專利名稱：用于處理懸浮液的方法
用于處理懸浮液的方法描述本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1特征組合所述用于處理來自分離過程的懸浮液的方法，其中，懸浮液由微粒狀的磨蝕劑(khleifmittel)和液態(tài)的懸浮劑組成。圓柱體硅棒(晶片中所謂結(jié)晶塊)的分離例如利用鋼絲鋸進行，其中，大多使用附加的磨蝕劑。這種類型的磨蝕劑例如可以是在適當?shù)闹苿┲袘腋〉奶蓟?。因此在鋸開過程結(jié)束后，會產(chǎn)生磨蝕劑、懸浮劑以及通過切斷過程分離的硅顆粒作為廢品。因為這種廢品是非常貴重的原材料，所以多年來提供了大量的方法以及相應(yīng)的設(shè)備，以便將使用過的磨蝕劑以及所使用的懸浮劑彼此分離、凈化和再利用。這種類型的方法例如在DE 699 04 986 T2中有所介紹。在該文獻中用于分離和重新獲取聚乙二醇和碳化硅-懸浮劑的方法，首先將由碳化硅顆粒和硅粉末組成的濕粉末團(Nasspulveragglomerat)通過加水稀釋。之后進行對可供使用的磨蝕劑顆粒的水懸浮液和含有硅顆粒的水懸浮液的分離。隨后將磨蝕劑顆粒的懸浮液在用于其回收和再利用的爐內(nèi)干燥。此外，硅粉末的水懸浮液為隨后干燥回收硅粉末進行過濾。此外，使用過的磨蝕劑液體在水稀釋步驟之前加熱，以降低其粘度。依據(jù)在該文獻中所述理論的另一觀點，過濾使用過的被加熱的低粘度液體，以便一方面回收濕粉末團而另一方面回收含有硅顆粒的懸浮劑。之后進行待回收的懸浮劑的分離和尚存的微量硅顆粒 (Siliziumpartikelspuren)的分離，隨后可以對其進行處理或如有可能再利用。由此可見，整個過程是在通過在一開始添加大量的水稀釋碳化硅顆粒以及硅粉末的基礎(chǔ)上進行。但在這種處理過程中使用水帶來諸多缺點。一方面，使用水造成可觀的成本因素，其中，從水的購置、水的凈化以及處理中產(chǎn)生成本。另一方面，將水加入使用過的鋸屑懸浮液的處理過程蘊含著巨大危險。水和硅相遇時通常產(chǎn)生放熱反應(yīng)。伴隨放熱反應(yīng)產(chǎn)生的氫產(chǎn)物蘊含著使已經(jīng)分離的固體部分突然起火的危險。由此可能產(chǎn)生所謂大袋子(Big Bags)(存放容器)的自燃。綜上所述本發(fā)明的目的因此在于，提供一種用于處理上述懸浮液的方法，這些懸浮液一方面可以更加簡單且成本更加低廉地使用，而另一方面滿足所有安全要求。本發(fā)明的目的通過一種按權(quán)利要求1所述理論用于處理來自分離過程的懸浮液的方法得以實現(xiàn)，其中，從屬權(quán)利要求至少是依據(jù)目的設(shè)計和改進的。懸浮液由微粒狀的磨蝕劑和液態(tài)的懸浮劑組成，其中，為處理這種懸浮液實施以下步驟首先在具有附加懸浮劑的罐內(nèi)稀釋懸浮液。在這種稀釋中明確取消附加的水。此夕卜，在微粒狀磨蝕劑與液態(tài)懸浮劑之間產(chǎn)生恒定的體積比。微粒狀磨蝕劑與懸浮劑之間的體積比在稀釋后處于1 1到1 10之間的數(shù)值。 體積比最好為1:5。稀釋過的懸浮液隨后裝入分離器內(nèi)，特別是離心分離器內(nèi)，該分離器的作用是將稀釋過的懸浮液分離成液體和固體部分。所分離的液體和固體部分在隨后的加工工序中可以要么進一步精制，要么在該方法步驟之后作為可以再利用的材料存在。需要提到的是，微粒狀的磨蝕劑是碳化硅(SiC)。懸浮劑可以是聚乙二醇(PEG)。此外依據(jù)本發(fā)明的方法，具有附加懸浮劑的懸浮液在罐內(nèi)為降低粘度而被加熱。 該加熱步驟例如可以在約90°C的溫度下實施。在離心分離器內(nèi)分離的固體部分已經(jīng)能夠以這種用于在分離法中再利用的狀態(tài)作為所謂的漿狀沉積物(Slurryansatz)使用。這一點采用以往所公開的離心機方法不能達到，因為在使用這些方法的情況下所分離的固體部分絕對需要再處理。與之相對，所分離的液體部分要進行再凈化。這種類型的再凈化例如可以借助過濾進行。特別是可以設(shè)想使用具有可能的過濾輔助裝置的壓濾機(Filterpresse)。這種再凈化過的液體部分可以作為懸浮劑使用，并為在罐中稀釋而循環(huán)地輸送到所要處理的懸浮液。此外，再凈化液體部分時沉積出殘余顆粒，這種殘余顆粒例如是硅(Si)和/或碳化硅。這樣沉積的殘余顆?？梢宰鳛榘氤善肥褂?。由此使得難于購置且因此昂貴的硅可以得到再利用。依據(jù)本發(fā)明的另一觀點，至少一部分再被凈化的、與給料懸浮液的液體部分相應(yīng)的液體部分要進行蒸餾。因此設(shè)備可以連續(xù)運行。通過這種蒸餾可以去除易揮發(fā)和難揮發(fā)的部分。