(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置を提供する。【解決手段】シリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置であって、調整槽１、投薬機２、粗浮選機３、浮鉱選出浮選機４０、沈鉱選出浮選機５０、２つの濃縮機４１，５１、４つの加圧濾過機４３，４５，５３，５５、２つの乾燥機４６，５６及び複数の撹拌槽等４２，４４，５２，５４から構成され、炭化シリコン及びシリコンを含有する汚泥組成物に対して、シリコン粉粒表面の疎水性により浮選法により捕集し、炭化シリコン粉粒を酸性ｐＨ値を制御して凝集沈降せしめて２種の個体成分に分離し、この工程を複数回繰り返すことにより浮鉱及び沈鉱の純度品位を向上し、浮鉱中からシリコン、沈降中から炭化シリコンをそれぞれ抽出するセラミック原料又は二次的に利用する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
調整槽、投薬機、粗浮選機、浮鉱選出浮選機、沈鉱選出浮選機、第１濃縮機、第２濃縮機、第１加圧濾過機、第２加圧濾過機、第３加圧濾過機、第４加圧濾過機、第１撹拌槽、第２撹拌槽、第３撹拌槽、第４撹拌槽及び第１乾燥機、第２乾燥機により構成し、そのうち、
該調整槽は、シリコンウエハ切断汚泥パルプを貯留すると共に該パルプ中の粉粒状のシリコン及び炭化シリコンとをそれぞれ浮選及び凝集沈降させて分離するための薬剤を投入調整し、
該投薬機は、該調整槽と接続して上記薬剤を投入し、
該粗浮選機は、該調整槽と接続して上記調整された汚泥を浮鉱及び沈鉱に選別し、
該浮鉱選出浮選機は、該粗浮選機と接続して該粗浮選機内の汚泥中の浮鉱を該浮鉱選出浮選機内に送って浮選を行い、
該第１濃縮機は、該浮鉱選出浮選機と接続して該第１濃縮機及び該浮鉱選出浮選機の間に設けた第１モータにより、該浮鉱選出浮選機内の浮鉱を該第１濃縮機内に加圧移送して、移送された浮鉱を固液分離して濃縮し、
該第１撹拌槽は、該第１濃縮機と接続して固液分離した濃縮後の浮鉱パルプを撹拌させ、
該第１加圧濾過機は、該第１撹拌槽と接続して該第１加圧濾過機及び該第１撹拌槽の間に設けた該第２モータにより該第１撹拌槽内の浮鉱パルプを該第１加圧濾過機内に加圧移送して、小粉粒の含シリコン固体と濾過液に固液分離し、
該第２撹拌槽は、該第１加圧濾過機と接続して該第１加圧濾過機から移送された固体である浮鉱パルプを再度注水撹拌洗浄して浮鉱の濃縮を行い、
該第２加圧濾過機は、該第２撹拌槽と接続すると共に廃水排出口を設けて、該第２加圧濾過機により濃縮した上記浮鉱を再度固液分離して、廃水は、該廃水排出口から放出し、
該第１乾燥機は、該第２加圧濾過機と接続して、該第２加圧濾過機から移送される該浮鉱濃縮を乾燥させてシリコン製品として取り出し、
該沈鉱選出浮選機は、該粗浮選機と接続して該粗浮選機内の汚泥中の沈鉱を該沈鉱選出浮選機内に移送して浮選を行い、
該第２濃縮機は、該沈鉱選出浮選機に接続して、該第２濃縮機及び該沈鉱選出浮選機の間に設けた第３モータにより該沈鉱選出浮選機内の沈鉱を該第２濃縮機内に加圧移送して、移送された該沈鉱を固液分離して濃縮し、
該第３撹拌槽は、該第２濃縮機と接続して上記濃縮後の沈鉱パルプを撹拌させ、
該第３加圧濾過機は、該第３撹拌槽と接続して該第３加圧濾過機及び該第３撹拌槽の間に設けた第４モータにより該第３撹拌槽内の沈鉱パルプを該第３加圧濾過機内に加圧移送して、大粉粒の炭化シリコン含有固体及び濾過液に分離し、
該第４撹拌槽は、該第３加圧濾過機と接続して該第３加圧濾過機から移送された固体分である沈鉱を再度注水撹拌洗浄して、沈鉱を濃縮し、
該第４加圧濾過機は、該第４撹拌槽と接続すると共に廃水排出口を設け、該第４撹拌槽から移送された濃縮沈鉱を再度固液分離して、廃水は該廃水排出口から放出し、
該第２乾燥機は、該第４加圧濾過機と接続して、該第４加圧濾過機から移送された該濃縮沈鉱を乾燥させて炭化シリコン産物を取り出す、
シリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【請求項２】
該投薬機は、該調整槽中の汚泥に調整剤、捕集剤、発泡剤、水を加え、シリコン粉粒の表面を調整剤と反応させて浮選法による捕集に適した、表面の疎水性を付与し、同時に調整剤によって炭化シリコンの凝集沈降に適したパルプのｐＨ値に制御する請求項１に記載のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【請求項３】
前記第１濃縮機は、第１導水管を設けて、該第１濃縮機で分離した液体を該調整槽内に戻す請求項１に記載のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【請求項４】
前記第１加圧濾過機には第２導水管を設けて、該第１加圧濾過機で分離した液体を該調整槽内に戻す請求項１に記載のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【請求項５】
前記第２濃縮機には、第３導水管を設けて、該第２濃縮機で分離した液体を該調整槽内に戻す請求項１に記載のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【請求項６】
前記第３加圧濾過機には、第４導水管を設けて、該第３加圧濾過機で分離した液体を該調整槽内に戻す請求項１に記載のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、シリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置に関し、特に、シリコンウエハ切断汚泥に選別処理装置を経過させることができ、汚泥中のシリコン及び炭化シリコン等の産物を回収でき、汚泥が環境にもたらす負荷、汚染等の問題を回避し、環境保護、資源再生及び経済効果等の多くの効果を達成することができるシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハ製造業に使用する切削油は、研削材切削用の水溶性切削油であって、排出する水溶性切削油は、汚染濃度が非常に高く、廃水処理場に直接排出した場合、廃水処理システムの負荷を大幅に増加させ、処理水の水質に影響を及ぼすため、多くの工場では、廃液を単独で収集貯蔵するか、廃棄物代理処理業者に処理を委託し、幾つかの工場は、蒸発濃縮後に外部へ委託処理する方式を採用しており、切削油を原体積の1/10以下まで濃縮することが可能となっている。
【０００３】
ウエハ製造業により発生される無機汚泥は、Ｓｉ及びＳｉＣを含むが、現在国内の再利用実績は、初歩段階に属し、ほとんどの業者は、何れも除去処理機構へ委託し、埋め立て処理を採用しているが、埋め立て処理方式は、環境に対して汚染を招き易く、且つ資源として再生利用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７６７２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、従来のシリコンウエハ廃棄汚泥の処理方式が汚泥の環境に対する負荷及び汚染等を効率的に改善できないという問題を解決することができる。
【０００６】
本考案の目的は、シリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置を提供し、シリコン及び炭化シリコンの産物を回収し、セラミック原料又は二次工業への利用を可能にし、シリコン汚泥が環境に対して負荷、汚染等を招く問題を回避し、環境保護、資源再生及び経済効果等の多くの効果を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
シリコンウエハ切断汚泥の汚泥組成物は、炭化シリコン及びシリコンを主として含有するが、シリコン粉粒表面の疎水性の性質に基づき、また、炭化シリコン粉粒が凝集する酸性ｐＨ値の制御条件によって、浮選法でこれら二種の固体成分を分離し、浮鉱中からシリコンが収集され、沈鉱中から炭化シリコン等の産物が収集される。
