一種從磨削廢液中提取矽粉的方法
2023-07-01 18:57:26 1
專利名稱：一種從磨削廢液中提取矽粉的方法
技術領域：
本發明利用化學方法從磨削廢液中提取矽粉，該磨削廢液是矽片 製備過程中在雙面磨削工序中產生的。通過該方法既可以獲得納米級 的矽粉，又可以減少排放磨削廢液帶來的汙染。
背景技術：
半導體單晶矽片是大規模集成電路的襯底材料，傳統的製備工藝 是切片一倒角一磨片一腐蝕一拋光一清洗，但是對於12英寸矽片，
由於對TTV (總厚度變化)和局部平整度的更高的要求，新的製備工 藝變為切片一倒角一雙面磨削一拋光一清洗。可以看出，以前的磨片 工藝變成了現在的雙面磨削工藝，磨片工藝和雙面磨削工藝的區別主 要體現在兩方面， 一是用的機器設備不同，二是所用的磨削劑不同。 磨片工藝用的磨片機矽片是平放，研磨用的磨盤在矽片的上下方；雙 面磨削工藝用的雙面磨削機矽片是垂直放置，磨削用的砂輪在矽片的 左下方和右下方。磨片工藝用的研磨劑是由礦物油和粉末狀三氧化二 鋁配製的懸浮液，而雙面磨削工藝用的磨削劑就是純水。雙面磨削工 藝產生大量的磨削廢液，它裡面含有大量的矽粉，這種納米級的矽粉 是製造太陽能電池的重要原料，如果能從磨削廢液裡提取出矽粉，不 僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對環境的汙染。
發明內容
本發明的目的是提供一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，該方法 簡便、效果好，不僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對環境的汙染。
為達到上述發明目的，本發明採用以下技術方案這種從磨削廢
液裡提取矽粉的方法是往磨削廢液加鹽酸，控制pH在1.0-6.0之間，
經靜置、分離、乾燥。
鹽酸濃度為0.1 37%，鹽酸溫度為15°C 60°C。
經靜置、並沉澱完全後，用工具將上層很清的不含矽粉的溶液取
出，讓下層含矽粉的渾濁的膠體乾燥。所述的乾燥是用加熱或涼幹。
本發明的優點是該方法簡便、效果好，不僅可以變廢為寶，而
且可以減少磨削廢液對環境的汙染。
具體實施例方式
實施例1
將10升磨削廢液倒入50升容量的立方形塑料水槽裡，往裡加10 升37%鹽酸，測其PH值為1.5，靜置7天後，用塑料勺子將上層很 清的溶液舀出，待將太部分上層很清的溶液舀出時，改用移液管取上 層溶液，這樣沉澱了的矽粉就不會因取液而攪上來。最後剩少量溶液， 讓其自然晾乾蒸發，可以得到所要的矽粉。
實施例2
將10升磨削廢液倒入50升容量的立方形塑料水槽裡，往裡加3 升37%鹽酸，測其PH值為4，靜置14天後，用塑料勺子將上層很清 的溶液舀出，待將大部分上層很清的溶液舀出時，改用移液管取上層 溶液，這樣沉澱了的矽粉就不會因取液而攪上來。最後剩少量溶液， 讓其自然晾乾蒸發，可以得到所要的矽粉。將磨削廢液長時間放置，矽粉一直懸浮在廢液中幾乎不發生沉 澱，說明磨削廢液是一種膠體。那麼我們可以通過改變膠體(磨削廢 液)的環境特性，比如改變其PH值來達到使磨削廢液沉澱出矽粉的 目的，這樣我們就可以提取出矽粉。我們採用往磨削廢液中加鹽酸的 方法，將混合好的溶液放置在容器裡，溶液會分成上下兩層，上層是 很清的不含矽粉的溶液，下層是含矽粉的渾濁的膠體。並且隨時間增
加，上下兩層的邊界向下移動，到7天之後，下層是含矽粉的渾濁的
膠體變成薄薄的一層，這個時候，矽粉已經沉澱的差不多完全了。用 工具將上層很清的不含矽粉的溶液取出，讓下層含矽粉的渾濁的膠體 用常規方法(如涼幹或加熱)乾燥，得到所要的矽粉。鹽酸是比水更 容易揮發的物質，含矽粉的渾濁的膠體自然涼幹的過程中，鹽酸和水 都揮發掉了，提取的矽片不會含有鹽酸。取部分矽粉溶於少量水，其
PH值為6.8，這也證明了矽粉裡不含鹽酸。
前面提到，雙面磨削工藝用的磨削劑是純水，磨削用的砂輪是由 金剛石做的，砂輪在磨削過程中會發生磨損，因此，磨削廢液是由水， 矽粉和極少量的金剛石微粒構成，那麼磨削廢液的沉澱物是由矽粉和 極少量的金剛石微粒構成。但是，因為金剛石微粒含量很少，同時矽 粉中含少量金剛石微粒對以後的運用幾乎沒有影響，所以，沒有必要 對含少量金剛石微粒的矽粉進行再分離。
權利要求
1、一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，其特徵在於該方法是往磨削廢液加鹽酸，控制pH在1.0-6.0之間，經靜置、分離、乾燥。
2、 根據權利要求書1中所述的一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，其特徵在於鹽酸濃度為0.1 37%，鹽酸溫度為15。C 6(TC。
3、 根據權利要求書1或2所述的一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，其特徵在於經靜置、並沉澱完全後，用工具將上層很清的不含矽粉的溶液取出，讓下層含矽粉的渾濁的膠體用常規方法乾燥。
4、 根據權利要求書1所述的一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，其特徵在於所述的乾燥是用加熱或涼幹。
全文摘要
一種從磨削廢液中提取矽粉的方法，該方法是往磨削廢液加鹽酸，控制pH在1.0-6.0之間，經靜置、分離、乾燥。鹽酸濃度為0.1～37％，鹽酸溫度為15℃～60℃。可採用自然晾乾的方法，自然晾乾的過程中，鹽酸和水都揮發掉了，因此矽粉裡不含鹽酸。矽粉中含少量金剛石微粒對以後的運用幾乎沒有影響，沒有必要對含少量金剛石微粒的矽粉進行再分離。本發明的優點是該方法簡便、效果好，不僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對環境的汙染。
文檔編號C01B33/037GK101654250SQ20081011866
公開日2010年2月24日 申請日期2008年8月21日 優先權日2008年8月21日
發明者庫黎明, 張國棟, 盛方毓, 索思卓, 鍾 葛, 閆志瑞, 陳海濱, 黃軍輝 申請人:北京有色金屬研究總院;有研半導體材料股份有限公司