蒸餾最好在真空下進行，特別是在約10_2mbar的壓強下進行。所獲取的餾出物注入罐內(nèi)并以這種形式供進一步使用。例如，所獲取的餾出物例如PEG產(chǎn)品可以出售，或與通過離心分離器內(nèi)的分離所獲取的漿狀沉積物混合。這種漿狀沉積物然后可以在后面的鋸開過程中使用。例如剛才所介紹的用于處理使用過的懸浮液的方法按批次(chargenweise)實施。特別地，依據(jù)本發(fā)明的方法在制造硅片時，也就是在將圓柱體的硅棒分割成單個圓片時使用。用于實施依據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備主要具有用于稀釋的罐、離心分離器、過濾設(shè)備以及蒸餾器。這些單個部件最好安裝在分開的容器內(nèi)，從而使得這些容器可以簡單地運輸?shù)讲煌氖褂玫夭⑶医M裝。 此外，這樣安裝在容器內(nèi)可以進行單個組件或部件的可變選擇。因此可以根據(jù)所要求的產(chǎn)量(Durchsatzmenge)選取具有不同效率特征的組件或部件。上述用于處理來自分離過程的懸浮液的方法集多個優(yōu)點于一身。一方面，所提供的方法可更加簡單地操作以及成本更加低廉地實現(xiàn)。另一方面，通過取消附加的添加水，可以排除通過氫的形成所造成的Big Bags突然起火的危險。此外無需以往所公開的離心機方法中必需的水處理。此外沒有污染的廢水。此外，與所公開的離心機方法相比，通過離心分離器分離的固體部分具有較少的精細部分，因此與傳統(tǒng)的離心機方法相比，固體部分可以更長時間地使用。此外，所分離的液體部分無需像以往所公開的離心機方法中那樣在離心機內(nèi)復雜地再凈化。
下面借助實施例以及參照附圖
對依據(jù)本發(fā)明用于處理來自分離過程的懸浮液的方法進行詳細說明。附圖所示用于處理懸浮液的設(shè)置和方法示意圖在本案例中涉及處理制造硅片時產(chǎn)生的懸浮液，該懸浮液由微粒狀的磨蝕劑和液態(tài)的懸浮劑組成。微粒狀的磨蝕劑是碳化硅而懸浮劑是聚乙二醇。首先將懸浮液加入罐1內(nèi)，在該罐中用附加的懸浮劑，但不是用水稀釋所述懸浮液。附加的懸浮劑也是聚乙二醇。微粒狀碳化硅與液態(tài)聚乙二醇之間產(chǎn)生1 5的近似恒定的體積比。為額外地降低粘度，具有附加懸浮劑的懸浮液在罐1內(nèi)加熱。因為相對于液態(tài)懸浮劑內(nèi)顆粒狀磨蝕劑的部分而言，使用過的懸浮液可以按不同的混合比例存在，所以在輸入罐內(nèi)的懸浮劑的入口處安裝控制裝置，從而始終僅向罐輸送這樣多的懸浮劑，直至產(chǎn)生在顆粒狀磨蝕劑與液態(tài)懸浮劑之間預先規(guī)定的體積比。處于罐1內(nèi)被稀釋的并且出于降低粘度的目的而被加熱的懸浮液隨后裝入離心分離器2內(nèi)，在該離心分離機中將懸浮液分離成液體和固體部分。所分離的固體部分含有碳化硅和少量的PEG，并因此可以形成漿狀沉積物，如在鋸開硅棒時使用的漿狀沉積物，通過添加凈化過的PEG重新產(chǎn)生相應(yīng)的使用混合物。離心分離器2內(nèi)分離的液體部分隨后例如借助使用過濾器4進行凈化。一部分被再凈化的液體部分(PEG)可以隨后作為罐1內(nèi)懸浮液的稀釋液使用。通過過濾器4收集含有硅和碳化硅顆粒的殘余顆粒。由此獲取的硅可以作為成品或半成品使用。此外，通過過濾設(shè)備4再凈化的PEG可以輸送到蒸餾器5，通過該蒸餾器在非常低的壓強下進行易揮發(fā)和難揮發(fā)成分的去除。蒸餾在真空下進行，本案例中在約IO-2Hibar的壓強下進行。再凈化PEG的蒸餾產(chǎn)率例如約為2501/h。所獲取的餾出物例如是高質(zhì)量的 PEG，最好將其注入罐6內(nèi)。這樣存放的PEG要么可以繼續(xù)出售，要么可以用于精制通過離心分離器2形成的漿狀沉積物3。所介紹的方法是用于處理來自分離過程的懸浮液的過程，這些過程在無附加添加物并因此無水污染的情況下實施。非常高比例的經(jīng)過處理的懸浮液各種成分可以得到再利用，由此最終僅產(chǎn)生非常低比例的廢品。此外與傳統(tǒng)的離心機方法相比，所回收的固態(tài)和液態(tài)成分的質(zhì)量明顯更好。附圖標記列表1 罐2離心分離器3漿狀沉積物4過濾器/過濾設(shè)備5蒸餾器6PEG-罐
權(quán)利要求
