研磨材料再生方法
【專利摘要】本發(fā)明從包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中得到高純度的再生研磨材料。研磨材料是選自氧化鈰、金剛石、氮化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯以及氧化鋯中的至少一種，且經(jīng)由下述工序A～D從研磨材料漿料中再生研磨材料，即，回收包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料的漿料回收工序A；向該回收的研磨材料漿料添加含有堿土金屬元素的金屬鹽，使研磨材料凝聚，從母液分離該研磨材料并進(jìn)行濃縮的分離濃縮工序B；將分離濃縮了的研磨材料固液分離并回收的研磨材料回收工序C以及用磁性過濾器過濾去除混入研磨材料漿料的金屬元素粒子的過濾工序D，并且工序D在工序A～C中任意一項(xiàng)工序之后或者與工序B或工序C同時進(jìn)行。
【專利說明】研磨材料再生方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種研磨材料再生方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為在玻璃光學(xué)元件，玻璃基板，半導(dǎo)體設(shè)備的制造工序中進(jìn)行精密研磨的研磨 材料，目前使用以氧化鈰為主成分，并向其中加入了氧化鑭，氧化釹，氧化鐠等而得到的稀 土元素氧化物。作為其他的研磨材料，可以列舉金剛石、氧化鐵、氧化鋁、氧化鋯、膠體二氧 化硅等。
[0003] 通常，在研磨材料的主要構(gòu)成元素中，包含由日本國內(nèi)不出產(chǎn)的礦物得到的材料， 一部分依賴進(jìn)口資源，且大多材料價(jià)格昂貴。因此，對于含有使用過的研磨材料的研磨材料 廢液，在技術(shù)上對資源的再利用化的對應(yīng)成為重要問題。
[0004] 通常，作為在各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中產(chǎn)生的含有懸浮微粒的廢水的處理方法，目前是使 用中和劑或無機(jī)凝聚劑、高分子凝聚劑等將懸浮微粒凝聚分離，然后處理水排放，凝聚分離 得到的污泥通過焚燒等方法進(jìn)行廢棄處理。
[0005] 另外，含使用過的研磨材料的廢液中混入了在研磨工序中大量產(chǎn)生的被研磨成 分，例如光學(xué)玻璃屑等。通常難以將該廢液中所含的研磨材料成分和被研磨成分有效地分 離，因此，現(xiàn)狀是，研磨材料廢液大多情況下在使用過后被廢棄，在廢棄成本方面存在問題。
[0006] 因此，近年來，有效地回收及再利用研磨材料的主要構(gòu)成元素來實(shí)現(xiàn)作為稀有且 價(jià)值高的元素的資源節(jié)約化成為重要的問題。
[0007] 關(guān)于研磨材料成分的回收方法，已經(jīng)公開了回收膠體二氧化硅類的研磨材料的方 法，即在鎂離子的存在下，向研磨材料廢液添加堿將pH值調(diào)整到10以上，由此進(jìn)行凝聚處 理來回收研磨材料的方法（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1 :日本特開2000-254659號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012] 但是，包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中有時會混入與研磨材料成分不同 的金屬元素粒子這樣的雜質(zhì)。
[0013]專利文獻(xiàn)1的方法能夠?qū)碜员谎心ノ锏某煞峙c研磨材料分離，回收研磨材料， 但是無法去除混入的雜質(zhì)即金屬元素粒子。
