[发明专利]研磨材料再生方法及再生研磨材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从含有氧化铈的使用后的研磨材料中回收氧化铈，并将其作为含再生氧化铈的研磨材料进行再利用的研磨材料再生方法及由此得到的再生研磨材料。

背景技术

作为在精加工工序中对以硅为主要成分的被研磨物(例如光学玻璃、信息记录介质用玻璃基板、半导体硅基板等)进行精密研磨的研磨材料，目前使用以氧化铈为主要成分并在其中加入氧化镧、氧化钕、氧化镨等而成的稀土元素氧化物。

通常，作为研磨材料的主构成元素的稀土元素、特别是氧化铈由日本国内不出产的矿物得到，因此是依赖进口的资源。该含有氧化铈的研磨材料由于是硬度高的微粒，因此是作为与光学透镜、半导体硅基板及液晶屏幕玻璃板等电子部件相关的光学研磨材料而大量使用的重要资源，是强烈期望对其进行再利用的资源之一。另外，光学研磨用研磨材料以上述氧化铈为主要成分，有时还含有钠和铬等金属元素或钇和镝等稀土元素的微粒，利用简单方法实施的废弃在环境方面被严格禁止。因此，对于用于研磨后的含有氧化铈的废液，强烈期望无公害处理，含有氧化铈的光学研磨材料废液的资源再利用技术在实现无公害化的目的方面也很重要。

通常，作为在各种产业领域中产生的含有悬浮微粒的废水的处理方法，现状是使用中和剂或无机凝聚剂、高分子凝聚剂等将悬浮微粒凝聚分离，处理水排放，凝聚分离的污泥被废弃处理。

另外，含有氧化铈的研磨材料大量使用于研磨工序，因此，还在废液中与被研磨成分(例如研磨掉的光学玻璃屑等)共存，难以将研磨材料和被研磨材料有效地分离，因此，如上所述，现状是，研磨材料废液在使用后被废弃，从环境负荷方面或废弃成本方面考虑也存在问题。

因此，近年来，高效地回收研磨材料的主要构成元素来实现作为稀有材 料的稀土元素的再资源化成为重要的问题。

关于研磨材料成分的回收方法，例如，在专利文献1中公开了一种方法，其中，向含有氧化铈类研磨材料的玻璃用研磨液的使用后的研磨材料中添加电解质，在50℃下保温2小时，由此使来自研磨掉的基体材料的成分(Si成分或Al成分)溶解，并且使研磨材料沉降分离，进行固液分离。在专利文献1记载的方法中，使用碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属盐及铵盐作为电解质物质。

另外，在专利文献2中公开了一种方法，其中，向以氧化铈为主要成分的玻璃用研磨液的使用后的研磨材料中添加聚氯化铝和高分子凝聚剂，使使用后的研磨材料的固体成分凝聚，然后进行脱水处理，得到脱水饼状的研磨废弃物，将该研磨废弃物与氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液混合，将可溶性的杂质溶解后，通过固液分离回收研磨材料。另外，在专利文献3中还公开了一种方法，其中，向使用后的研磨材料加入硫酸进行加热处理，由此将稀土或稀有金属溶解，与浆料中的二氧化硅等凝聚物分离除去。

另外，在专利文献4中公开了一种回收胶体二氧化硅类研磨材料的方法，在镁离子的存在下向CMP(化学机械研磨)废液中添加碱，将pH值调节为10以上，由此实施凝聚处理，进行固液分离后，将固体成分在pH调节槽中将pH值调节为9以下，使镁离子溶出而回收研磨材料。另外，在非专利文献1中，对有关上述论述的金属的回收技术进行了综述。

然而，在上述专利文献1～4中所公开的方法中，由于回收得到的研磨材料的纯度不充分，因此，回收得到的研磨材料不适于高精度的研磨。

另外，在上述专利文献4的方法中，在使用以氧化铈为主要成分的研磨材料、将以硅为主要成分的玻璃等作为研磨对象的情况下，若在含有使用后的研磨材料的研磨材料浆料的pH为10以上的条件下加入氯化镁等添加剂，则研磨材料成分与玻璃等一同凝聚，导致得到的再生研磨材料的纯度降低。认为其原因是：在pH超过10的范围中，来自以硅为主要成分的研磨对象的成分(玻璃等)的凝聚性提高，因添加剂的添加而比研磨材料成分更容易凝聚。

在专利文献5中，记载了一种再生氧化铈研磨材料的制造方法，其中，通过冻结使用完的回收液来再生氧化铈的二次粒子，之后通过除去水来制造再生氧化铈研磨材料。然而，在专利文献5所记载的方法中，需要用于冻结的大型设备等，初期投资非常大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-254764号公报

专利文献2：日本特开平11-90825号公报

专利文献3：日本特开平11-50168号公报

专利文献4：日本特开2000-254659号公报

专利文献5：日本特开2010-214515号公报

非专利文献

非专利文献1：金属资源报告45页2010.11

发明内容