1.用于處理來自分離過程的懸浮液的方法，其中，所述懸浮液由微粒狀的磨蝕劑和液態(tài)的懸浮劑組成，所述方法包括以下步驟a)在微粒狀的磨蝕劑與液態(tài)懸浮劑之間產(chǎn)生恒定的體積比情況下，在具有附加懸浮劑而沒有另外添加水的罐(1)內(nèi)稀釋所述懸浮液；b)在離心分離器內(nèi)將稀釋的懸浮液分離成液體部分和固體部分，其中，在所述離心分離器(2)內(nèi)分離的液體部分進行再凈化，并且這種再凈化借助至少一個過濾器(4)進行；以及c)隨后精制或再利用所分離的液體部分和固體部分。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微粒狀的磨蝕劑是碳化硅(SiC)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述懸浮劑是聚乙二醇(PEG)。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，具有附加懸浮劑的懸浮液在所述罐(1)內(nèi)為降低粘度而被加熱。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述微粒狀的磨蝕劑與所述液態(tài)的懸浮劑之間的體積比在稀釋后處于1 1到1 10之間。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述微粒狀的磨蝕劑與所述液態(tài)的懸浮劑之間的體積比在稀釋后約為1 5。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，被再凈化的液體部分作為懸浮劑使用，并為進行稀釋而循環(huán)地輸送到所要處理的懸浮液中。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，再凈化所述液體部分時沉積殘余顆粒，并且所沉積的殘余顆粒作為半成品使用。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所沉積的殘余顆粒是硅(Si)和/或碳化硅 (SiC)。
10.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，被再凈化的液體部分進行蒸餾(5)。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，蒸餾在真空下進行。
12.按權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，蒸餾在約10-2mbar的壓強下進行。
13.按權(quán)利要求10、11或12中任一項所述的方法，其特征在于，被再凈化的液體部分的蒸餾產(chǎn)率約為200至3001/h。
14.按權(quán)利要求10至13中任一項所述的方法，其特征在于，所獲取的餾出物注入另一罐(6)內(nèi)。
15.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在分離器O)內(nèi)分離的固體部分作為漿狀沉積物(3)使用。
16.按權(quán)利要求10至14及15中任一項所述的方法，其特征在于，所述漿狀沉積物(3) 與被再凈化和蒸餾的液體部分混合。
17.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，用于處理使用過的懸浮液的方法按批次實施。
18.按權(quán)利要求1至17中任一項所述的方法，其特征在于，用于處理使用過的懸浮液的方法連續(xù)進行。
19.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法的用途，是通過鋸開從結(jié)晶塊中制造硅片。
20.用于實施按權(quán)利要求1至18中任一項所述方法的設(shè)備，其特征在于，單個部件或組件如用于稀釋的罐(1)、特殊的離心分離器O)、過濾設(shè)備(4)和蒸餾器(5)安裝在分開的容器內(nèi)，以保證在不同的地點處簡便的安裝和使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理來自分離過程的懸浮液的方法，其中，懸浮液由微粒狀的磨蝕劑和液態(tài)的懸浮劑組成。該方法包括以下步驟a)在微粒狀磨蝕劑與液態(tài)懸浮劑之間產(chǎn)生恒定的體積比情況下，在具有附加的懸浮劑(PEG)而沒有另外添加水的罐(1)內(nèi)稀釋懸浮液；b)在離心分離器(2)內(nèi)將稀釋的懸浮液分離成液體和固體部分；以及，c)隨后精制或再利用所分離的液體和固體部分。
文檔編號B24B57/00GK102470501SQ201080030899
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者喬治·弗里奇, 彼得·卡尼烏特 申請人:Akw設(shè)備工藝公司, 賽錫科技有限公司