[0014]作為去除雜質(zhì)粒子的方法，可以考慮使用具備篩孔等的陶瓷過濾器等進(jìn)行去除。 但是，用陶瓷過濾器等去除雜質(zhì)粒子的方法中，當(dāng)混入的金屬元素的粒子比研磨材料粒子 的粒徑大時，能夠通過陶瓷過濾器等的過濾器進(jìn)行去除，但是當(dāng)混入的金屬元素的粒子與 研磨材料粒子的粒徑相同或者比其小時，無法有效地去除，會導(dǎo)致再生研磨材料的純度降 低。
[0015] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種研磨材料再生方法，其可以從包含使用 過的研磨材料的研磨材料漿料中得到高純度的再生研磨材料。
[0016] 用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0017] 本發(fā)明的所述技術(shù)問題可通過下述方案來解決：
[0018] 1、一種研磨材料再生方法，其從包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中再生研 磨材料，該研磨材料是選自下述研磨材料組中的至少一種，并且該研磨材料再生方法經(jīng)由 下述工序A?D再生研磨材料，而且工序D在工序A?C中任意一項(xiàng)工序之后進(jìn)行或者與 工序B或工序C同時進(jìn)行，
[0019] 工序A:回收包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料的漿料回收工序A;
[0020] 工序B:向該回收得到的研磨材料漿料中添加作為無機(jī)鹽的含有堿土金屬元素的 金屬鹽，使研磨材料凝聚，從母液中分離出該研磨材料并進(jìn)行濃縮的分離濃縮工序B;
[0021] 工序C:將該分離并濃縮后的研磨材料進(jìn)行固液分離并進(jìn)行回收的研磨材料回收 工序C;
[0022] 工序D:用磁性過濾器過濾去除混入研磨材料漿料的金屬元素粒子的過濾工序D，
[0023] 研磨材料組：氧化鈰、金剛石、氮化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋯。
[0024] 2、如第一項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，所述磁性過濾器由永久磁鐵材料或 者電磁鐵材料構(gòu)成。
[0025] 3、如第一項(xiàng)或第二項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其還包括工序E:對回收得到的 所述研磨材料的粒徑進(jìn)行調(diào)整的粒徑控制工序E，
[0026] 所述過濾工序D在所述粒徑控制工序E即將開始前進(jìn)行。
[0027] 4、如第三項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，在所述研磨材料回收工序C之后，所 述粒徑控制工序E之前，還包括工序F:對上述回收得到的研磨材料實(shí)施過濾處理并進(jìn)行二 次濃縮的第二濃縮工序F。
[0028] 5、如第一項(xiàng)至第四項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，所述分離濃縮 工序B中使用的含有堿土金屬元素的金屬鹽為鎂鹽。
[0029] 6、如第一項(xiàng)至第五項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，所述研磨材料 回收工序C中，研磨材料的回收方法是采用自然沉降進(jìn)行的傾析分離法。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 利用本發(fā)明的上述方法，可以從包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中得到高 純度的再生研磨材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1是表示本發(fā)明的研磨材料再生方法基本工序流程的一個例子的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面，對本發(fā)明的構(gòu)成要素及用于實(shí)施本發(fā)明的方式、實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。 需要說明的是，在以下的說明中示出的"?"的意義是包含其前后所記載的數(shù)值作為下限值 及上限值。
[0034] 下面，對已有的研磨材料，本發(fā)明的研磨材料再生方法及構(gòu)成技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn) 行說明。
[0035]〔研磨材料〕
[0036] 通常，作為光學(xué)玻璃或半導(dǎo)體基板等的研磨材料，使用將氧化鐵紅（aFe203)、氧化 鈰、氧化鋁、氧化錳、氧化鋯、膠體二氧化硅等微粒分散在水或油中制成的漿料狀材料，而本 發(fā)明的研磨材料再生方法的特點(diǎn)在于，適用于回收選自氧化鈰、金剛石、氮化硼、碳化硅、氧 化鋁、氧化鋁-氧化鋯及氧化鋯的至少1種研磨材料，這些材料可以適用于在半導(dǎo)體基板的 表面或玻璃的研磨加工中為了高精度地維持平坦性，同時得到充分的加工速度而通過物理 作用和化學(xué)作用這兩者進(jìn)行研磨的化學(xué)機(jī)械研磨（CMP)。
[0037] 另外，作為研磨材料所使用的氧化鋪（例如，C.I.Kasei公司制造，TechnoRise公 司制造，和光純藥公司制造等），大多使用將被稱為氟碳鈰鑭礦且含有大量稀土元素的礦石 進(jìn)行燒成后粉碎而成的材料而非純粹的氧化鋪。氧化鋪為主要成分，作為其它的成分，還含 有鑭、釹和鐠等稀土元素，除氧化物以外，有時還含有氟化物等。下面使用氧化鈰作為所使 用的研磨材料進(jìn)行舉例說明，但并不僅限于此例。
[0038] 本發(fā)明中所使用的研磨材料對于其成分及形狀沒有特別限定，可以使用一般而言 作為研磨材料而銷售的材料，在研磨材料含量為50質(zhì)量％以上的情況下，效果明顯，優(yōu)選。
[0039] 下面用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的研磨材料再生方法整體的工序流程。
[0040] 圖1是表示本發(fā)明的研磨材料再生方法基本工序流程的一個例子的示意圖。
[0041] 本發(fā)明的研磨材料再生方法中，將圖1所示的漿料回收工序A之前進(jìn)行的研磨工 序中使用后的使用過的研磨材料作為再生研磨材料進(jìn)行再生。在對研磨材料的再生方法進(jìn) 行說明之前，對采用研磨材料的研磨工序進(jìn)行說明。
[0042]〔研磨工序〕
[0043] 以玻璃基板的研磨為例，研磨工序通常由制備研磨材料漿料、研磨加工及研磨部 的清洗構(gòu)成一個工序。
[0044] 在圖1所示的研磨工序的整體流程中，研磨機(jī)1具有研磨平臺2,該研磨平臺2可 旋轉(zhuǎn)，所述研磨平臺2貼附有由無紡布、合成樹脂發(fā)泡體、合成皮革等構(gòu)成的砂布K。研磨作 業(yè)時，使用保持具H將主成分為硅的被研磨物（例如，光學(xué)玻璃，信息記錄介質(zhì)用玻璃基板、 硅片等）3以規(guī)定的擠壓力N按壓在上述研磨平臺2上，并且使研磨平臺2旋轉(zhuǎn)。同時，從 漿料噴嘴5中經(jīng)由泵P供給預(yù)先制備的研磨材料液4 (研磨材料漿料）。使用過的研磨材料 液4 (含有使用過的研磨材料的研磨材料漿料）通過流路6貯存在漿料槽1\中，在研磨機(jī)1 和漿料槽1\之間反復(fù)循環(huán)。
[0045] 另外，用于清洗研磨機(jī)1的清洗水7積存于清洗水貯存槽 '中，由清洗水噴射噴 嘴8噴射至研磨部后進(jìn)行清洗，作為包含研磨材料的清洗液10 (含有使用過的研磨材料的 研磨材料漿料）經(jīng)由泵，在通過流路9之后積存于清洗液貯存槽T3。該清洗液貯存槽1~3是 用于積存在清洗（沖洗）中使用后的清洗水的槽。為了防止沉淀、凝聚，使用攪拌槳經(jīng)常對 該清洗液貯存槽T3中進(jìn)行攪拌。
