation was possible without clogging or deposits in the equipment such as liquid injection pipes and impellers, and the content of silane chloride in the outlet gas was 5 ppm or less.
[실시예 3]Example 3
실시예 1과 같은 조성의 염화실란 폐가스와 실시예 2의 폐액을 각각 12.2m3/hr, 3ℓ/hr의 유량으로 상기와 같은 방법으로 한 교반조내에 동시에 주입하여 연속 중화, 처리하였다. 약 100시간 운전한 결과, CaO의 총 소비량은 약 560㎏ 이었으며 정상 상태에서 신규 주입되는 CaO의 양은 시간당 평균 5.3㎏ 이었다. 안정한 운전이 가능하였으며 출구가스중의 염화실란 함유량은 5ppm 이하이었다.The silane chloride waste gas having the same composition as in Example 1 and the waste liquid of Example 2 were continuously injected into the stirring vessel in the same manner as described above at a flow rate of 12.2
[실시예 4]Example 4
실험의 목적상(CH3)2SiCl2액체를 실시예 2에서와 마찬가지의 방법으로 교반조 하부에 설치된 액체 주입용 파이프를 통하여 약 10㎏/hr의 속도로 주입하여 중화, 처리하였다. 약 20시간 운전한 결과 CaO의 소비량은 총 102㎏으로 (CH3)2SiCl2액체 1㎏당 0.51㎏이었으며 정상상태에서 신규 주입되는 CaO의 양은 시간당 4.9㎏이었다. 안정한 운전이 가능하였으며 출구가스중의 염화실란함유량은 5ppm 이하이었다.For the purpose of the experiment, (CH 3 ) 2 SiCl 2 liquid was injected and neutralized and treated at a rate of about 10 kg / hr through a liquid injection pipe installed in the lower part of the stirring vessel in the same manner as in Example 2. After 20 hours of operation, the total CaO consumption was 102 kg, 0.51 kg per 1 kg of (CH 3 ) 2 SiCl 2 liquid, and the amount of newly added CaO at steady state was 4.9 kg per hour. Stable operation was possible and the chloride silane content in the outlet gas was less than 5 ppm.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019910005405A KR940003212B1 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Continuous treatment of compound including chlorosilane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019910005405A KR940003212B1 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Continuous treatment of compound including chlorosilane |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR920019682A KR920019682A (en) | 1992-11-19 |
KR940003212B1 true KR940003212B1 (en) | 1994-04-16 |
Family
ID=19312892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019910005405A KR940003212B1 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Continuous treatment of compound including chlorosilane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR940003212B1 (en) |
-
1991
- 1991-04-04 KR KR1019910005405A patent/KR940003212B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR920019682A (en) | 1992-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3933985A (en) | Process for production of polycrystalline silicon | |
US4690810A (en) | Disposal process for contaminated chlorosilanes | |
JP5265760B2 (en) | Method for hydrolyzing solid metal salts using aqueous salt solution | |
EP2070871B1 (en) | Process for production of multicrystal silicon and facility for production of multicrystal silicon | |
WO1982004434A1 (en) | Purification of silicon source materials | |
KR101836537B1 (en) | Methods for producing aluminum trifluoride | |
EP2036857B1 (en) | Method for producing trichlorosilane | |
CN101175694A (en) | Method for producing silicon | |
US20120128568A1 (en) | Production of silanes from silicon alloys and alkaline earth metals or alkaline earth metal silicides | |
JP2006212471A (en) | Treatment method and reuse method of fluorine-containing waste liquid containing nitric acid, and its recycle method | |
KR940003212B1 (en) | Continuous treatment of compound including chlorosilane | |
CN107555438A (en) | Polysilicon is prepared in the method and system of basic closed loop | |
CA1085586A (en) | Process for the production of silane | |
KR101788891B1 (en) | Methods for producing silicon tetrafluoride | |
JP3356306B2 (en) | Production method of organosiloxane | |
GB1570131A (en) | Manufacture of silicon | |
US8551438B2 (en) | Production of silanes by acid hydrolysis of alloys of silicon and of alkaline-earth metals or alkaline-earth metal silicides | |
JP5716279B2 (en) | Polymer processing apparatus and processing method | |
KR101250096B1 (en) | Method for hydrolyzing metallic salts with emulsions | |
JP6009557B2 (en) | Method for producing silane in a bubble column | |
CN108946743A (en) | The method for purifying trichlorosilane | |
EP0045600A1 (en) | Improved method for producing semiconductor grade silicon | |
CN108473512A (en) | The method of selectivity synthesis trialkoxy silane | |
JPS6287409A (en) | Production of synthetic silica | |
JPH07172836A (en) | Production of antimony pentachloride |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080331 Year of fee payment: 15 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |