[发明专利]废硅浆液提炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及废硅浆液提炼方法，更详细说是涉及一种从半导体晶片制造工程中产生的废硅浆液中分别分离回收被提炼的研磨剂及切削油并再利用，进一步地对废硅浆液提炼过程中产生的所有废水进行提炼并再利用的废硅浆液提炼方法。

背景技术

最近，随着信息通信及半导体产业的发展，为了应对石油能源枯竭及防止地球变暖现象，利用太阳热能的产业受到广泛关注，对硅晶片的需求呈现急剧增加的趋势。

一般来说，硅晶片通过向硅锭(silicon ingot)供给切削油和研磨剂并由线锯(wire saw)切削制造。此外，被切削的硅晶片在粘贴有切削油及研磨剂中混合有切削粉末(saw dust)的废硅浆液的状态下，通过清洗过程制造成太阳能电池用硅晶片，或是经过研磨、蚀刻及清洗工程等制造成半导体用硅晶片。

当前，半导体用硅晶片制造时使用的切削油由混合石蜡系油(80～90％)、水、表面活性剂、分散剂、粘度调节剂等的物质构成，该切削油起到使研磨剂均匀进入到线锯(wire saw)的线绳和硅锭(silicon ingot)之间，并冷却切削过程中由快速的线绳牵引所产生的摩擦热的作用。

太阳能电池用硅晶片为180～250μm左右，被切削成相当于半导体用硅晶片的1/3左右的薄膜，因此无法使用包含大量石蜡系油的切削油。取而代之，使用包含80～90％的水溶性的二甘醇(DEG)、聚乙二醇(PEG)、聚醚(PPG)等的切削油。为了减少5～30μm大小的研磨剂及切削粉末沉降，继续使用包含80～90％的水溶性的二甘醇(DEG)、聚乙二醇(PEG)、聚醚(PPG)等切削油。

在该硅晶片制造过程中，从硅锭(silicon ingot)脱落的硅和从线锯(Wire Saw)脱落的粉末和研磨剂及切削油混合而成的废硅浆液，将被分类为特殊环境废弃物进行处理。

一般来说，废硅浆液具有高的粘性，通过单纯的物理操作很难进行分离，其被分类为特殊废弃物并进行全部焚烧或掩埋处理。该处理方法在处理费用上存在有高费用的一面，特别是，近来该处理设备被分类为厌环境设施，存在有设施留置非常困难的问题。并且，如果要焚烧或掩埋，存在有所排出的气体或浸出水严重地污染周围环境的问题。

特别是，太阳能电池用硅晶片的制造中使用的包含80～90％的水溶性的二甘醇、聚乙二醇(PEG)或聚醚(PPG)等的切削油为水溶性，其再利用率为40～50％，存在有产生大量的废弃物和废水的问题。

此外，密度为2.3的硅切削粉末在切削过程中的大小为0.1μm左右，其表观密度降低，但是如果含有切削油的情况下，由于研磨剂和切削粉末被凝聚而共沉淀的现象，再生研磨材内含有的切削粉较多，存在只能得到低纯度的问题，由于研磨过程中产生的铁粉含量较多，需要追加硝酸、氟酸清洗过程，在此过程中，存在产生大量的再生且无法再利用的氟酸废水的问题。

发明内容

本发明在如上所述的背景下提出，本发明的目的在于提供一种废硅浆液提炼方法，从半导体制造工程中产生的废硅浆液中，分别分离回收被提炼的研磨剂及切削油并再利用。

本发明的另一目的在于提供一种废硅浆液提炼方法，对废硅浆液提炼过程中产生的所有废水进行清洗并再利用。

为了达到上述目的，根据本发明的一形态的废硅浆液提炼方法，包括：分离废硅浆液中包含的固形物和切削油的步骤；将分离出的固形物与水混合的步骤；从固形物和水混合的浆液中分离研磨剂和废水，将分离出的研磨剂制造成被提炼的研磨剂粉末的步骤。

根据本发明的附加形态的废硅浆液提炼方法，包括：将去除磁力成分杂质的废硅浆液中的一部分投放到第一分离机，在第一分离机中分离第一固形物和第一切削油的步骤；将分离出的第一切削油与未使用的其余的废硅浆液混合的步骤；将混合的第一切削油和废硅浆液投放到第二分离机，在第二分离机中分离第二固形物和第二切削油的步骤。

根据本发明的另一附加形态的废硅浆液提炼方法，包括：将固形物和水混合的浆液投放到第三分离机，在第三分离机中分离研磨剂和废水的步骤；将分离出的研磨剂与水混合的步骤；向研磨剂和水混合的浆液施加震动，去掉研磨剂表面附着的切削粉末的清洗步骤；将通过清洗步骤的研磨剂投放到第四分离机，在第四分离机中按大小分离的步骤；去除分离出的研磨剂中含有的水的步骤；干燥去除水的研磨剂的步骤。

根据本发明的又一附加形态的废硅浆液提炼方法，包括：将分离出的切削油与活性炭粉末混合的步骤；将混合的切削油和活性炭粉末投放到第五分离机，在第五分离机中分离切削油的步骤；蒸发分离出的切削油中含有的水的步骤。