[0046] 另外，在研磨中產(chǎn)生并積存在漿料槽1\中之后循環(huán)使用的研磨材料液4、和積存于 清洗液貯存槽1的清洗液10均呈下述狀態(tài)：在含有研磨材料粒子的同時，還含有從被研磨 的被研磨物3上刮落下來的來自被研磨物的玻璃成分等。
[0047] 對研磨工序中的具體方法進(jìn)行說明
[0048] (1)研磨材料漿料的制備
[0049] 將研磨材料的粉末添加并分散于水等溶劑中并使?jié)舛冗_(dá)到1?40質(zhì)量％的濃度 范圍，制備研磨材料漿料。如圖1所示，將該研磨材料漿料循環(huán)供給至研磨機(jī)1來使用。作 為研磨材料使用的粒子，使用平均粒徑為幾十nm?幾ym大小的粒子。
[0050]另外，優(yōu)選向循環(huán)供給使用的研磨材料漿料中添加分散劑等來防止研磨材料粒子 的凝聚，并且使用攪拌機(jī)等持續(xù)攪拌來維持分散狀態(tài)。通常，優(yōu)選采用以下方法：在研磨機(jī) 1旁設(shè)置研磨材料漿料用罐，使用攪拌機(jī)等持續(xù)維持分散狀態(tài)，使用供給用泵循環(huán)供給于研 磨機(jī)1。
[0051] ⑵研磨
[0052] 如圖1所示，使研磨墊（砂布K)與被研磨物3接觸，一邊向接觸面供給研磨材料 漿料一邊在加壓條件下使墊F和被研磨物3相對運(yùn)動。
[0053] (3)清洗
[0054] 剛剛研磨之后的被研磨物3及研磨機(jī)1上附著有大量的研磨材料。因此，研磨后供 給水等來代替研磨材料漿料，對附著于被研磨物3及研磨機(jī)1上的研磨材料進(jìn)行清洗。此 時，含有研磨材料的清洗液10被排出到體系外9。
[0055] 由于該清洗操作中會將一定量的研磨材料排出到體系外9,因此體系內(nèi)的研磨材 料量減少。為了補(bǔ)充該減少部分，對漿料槽1\追加新的研磨材料漿料。追加的方法可以每 加工1次進(jìn)行追加，也可以每加工一定量后進(jìn)行追加，但優(yōu)選供給充分地分散在溶劑中的 狀態(tài)的研磨材料。
[0056]〔使用過的研磨材料漿料〕
[0057] 本發(fā)明所說的使用過的研磨材料漿料為貯藏于清洗液貯藏槽1~3中的研磨材料漿 料以及排出到由研磨機(jī)1、漿料槽及清洗液貯藏槽T3構(gòu)成的研磨工序體系外部的研磨材 料漿料，主要有以下所示的兩種。
[0058] 第一種是含有清洗工序中所排出的清洗液并貯藏在清洗液貯藏槽T3中的研磨材 料漿料（沖洗漿料），第二種是使用了一定加工次數(shù)后被廢棄并貯存在漿料槽1\中的使用 過的研磨材料漿料（壽命終止?jié){料）。
[0059] 作為含有清洗水的沖洗漿料的特征，可舉出以下的兩點(diǎn)。
[0060] 1)由于清洗時被排出，因此清洗水大量混入,與研磨工序體系內(nèi)的研磨材料漿料 相比較，研磨材料濃度顯著下降。
[0061] 2)附著于砂布K等上的被切削下來的玻璃成分也在清洗時混入該沖洗漿料中。
[0062] 另一方面，作為壽命終止?jié){料的特征，可以舉出：與新品研磨材料漿料相比，玻璃 成分濃度變高。
[0063]〔研磨材料的再生方法〕
[0064] 本發(fā)明的研磨材料再生方法中，從包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中再生 高純度的研磨材料，并作為再生研磨材料進(jìn)行再利用，如圖1所示，該方法具備漿料回收工 序A、分離濃縮工序B、研磨材料回收工序C、第二濃縮工序F、過濾工序D以及粒徑控制工序 E這6個工序。并且根據(jù)作為再生研磨材料再利用的研磨材料的種類、需要的濃度、純度等 可以適當(dāng)?shù)厥÷缘诙饪s工序F以及粒徑控制工序E中一個或者兩個。
[0065] (1:漿料回收工序A)
[0066] 漿料回收工序A是對含有使用過的研磨材料的研磨材料漿料進(jìn)行回收的工序。需 要說明的是，回收得到的研磨材料漿料中研磨材料的含量大致為〇. 1?40質(zhì)量％的范圍。 [0067] 回收得到的研磨材料漿料可以在回收后立即轉(zhuǎn)移至分離濃縮工序B，也可以貯存 至回收了一定量后轉(zhuǎn)移至分離濃縮工序B。任一情況下所回收的研磨材料漿料均優(yōu)選通過 持續(xù)攪拌來防止粒子的凝聚，從而維持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。
[0068] 在本發(fā)明中，可以采用如下方法：
[0069] 將漿料回收工序A中回收得到的兩種研磨材料漿料混合而制成母液后，在分離濃 縮工序B中進(jìn)行處理，或者，
[0070] 也可以采用以下方法：
[0071] 將漿料回收工序A中回收得到的沖洗漿料和壽命終止?jié){料分別制成獨(dú)立的母液， 并且在分離濃縮工序B中分別進(jìn)行處理。
[0072] (2:分離濃縮工序B)
[0073] 分離濃縮工序B是向回收得到的研磨材料漿料添加作為無機(jī)鹽的含有堿土金屬 元素的金屬鹽，使研磨材料凝聚，從母液中分離出該研磨材料并進(jìn)行濃縮的工序?；厥盏玫?的使用過的研磨材料漿料處于混入了來自被研磨物的玻璃成分等的狀態(tài)。另外，由于清洗 水的混入，濃度下降，為了將回收得到的研磨材料再次用于研磨加工，需要對玻璃成分等進(jìn) 行分離并對研磨材料成分進(jìn)行濃縮。
[0074] 具體來說，分離濃縮工序B中，在不添加pH調(diào)整劑的狀態(tài)下，向漿料回收工序A中 回收得到的研磨材料漿料（母液）中特別添加作為無機(jī)鹽的堿土金屬鹽，在僅使研磨材料 凝聚而不使非研磨成分（玻璃成分）凝聚的狀態(tài)下，將該研磨材料從母液中分離出來并濃 縮。由此，可以僅使研磨材料成分凝聚沉淀后，玻璃成分幾乎都存在于上清液中，分離凝聚 體，由此可對研磨材料成分和玻璃成分進(jìn)行分離，同時對研磨材料漿料進(jìn)行濃縮。
[0075] 〈堿土金屬鹽〉
[0076] 作為本發(fā)明的堿土金屬鹽，例如可以舉出：鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽，在本發(fā)明中，廣義上 屬于周期表的第二族的元素也定義為堿土金屬。因此，鈹鹽、鎂鹽也屬于本發(fā)明中所說的堿 土金屬鹽。
[0077] 另外，作為本發(fā)明的堿土金屬鹽，優(yōu)選在水中的溶解度高的鹵化物、硫酸鹽、碳酸 鹽、醋酸鹽等方式。
[0078] 另外，作為可以適用于本發(fā)明的堿土金屬鹽，優(yōu)選添加后溶液pH變化小的鎂鹽。 作為鎂鹽，只要是作為電解質(zhì)發(fā)揮作用的鹽就沒有特別限定，但從在水中的溶解性高的方 面考慮，優(yōu)選氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、硫酸鎂、醋酸鎂等，從溶液的pH變化小、沉降的研磨 材料及廢液容易處理的方面考慮，特別優(yōu)選氯化鎂及硫酸鎂。
[0079]〈無機(jī)鹽的添加方法〉
[0080] 接著，說明本發(fā)明中向研磨材料漿料（母液）中添加無機(jī)鹽的方法。
[0081] a)無機(jī)鹽的濃度
[0082] 就待添加的無機(jī)鹽而言，可以將粉末直接供給至研磨材料漿料（母液），也可以使 其溶解于水等溶劑之后添加在研磨材料漿料（母液）中，但為了在添加于研磨材料漿料中 之后形成均勻的狀態(tài)，優(yōu)選以溶解于溶劑的狀態(tài)添加。
[0083] 優(yōu)選采用無機(jī)鹽濃度范圍為0. 5?50質(zhì)量％的水溶液。為了抑制體系的pH變化， 并提高與玻璃成分分離的效率，更優(yōu)選10?40質(zhì)量％的濃度范圍內(nèi)。
[0084]b)無機(jī)鹽的添加溫度
[0085] 添加無機(jī)鹽時的溫度只要是回收得到的研磨材料漿料的凍結(jié)溫度以上且90°C 以下的范圍內(nèi)，即可適當(dāng)選擇，但從高效地進(jìn)行與玻璃成分的分離的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選10? 40°C的溫度范圍，更優(yōu)選15?35°C的溫度范圍。
[0086]c)無機(jī)鹽的添加速度
[0087] 作為無機(jī)鹽向研磨材料漿料（母液）中的添加速度，優(yōu)選按照如下速度添加，該速 度使得回收得到的研磨材料漿料中的無機(jī)鹽濃度均勻，而不會在局部產(chǎn)生高濃度區(qū)域。優(yōu) 選每分鐘的添加量為總添加量的20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。
[0088]d)無機(jī)鹽添加時的pH值
[0089] 優(yōu)選的方式是，在本發(fā)明的研磨材料再生方法中，在分離濃縮工序B中添加無機(jī) 鹽時，不調(diào)節(jié)預(yù)先回收得到的研磨材料漿料的pH值。通?；厥盏玫降难心ゲ牧蠞{料由于 含有玻璃成分因而其pH值稍顯堿性，在8?低于10的范圍，本發(fā)明中，優(yōu)選在母液換算成 25°C的pH值小于10. 0的條件下進(jìn)行分離濃縮。其原因在于：當(dāng)pH值為10以上時，作為被 研磨物3的玻璃成分容易凝聚，并且通過添加添加劑，其與研磨材料共同凝聚、沉降，而當(dāng) pH值為10以下時，由于溶解度的差值大，因而玻璃成分很少會混入凝聚為二次粒子的狀態(tài) 的研磨材料成分中。
[0090] 本發(fā)明中，pH值采用在25°C下使用Lacombetester臺式pH計(jì)（ASONE(株）制 造PH1500)測定得到的值。
[0091] 在本發(fā)明中，優(yōu)選添加無機(jī)鹽后，維持在添加無機(jī)鹽時的pH值以下直至將該濃縮 物分離。這里所說的添加無機(jī)鹽時的pH值是指添加無機(jī)鹽剛結(jié)束時的pH值。
[0092] 因此，維持在無機(jī)鹽添加時的pH值以下的條件下，具體優(yōu)選pH值維持在低于10. 0 的條件下，直至將沉淀的濃縮物分離。
[0093]e)添加無機(jī)鹽后的攪拌
[0094] 添加無機(jī)鹽后，優(yōu)選繼續(xù)攪拌至少10分鐘以上，更優(yōu)選為30分鐘以上。在添加無 機(jī)鹽的同時研磨材料粒子開始凝聚，但通過維持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，凝聚狀態(tài)在整個體系中變得均 勻，濃縮物的粒度分布變窄，之后的分離變得容易。
[0095] (3 :研磨材料回收工序C)
[0096] 研磨材料回收工序C是對分離濃縮工序B中分離并濃縮得到的研磨材料進(jìn)行固液 分離并回收濃縮物的工序。
[0097] 作為對通過添加無機(jī)鹽發(fā)生凝聚而得到的研磨材料濃縮物和上清液進(jìn)行分離的 方法，可以采用通常的濃縮物的固液分離法。即，可以采用進(jìn)行自然沉降而僅分離上清液的 方法，或采用離心分離機(jī)等機(jī)械方法而強(qiáng)制分離的方法等。但本發(fā)明中，從盡可能不向沉降 在下部的濃縮物中混入來自被研磨物3的玻璃成分等的雜質(zhì)而得到高純度的再生研磨材 料的觀點(diǎn)考慮，作為濃縮方法，優(yōu)選采用自然沉降。
[0098] 通過添加無機(jī)鹽，回收研磨材料粒子發(fā)生凝聚，在該狀態(tài)下與上清液分離，因此， 濃縮物與在回收工序A中回收得到的研磨材料漿料相比，比重增加且被濃縮。在該濃縮物 中含有濃度為回收得到的研磨材料漿料以上的使用過的研磨材料。
[0099] (4 :第二濃縮工序F)
