硅晶片碱腐蚀废液的回收处理方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103570167103570167A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201210275215.5(22)申请日2012.08.03(71)申请人库特勒自动化系统（苏州）有限公司地址215000江苏省苏州市兴吴路71号(72)发明人张新华范琼潘加永(74)专利代理机构北京金信立方知识产权代理有限公司11225代理人朱梅司丽春(51)Int.Cl.C02F9/06(2006.01)权权利要求书5页利要求书5页说明书11页说明书11页附图3页附图3页(54)发明名称硅晶片碱腐蚀废液的回收处理方法及系统(57)摘要本发明涉及一种化学腐蚀废液的回收处理方法和系统，所述方法采用电解技术与离子交换膜技术相结合实现硅晶片的碱腐蚀废液的回收利用。本发明所涉及的回收处理方法可以减少碱腐蚀液的消耗，避免大量废水的排放，从而做到降低生产成本，节约能源，保护环境，同时本发明的回收处理系统操作简单，回收处理系统几乎可实现零污染排放。CN103570167ACN103576ACN103570167A权利要求书1/5页1.一种硅晶片碱腐蚀废液的回收处理方法，所述方法包括一下步骤：[1]对硅晶片的碱腐蚀废液通过离心或过滤进行固液分离从而得到澄清废液；[2]将步骤[1]中得到的澄清废液加入电解槽的中间室或阴极室中；[3]将HF溶液或硫酸溶液加入阳极室；[4]通直流电进行电解；[5]对产生的沉淀进行后处理。2.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，所述回收处理方法包括以下步骤：[1]硅晶片的碱腐蚀废液首先通过离心或过滤进行固液分离从而得到澄清废液；[2]在分为阳极室、中间室和阴极室的电解槽中，分别将[1]中得到的澄清废液加入中间室，将氢氟酸溶液加入电解槽的阳极室，和将氢氧化钠或氢氧化钾溶液加入阴极室，其中，阳极室与中间室用阴离子交换膜隔开，阴极室与中间室用阳离子交换膜隔开；通直流电，偏硅酸根透过阴离子交换膜在阳极室内与氢氟酸生成六氟硅酸；在阴极室钠离子或钾离子透过阳离子交换膜与OH-形成氢氧化钠或氢氧化钾，废碱液得到纯化；电解槽的中间室水体pH逐渐降低，直到pH为中性，在阳极室和阴极室中分别发生如下反应：阳极室：2-+SiO3+2H→H2SiO3↓H2SiO3+6HF→H2SiF6+3H2O阴极室：2Na++2OH-→2NaOH(或2K++2OH-→2KOH)[3]在阳极室中反应得到的含H2SiF6的氢氟酸进一步通过蒸馏和冷凝处理回收其中的氢氟酸，同时产生的二氧化硅经过滤以固体形式排出，反应如下：SiF4+2H2O→SiO2↓+4HF↑总：H2SiF6+2H2O→6HF↑+SiO2↓其中得到的HF通过冷凝以液体状态存在，并且优选将其导入电解槽的阳极室以循环利用，优选地，由阳极室和阴极室产生的氧气和氢气分别导入氧气罐和氢气罐中。3.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，所述回收处理方法包括以下步骤：[1]硅晶片的碱腐蚀废液首先通过离心或过滤进行固液分离从而得到澄清废液；[2]在分隔为阳极室和阴极室的电解槽中，分别将[1]中得到的澄清废液加入阴极室，和将硫酸溶液加入电解槽的阳极室作为电解液，其中，阳极室与阴极室用阴离子交换膜隔开；通直流电，偏硅酸根离子和OH-透过阴离子交换膜进入阳极室，分别与氢离子结合生成偏硅酸和水，并且在阳极上，水发生电解产生氢离子和氧气，氢离子得到补充后，硫酸恢复原来的浓度；在阴极上也发生电解水的反应，产生的OH-与钠离子或钾离子结合形成氢氧化2CN103570167A权利要求书2/5页钠或氢氧化钾，从而使废碱液得到纯化；反应为：阳极室：2-+SiO3+2H→H2SiO3↓+-H+OH→H2O阴极室：2Na++2OH-→2NaOH(或2K++2OH-→2KOH)[3]在阳极室中产生的沉淀偏硅酸通过过滤分离后导入储存槽。优选地，在步骤[3]中的过滤分离采用多个分别与阳极室和阴极室对应的循环箱，分别实现阳极室和阴极室内溶液的循环更新。优选地，由阳极室和阴极室产生的氧气和氢气分别导入氧气罐和氢气罐中。4.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，所述回收处理方法包括以下步骤：[1]硅晶片的碱腐蚀废液首先通过离心或过滤进行固液分离从而得到澄清废液；[2]在分为阳极室、中间室和阴极室的电解槽中，分别将[1]中得到的澄清废液加入中间室，将硫酸溶液加入电解槽的阳极室，和将氢氧化钠或氢氧化钾溶液加入阴极室，其中，阳极室与中间室用阳离子交换膜隔开，阴极室与中间室用阳离子交换膜隔开；通直流电，氢离子透过阳离子交换膜在中间室内分别与偏硅酸根和OH-生成偏硅酸沉淀和水；氢离子、钠离子或钾离子透过阳离子交换膜在阴极室与OH-形成水、