專利名稱:一種從磨削廢液中提取硅粉的方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明利用化學方法從磨削廢液中提取硅粉,該磨削廢液是硅片 制備過程中在雙面磨削工序中產(chǎn)生的。通過該方法既可以獲得納米級 的硅粉,又可以減少排放磨削廢液帶來的污染。
背景技術(shù):
半導體單晶硅片是大規(guī)模集成電路的襯底材料,傳統(tǒng)的制備工藝 是切片一倒角一磨片一腐蝕一拋光一清洗,但是對于12英寸硅片,
由于對TTV (總厚度變化)和局部平整度的更高的要求,新的制備工 藝變?yōu)榍衅坏菇且浑p面磨削一拋光一清洗??梢钥闯?,以前的磨片 工藝變成了現(xiàn)在的雙面磨削工藝,磨片工藝和雙面磨削工藝的區(qū)別主 要體現(xiàn)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硅片是平放,研磨用的磨盤在硅片的上下方;雙 面磨削工藝用的雙面磨削機硅片是垂直放置,磨削用的砂輪在硅片的 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 鋁配制的懸浮液,而雙面磨削工藝用的磨削劑就是純水。雙面磨削工 藝產(chǎn)生大量的磨削廢液,它里面含有大量的硅粉,這種納米級的硅粉 是制造太陽能電池的重要原料,如果能從磨削廢液里提取出硅粉,不 僅可以變廢為寶,而且可以減少磨削廢液對環(huán)境的污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,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(huán)境的污染。
為達到上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案這種從磨削廢
液里提取硅粉的方法是往磨削廢液加鹽酸,控制pH在1.0-6.0之間,
經(jīng)靜置、分離、干燥。
鹽酸濃度為0.1 37%,鹽酸溫度為15°C 60°C。
經(jīng)靜置、并沉淀完全后,用工具將上層很清的不含硅粉的溶液取
出,讓下層含硅粉的渾濁的膠體干燥。所述的干燥是用加熱或涼干。
本發(fā)明的優(yōu)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(huán)境的污染。
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里,往里加10 升37%鹽酸,測其PH值為1.5,靜置7天后,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,這樣沉淀了的硅粉就不會因取液而攪上來。最后剩少量溶液, 讓其自然晾干蒸發(fā),可以得到所要的硅粉。
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里,往里加3 升37%鹽酸,測其PH值為4,靜置14天后,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,這樣沉淀了的硅粉就不會因取液而攪上來。最后剩少量溶液, 讓其自然晾干蒸發(fā),可以得到所要的硅粉。將磨削廢液長時間放置,硅粉一直懸浮在廢液中幾乎不發(fā)生沉 淀,說明磨削廢液是一種膠體。那么我們可以通過改變膠體(磨削廢 液)的環(huán)境特性,比如改變其PH值來達到使磨削廢液沉淀出硅粉的 目的,這樣我們就可以提取出硅粉。我們采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里,溶液會分成上下兩層,上層是 很清的不含硅粉的溶液,下層是含硅粉的渾濁的膠體。并且隨時間增
加,上下兩層的邊界向下移動,到7天之后,下層是含硅粉的渾濁的
膠體變成薄薄的一層,這個時候,硅粉已經(jīng)沉淀的差不多完全了。用 工具將上層很清的不含硅粉的溶液取出,讓下層含硅粉的渾濁的膠體 用常規(guī)方法(如涼干或加熱)干燥,得到所要的硅粉。鹽酸是比水更 容易揮發(fā)的物質(zhì),含硅粉的渾濁的膠體自然涼干的過程中,鹽酸和水 都揮發(fā)掉了,提取的硅片不會含有鹽酸。取部分硅粉溶于少量水,其
PH值為6.8,這也證明了硅粉里不含鹽酸。
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(fā)生磨損,因此,磨削廢液是由水, 硅粉和極少量的金剛石微粒構(gòu)成,那么磨削廢液的沉淀物是由硅粉和 極少量的金剛石微粒構(gòu)成。但是,因為金剛石微粒含量很少,同時硅 粉中含少量金剛石微粒對以后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硅粉進行再分離。
權(quán)利要求
1、一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,其特征在于該方法是往磨削廢液加鹽酸,控制pH在1.0-6.0之間,經(jīng)靜置、分離、干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1中所述的一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,其特征在于鹽酸濃度為0.1 37%,鹽酸溫度為15。C 6(TC。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,其特征在于經(jīng)靜置、并沉淀完全后,用工具將上層很清的不含硅粉的溶液取出,讓下層含硅粉的渾濁的膠體用常規(guī)方法干燥。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,其特征在于所述的干燥是用加熱或涼干。
全文摘要
一種從磨削廢液中提取硅粉的方法,該方法是往磨削廢液加鹽酸,控制pH在1.0-6.0之間,經(jīng)靜置、分離、干燥。鹽酸濃度為0.1~37%,鹽酸溫度為15℃~60℃??刹捎米匀涣栏傻姆椒?,自然晾干的過程中,鹽酸和水都揮發(fā)掉了,因此硅粉里不含鹽酸。硅粉中含少量金剛石微粒對以后的運用幾乎沒有影響,沒有必要對含少量金剛石微粒的硅粉進行再分離。本發(fā)明的優(yōu)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(huán)境的污染。
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(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者庫黎明, 張國棟, 盛方毓, 索思卓, 鐘 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