【０００８】
本考案のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置は、調整槽、投薬機、粗浮選機、浮鉱選出浮選機、沈鉱選出浮選機、第１濃縮機、第２濃縮機、第１加圧濾過機、第２加圧濾過機、第３加圧濾過機、第４加圧濾過機、第１撹拌槽、第２撹拌槽、第３撹拌槽、第４撹拌槽及び第１乾燥機、第２乾燥機から構成され、そのうち、
該調整槽は、シリコンウエハ切断汚泥調整パルプの一時保存及び投薬に用いられ、
該投薬機は、該調整槽と接続し、該投薬機は、該調整槽中の汚泥に調整剤、捕集剤、発泡剤、水を加え、シリコン粉粒の表面を調整剤と反応させ、表面の疎水性を強化して捕集に有利にし、同時に調整剤を利用し、パルプのｐＨ値を制御し、炭化シリコンの凝集沈降に有利にし、
該粗浮選機は、該調整槽と接続し、該粗浮選機により汚泥を浮鉱及び沈鉱に選別し、
該浮鉱選出浮選機は、該粗浮選機と接続し、該粗浮選機内の汚泥中の浮鉱を該浮鉱選出浮選機内に送って浮選を行い、
該第１濃縮機は、該浮鉱選出浮選機と接続し、該第１濃縮機及び該浮鉱選出浮選機の間に第１モータを設け、該第１モータは、該浮鉱選出浮選機内の浮鉱を該第１濃縮機内に加圧移送し、該第１濃縮機により浮鉱パルプを濃縮して固液分離させ、固体パルプは、該第１濃縮機の底部に沈殿し、液体は、固体パルプの上方に位置し、該液体は、第１導水管から該調整槽内に移送され、
該第１撹拌槽は、該第１濃縮機と接続し、該第１撹拌槽は、濃縮後の浮鉱パルプを撹拌させ、
該第１加圧濾過機は、該第１撹拌槽と接続し、該第１加圧濾過機及び該第１撹拌槽の間に第２モータを設け、該第２モータにより該第１撹拌槽内の浮鉱パルプを該第１加圧濾過機内に加圧移送し、該第１加圧濾過機は、小粉粒の含シリコン固体と濾過液に固液分離し、該第１加圧濾過機内の液体は、第２導水管から該調整溝内に移送され、
該第２撹拌槽は、該第１加圧濾過機と接続し、該第２撹拌槽は、浮鉱パルプを再度注水撹拌洗浄し、浮鉱濃縮を形成し、
該第２加圧濾過機は、該第２撹拌槽と接続し、該第２加圧濾過機は、廃水排出口を設け、該第２加圧濾過機により該浮鉱濃縮を再度固液分離し、廃水は、該廃水排出口から放出され、
該第１乾燥機は、該第２加圧濾過機と接続し、該第１乾燥機は、該浮鉱濃縮を乾燥させ、浮鉱濃縮からシリコン製品を取り出し、
該沈鉱選出浮選機は、該粗浮選機と接続し、該粗浮選機内の汚泥中の沈鉱を該沈鉱選出浮選機内に移送し、浮選を行い、
該第２濃縮機は、該沈鉱選出浮選機に接続し、該第２濃縮機及び該沈鉱選出浮選機の間に第３モータを設け、該第３モータは、該沈鉱選出浮選機内の沈鉱を該第２濃縮機内に加圧移送し、該第２濃縮機により沈鉱パルプを濃縮し、それを固液分離させ、固体パルプは、該第２濃縮機の底部に沈殿し、液体は、固体パルプの上方に位置し、該液体は、第３導水管から該調整槽内に移送され、
該第３撹拌槽は、該第２濃縮機と接続し、該第３撹拌槽は、濃縮後の沈鉱パルプを撹拌させ、
該第３加圧濾過機は、該第３撹拌槽と接続し、該第３加圧濾過機及び該第３撹拌槽の間に第４モータを設け、該第４モータは、該第３撹拌槽内の沈鉱パルプを該第３加圧濾過機内に加圧移送し、該第３加圧濾過機は、大粉粒の炭化シリコン含有固体及び濾過液に分離し、該第３加圧濾過機内の液体は、第４導水管から該調整槽内に移送され、
該第４撹拌槽は、該第３加圧濾過機と接続し、該第４撹拌槽は、沈鉱を再度注水撹拌洗浄し、沈鉱濃縮を形成し、
該第４加圧濾過機は、該第４撹拌槽と接続し、該第４加圧濾過機は、廃水排出口を設け、該第４加圧濾過機は、該沈鉱濃縮を再度固液分離し、廃水は、該廃水排出口から放出され、
該第２乾燥機は、該第４加圧濾過機と接続し、該第２乾燥機は、該沈鉱濃縮を乾燥させ、沈鉱濃縮中から炭化シリコン産物を取り出す。
【０００９】
本考案のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置において、調整剤は、フッ酸又は塩酸又は硫酸混合酸であって、適量を添加してｐＨを２〜６に調整する。
捕集剤は、中性捕集剤であり、添加量は、１〜５ｋｇ/ｔが好ましく、発泡剤は、テレビン油であり、添加量０．１〜０．５ｋｇ/ｔであることが好ましく、水の添加量は、パルプ濃度に応じて決定し、パルプ濃度は、１０〜３０％であることが好ましい。
【００１０】
本考案のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置において、該第１濃縮機及び該第２濃縮機内のパルプ用水は、浮選薬剤を含有し、該第１導水管及び該第３導水管がそれぞれ該第１濃縮機及び該第２濃縮機内のパルプ用水を該調整槽内に戻し、該第１加圧濾過機及び該第３加圧濾過機内の用水も薬剤を含有し、該第２導水管及び該第４導水管がそれぞれ該第１加圧濾過機及び該第３加圧濾過機内の用水を該調整槽内に戻し、循環水として使用することができ、薬剤及び用水を節約することができる。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は、上記の選別処理装置により、シリコンウエハ切断汚泥を調整槽１内に送り込んでパルプを調整し、パルプに良好な条件を達成させ、浮選再利用させ、パルプを浮鉱及び沈鉱に分け、浮鉱及び沈鉱をそれぞれ浮選機内に入れて再度浮選を行い、複数回の選出を利用し、徐々に純度を向上させ、複数回の選出を利用して浮鉱及び沈鉱を純化させ、浮鉱は、シリコン純度９９％を達成でき、沈鉱は、炭化シリコン純度９９％の二種の産物を取得することができ、セラミック原料及び二次工業に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の実施例処理装置の配置説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案のシリコンウエハ切断汚泥の選別処理装置の実施例は、図１に示すように、調整槽１、投薬機２、粗浮選機３、浮鉱選出浮選機４０、沈鉱選出浮選機５０、第１濃縮機４１、第２濃縮機５１、第１加圧濾過機４３、第２加圧濾過機４５、第３加圧濾過機５３、第４加圧濾過機５５、第１撹拌槽４２、第２撹拌槽４４、第３撹拌槽５２、第４撹拌槽５４及び第１乾燥機４６、第２乾燥機５６から構成され、そのうち、
該調整槽１は、シリコンウエハ切断汚泥調整パルプの一時保存及び投薬に用いられ、
該投薬機２は、該調整槽１と接続し、該投薬機２は、該調整槽１中の汚泥に少量の調整剤、捕集剤、発泡剤、水を加え、シリコン粉粒の表面を調整剤と反応させ、浮選による捕集に適した表面の疎水性を強化し、同時に調整剤によって炭化シリコンの凝集沈降に適した汚泥（パルプ）のｐＨ値を２〜６に制御する。
調整剤は、フッ酸又は塩酸又は硫酸混合酸であって、適量を添加し、ｐＨを調整する。捕集剤の添加量は、１〜５ｋｇ/ｔであることが好ましく、発泡剤の添加量は、０．１〜０．５ｋｇ/ｔであることが好ましく、水の添加量は、パルプ濃度に応じて決定され、パルプ濃度は、１０〜３０％であることが好ましい。
該粗浮選機３は、該調整槽１と接続し、該粗浮選機３により汚泥（パルプ）を浮鉱及び沈鉱に選別し、
該浮鉱選出浮選機４０は、該粗浮選機３と接続し、該粗浮選機３内の汚泥中の浮鉱を該浮鉱選出浮選機４０内に送って浮選を行い、
該第１濃縮機４１は、該浮鉱選出浮選機４０と接続し、該第１濃縮機４１及び該浮鉱選出浮選機４０の間に第１モータ６０を設け、該第１モータ６０は、該浮鉱選出浮選機４０内の浮鉱を該第１濃縮機４１内に加圧移送し、該第１濃縮機４１により浮鉱パルプを濃縮し、それを固液分離させ、固体パルプは、該第１濃縮機４１の底部に沈殿し、固体パルプの上方の液体は、第１導水管７０から該調整槽１内に移送され、該第１濃縮機４１のパルプ用水は、浮選薬剤を含有するので循環使用することにより薬剤及び用水を節約することができる。
該第１撹拌槽４２は、該第１濃縮機４１と接続して、濃縮後の浮鉱パルプを撹拌させ、
該第１加圧濾過機４３は、該第１撹拌槽４２と接続し、該第１加圧濾過機４３と該第１撹拌槽４２の間に第２モータ６１を設け、該第２モータ６１により該第１撹拌槽４２内の浮鉱パルプを該第１加圧濾過機４３内に加圧移送し、該第１加圧濾過機４３は、小粉粒の含シリコン固体と濾過液に固液分離する。
該第１加圧濾過機４３内の液体は、第２導水管７１から該調整溝１内に移送され、該第１加圧濾過機４３のパルプ用水も、浮選薬剤を含有するため、循環使用することにより薬剤及び用水を節約することができる。
該第２撹拌槽４４は、該第１加圧濾過機４３と接続し、該第２撹拌槽４４は、浮鉱パルプを再度注水撹拌洗浄して浮鉱を濃縮し、
該第２加圧濾過機４５は、該第２撹拌槽４４と接続し、該第２加圧濾過機４５は、該第２加圧濾過機４５により該浮鉱濃縮を再度固液分離し、廃水は、該廃水排出口４５０から放出される。該第１乾燥機４６は、該第２加圧濾過機４５と接続し、該第１乾燥機４６は、該浮鉱濃縮を乾燥させ、浮鉱濃縮からシリコン製品を取り出す。
上記沈鉱選出浮選機５０は、該粗浮選機３と接続し、該粗浮選機３内の汚泥中の沈鉱を該沈鉱選出浮選機５０内に移送し、浮選を行う。
該第２濃縮機５１は、該沈鉱選出浮選機５０に接続し、該第２濃縮機５１と該沈鉱選出浮選機５０の間に第３モータ６２を設けて、該沈鉱選出浮選機５０内の沈鉱を該第２濃縮機５１内に加圧移送し、該第２濃縮機５１により沈鉱パルプを固液分離させて濃縮し、固体パルプは、該第２濃縮機５１の底部に沈殿し、固体パルプ上方の液体は、第３導水管７２から該調整槽１内に移送され、該第２濃縮機５１のパルプ用水が浮選薬剤を含有するので循環使用することにより、薬剤及び用水を節約することができる。
該第３撹拌槽５２は、該第２濃縮機５１と接続し、該第３撹拌槽５２は、濃縮後の沈鉱パルプを撹拌させ、
該第３加圧濾過機５３は、該第３撹拌槽５２と接続し、該第３加圧濾過機５３及び該第３撹拌槽５２の間に第４モータ６３を設け、該第４モータ６３は、該第３撹拌槽５２内の沈鉱パルプを該第３加圧濾過機５３内に加圧移送し、該第３加圧濾過機５３は、大粉粒の炭化シリコン含有固体及び濾過液に分離し、該第３加圧濾過機５３内の液体は、第４導水管７３から該調整槽１内に移送され、
該第４撹拌槽５４は、該第３加圧濾過機５３と接続し、該第４撹拌槽５４は、沈鉱を再度注水撹拌洗浄し、沈鉱濃縮を形成し、
該第４加圧濾過機５５は、該第４撹拌槽５４と接続し、該第４加圧濾過機５５は、該沈鉱濃縮を再度固液分離し、廃水は、該廃水排出口５５０から放出される。
該第２乾燥機５６は、該第４加圧濾過機５５と接続し、該第２乾燥機５６は、該沈鉱濃縮を乾燥させ、沈鉱濃縮中から炭化シリコン産物を取り出す。
【００１４】
本考案は、上記の選別処理装置により、シリコンウエハ切断汚泥を調整槽１内に送り込み、パルプが含有するシリコン及び炭化シリコンの化学物理的条件を調整して、浮選法によりパルプを浮鉱及び沈鉱に分け、浮鉱及び沈鉱をそれぞれ浮選機内に入れて再度浮選を行い、複数回の分離工程により、徐々に純度を向上させ、これら複数回の分離過程を経て浮鉱及び沈鉱の純度、品位を向上させる。
浮鉱は、シリコン純度９９％を獲得でき、沈鉱は、炭化シリコン純度９９％の二種の産物を取得することができ、セラミック原料及び二次的利用に供することができる。
【符号の説明】
【００１５】
１  調整槽
２  投薬機
３  粗浮選機
４０  浮鉱選出浮選機
４１  第１濃縮機
４２  第１撹拌槽
４３  第１加圧濾過機
４４  第２撹拌槽
４５  第２加圧濾過機
４５０  廃水排出口
４６  第１乾燥機
５０  沈鉱選出浮選機
５１  第２濃縮機
５２  第３撹拌槽
５３  第３加圧濾過機
５４  第４撹拌槽
５５  第４加圧濾過機
５５０  廃水排出口
５６  第２乾燥機
６０  第１モータ
６１  第２モータ
６２  第３モータ
６３  第４モータ
７０  第１導水管
７１  第２導水管
７２  第３導水管
７３  第４導水管
【図１】
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