[发明专利]一种蓝宝石抛光废液的再处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石抛光废液的再处理方法。

背景技术

随着节能灯、智能终端设备的推广，蓝宝石衬底得到了越来越广泛的应 用。蓝宝石质硬(莫氏硬度为9，仅次于金刚石)、化学惰性，难以加工。但 为达到所需的镜面效果，通常仍需耗费数小时进行化学机械抛光精抛工艺。 目前蓝宝石精抛液需求量大，如很多大的蓝宝石厂，每月所需的精抛液在几 十吨甚至上百吨。与此同时，废液处理成为一道难题。胶体二氧化硅基碱性 蓝宝石抛光废液，直接倾倒达不到环保要求，直接再利用又无法达到抛光效 率要求；而每月处理几十吨甚至上百吨废液，则对利润微薄的蓝宝石厂构成 沉重成本压力。

故如何处理蓝宝石抛光废液，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请的发明人给出了一种抛光蓝宝石用抛光 液废液的处理方法，通过该处理方法处理后的抛光液重新达到抛光要求，即 可实现重复利用。

本发明提供了一种蓝宝石抛光废液的再处理方法，其中该蓝宝石抛光废 液中包括胶体二氧化硅研磨颗粒，该再处理方法包括：

将前述蓝宝石抛光废液进行湿法刻蚀；

将蚀刻后的前述蓝宝石抛光废液的pH值重新调节至蓝宝石抛光液初始 值。

其中，前述再处理方法进一步包括对湿法蚀刻后的所述蓝宝石抛光废液 使用阳离子交换树脂进行纯化。

其中，前述湿法刻蚀包括使用0.1M浓度(摩尔浓度)以上无机和/或有 机强酸，将蓝宝石抛光废液pH值调节至4以下，并搅拌5min以上。其中， 前述无机强酸包括硫酸、磷酸、盐酸、氢氟酸、硝酸，前述有机强酸包括乙 酸、草酸、酒石酸、柠檬酸。

其中，pH值的前述初始值为9-11。其中，适合用于调节蚀刻后蓝宝石 抛光废液pH值的酸包括硝酸、硫酸和盐酸及有机酸，适合用于调节蚀刻后 蓝宝石抛光废液pH值的碱包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾及有机碱。其中 有机酸优选地可为柠檬酸、酒石酸、草酸，有机碱优选地可为四甲基氢氧化 铵、哌嗪、乙醇胺。

其中前述胶体二氧化硅研磨颗粒的浓度为0.00001-50wt％。

需要说明的是，阳离子交换树脂可采用不同类型阳离子树脂。使用阳离 子交换树脂的目的是去除抛光液中的阳离子如Na、K、Zn、Cu、Al、Ca、 Cr、Ni、W或Mn等金属离子，尤其用于除掉酸化后溶解于溶液中的Al离 子。

本申请的发明人发现，通过以上方法处理的含有二氧化硅研磨颗粒的蓝 宝石抛光废液，可重新实现其抛光效率，可重复利用，从而解决了蓝宝石抛 光废液难处理的问题。

本申请的发明人认为，以上处理方法之所以能够达到重新实现废液的再 利用的效果，是因为在使用胶体二氧化硅基抛光液蓝宝石抛光机理为：胶体 二氧化硅表面与蓝宝石表面发生固相反应，蓝宝石表面氧化铝在固相反应及 机械剪切力的作用下，以分子级形式被去除后、完全包裹在胶体二氧化硅表 面。正因为抛光废液中胶体二氧化硅表面被氧化铝包裹，其表面为疏松结构 的氧化铝、表面基团为结合氧，失去了原有新鲜抛光液的反应活性，抛光废 液的抛光效率远远低于新鲜抛光液。故若使用湿法刻蚀方法溶除蓝宝石抛光 后抛光废液中胶体二氧化硅表面被包裹的氧化铝、恢复氧化硅表面，则可重 新实现废液的抛光效率。另外，含阳离子交换步骤可进一步除掉Al等金属 离子，进一步恢复蓝宝石抛光液活性。

故根据以上机理，本申请的发明人通过湿法蚀刻-阳离子交换-pH调节的 处理方法，使得蓝宝石抛光废液可重复利用，该方法操作简单，可有效降低 蓝宝石抛光的材料成本。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。

效果实施例

实施例

采用对比例抛光液和本发明的实施例抛光液按照下述条件对2英寸c向 蓝宝石片进行抛光。抛光条件：抛光垫为陶氏电子IC1010，下压力为10psi， 转速为抛光盘/抛光头＝60/80rpm，抛光液流速为100ml/分钟，抛光时间为2 分钟。结果如表1所示。

表1本发明的化学机械抛光液制备实施例1～6以及对比例1～2及去除速率