[发明专利]一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法

说明书

本发明涉及抛光液后处理领域，特别是涉及一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法。本发明提供一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法，包括：将回收的硅溶胶抛光液浓缩；采用碱液将浓缩液溶解；将溶解液稀释、过滤；将所得液体进行阳离子树脂交换处理；将所得交换液进行阴离子树脂交换处理；将所得交换液进行阳离子树脂交换处理，获得硅酸。本发明所提供的制备硅酸的方法制备获得的硅酸可以重新用于硅溶胶的生产，有效地实现了废料的循环再利用，降低了抛光液厂家的废液处理成本，很大程度上解决了目前处理废液成本高、资源浪费等问题。

技术领域

本发明涉及抛光液后处理领域，特别是涉及一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法。

背景技术

硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液，属于交替溶液，硅溶胶抛光液是半导体器件、集成电路制造过程中的化学机械抛光的主要耗材，随着行业的不断发展，硅溶胶抛光液的用量逐年增大，废弃的抛光液也随之大批量产生，而如何有效处理这部分废液的一直是困扰着使用者的一大问题。

硅溶胶抛光液外观呈乳白色液体，大多数为酸性或者碱性，直接排放会对环境造成严重的污染，目前厂家废弃硅溶胶抛光液的处理方法一般采用的方法为先进性酸碱中和，然后再加入絮凝剂絮凝沉淀，最后进行压滤，转变成无害的固体废料进行填埋处理。该处理方法需要较高的处理成本和专门的处理设备，且最后产生大量的固体氧化硅废料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种利用回收的硅溶胶抛光液制备硅酸的方法，包括：

1)将回收的硅溶胶抛光液浓缩；

2)采用碱液将浓缩液溶解；

3)将溶解液稀释、过滤；

4)将所得液体进行阳离子树脂交换处理；

5)将所得交换液进行阴离子树脂交换处理；

6)将所得交换液进行阳离子树脂交换处理，获得硅酸。

本发明所提供的制备硅酸的方法中，所利用的回收的硅溶胶抛光液通常指回收的蓝宝石抛光液，回收的抛光液中，氧化硅含量一般为5～25wt％，通常还含有Al₂O₃不溶物及硅铝配合物，具体的含量可以是0.05～0.5wt％。

在本发明一些实施方式中，所述步骤1)中，将回收的硅溶胶抛光液浓缩至比重为1.200～1.285。

在本发明一些实施方式中，所述步骤1)中，采用超滤的方法将回收的硅溶胶抛光液浓缩。本领域技术人员可选择合适的超滤条件对回收的硅溶胶抛光液进行浓缩，例如，采用聚砜或者聚醚材质超滤膜，截留分子量在5万-50万，循环压力范围0.1MPa-0.35MPa。

在本发明一些实施方式中，所述步骤2)中，所述碱液中的碱选自氢氧化钠和/或氢氧化钾，浓缩液中的氧化硅与碱液中的碱的摩尔比为1～2。

在本发明一些实施方式中，所述步骤2)中，溶解的温度为80～110℃。

在本发明一些实施方式中，所述步骤3)中，使用纯水将溶解液稀释，稀释至溶液中二氧化硅含量为2～6wt％。

在本发明一些实施方式中，所述步骤3)中，采用板框式压滤机、袋式过滤器或超滤器进行过滤。

在本发明一些实施方式中，所述步骤3)中，板框压滤采用100目～600目的滤布，板框压滤的过滤压力为0.1-0.4MPa，袋式过滤器采用0.5μm-100μm精度滤袋，袋式过滤器的过滤压力不超过0.3MPa，超滤采用聚砜或者聚醚超滤膜，超滤的截留分子量在5万-50万，超滤的循环压力范围0.1MPa-0.35MPa。