[0100] 第二濃縮工序F是從在研磨材料回收工序C中回收得到的研磨材料漿料中分離出 含有使用過的研磨材料的濃縮物的工序。作為第二濃縮工序F中使用的分離方法，為了防 止雜質(zhì)的混入，使用自然沉降法進(jìn)行分離。由于上清液的一部分以未分離除去的狀態(tài)混入 該濃縮物中，因此，作為第二濃縮工序F，還實(shí)施如下處理，通過過濾處理除去混入濃縮物中 的上清液，而更進(jìn)一步提高回收得到的使用過的研磨材料的純度。該過濾處理也可以在分 離濃縮工序B之前實(shí)施，但為了防止存在于回收漿料中的玻璃成分產(chǎn)生堵塞，在分離濃縮 工序B及研磨材料回收工序C中除去一定量的玻璃成分等后，進(jìn)行第二濃縮工序F，這從生 產(chǎn)效率的觀點(diǎn)考慮是優(yōu)選的。另外，為了得到更高純度的再生研磨材料，優(yōu)選采用第二濃縮 工序F，但是根據(jù)再生的研磨材料的種類，需要的濃度等可以適當(dāng)省略該工序。
[0101] 作為在第二濃縮工序F中使用的過濾器，沒有特別限制，例如，可以舉出：中空纖 維過濾器、金屬過濾器、繞線過濾器、陶瓷過濾器、輥型聚丙烯制過濾器等，但本發(fā)明中，優(yōu) 選使用陶瓷過濾器。
[0102]作為可以適用于本發(fā)明的陶瓷過濾器，例如，可以使用FranceTAMI公司制造的陶 瓷過濾器、Noritake公司制造陶瓷過濾器、日本NGK公司制造陶瓷過濾器（例如，CERALLEC DPF，Cefilt等）等。
[0103] (5:過濾工序D)
[0104] 在本發(fā)明的研磨材料再生方法中，在第二濃縮工序F后具備過濾工序D:通過磁性 過濾器過濾并去除含有使用過的研磨材料的研磨材料漿料中所含的金屬元素粒子，例如在 分離濃縮工序B中添加堿土金屬鹽而混入的金屬元素粒子等、以及在各個工序中的操作、 裝置等混入的金屬元素粒子。
[0105]過濾工序D中使用的磁性過濾器具備例如由永久磁鐵、電磁鐵等材料形成的過濾 器部分。包含研磨材料的濃縮物等的液體通過由永久磁鐵，電磁鐵等材料形成的過濾器時， 作為上述雜質(zhì)的金屬元素粒子被過濾器的磁力吸引從而從研磨材料中被去除。另外，使用 電磁鐵作為磁性過濾器的材料時，能夠通過對通電進(jìn)行開關(guān)簡便的控制磁力。
[0106] 另外，磁性過濾器的具體形狀沒有特別限定，例如可以沿著包含研磨材料的溶液 或者濃縮物所通過的流路形成棒狀，也可以沿著與溶液或者濃縮物流動方向垂直的方向形 成棒狀。另外，可以在流路內(nèi)形成1個或者多個棒狀磁性過濾器。另外，溶液或者濃縮物通 過的流路可以具有1個或者多個直徑較大部分（積存部分），積存部分可以具備棒狀的磁性 過濾器。磁性過濾器的形狀可以根據(jù)含有使用過的研磨材料的研磨材料漿料的種類、粘度 等進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?br> [0107] (6:粒徑控制工序E)
[0108] 在本發(fā)明的研磨材料再生方法中，為了對經(jīng)由上述各工序回收得到的使用過的研 磨材料進(jìn)行再利用，可以具備粒徑控制工序E作為最終工序，該工序?qū)σ远瘟Ｗ拥臓顟B(tài) 凝聚的研磨材料粒子進(jìn)行拆解并制成一次粒子狀態(tài)的粒徑分布。
[0109]使用無機(jī)鹽等使研磨材料粒子凝聚而回收的濃縮物在該狀態(tài)下為塊狀的二次粒 子，而為了對其進(jìn)行再利用，需要實(shí)施用于拆散凝聚的研磨材料粒子而獲得單獨(dú)粒子狀態(tài) (一次粒子）的再分散處理，因此，優(yōu)選在最后加入粒徑控制工序E。
[0110] 粒徑控制工序E是如下工序：使在過濾工序D中得到的研磨材料成分再分散，并調(diào) 整粒徑使其達(dá)到與處理前的研磨材料楽料同等的粒度分布。
[0111] 作為使凝聚了的研磨材料粒子再分散的方法，包括：a)添加水使處理液中無機(jī)離 子的濃度降低的方法，b)通過添加金屬分離劑（也稱作分散劑）使附著于研磨材料的金屬 離子濃度降低的方法及c)使用分散機(jī)等對凝聚了的研磨材料粒子進(jìn)行強(qiáng)制拆解的方法。
[0112] 這些方法可以分別單獨(dú)使用，也可以組合使用，但優(yōu)選組合a)、b)及c)之中任二 個方法，更優(yōu)選將a)、b)及c)全部組合來進(jìn)行的方法。
[0113] 在添加水時，其添加量可根據(jù)濃縮后的漿料的體積適當(dāng)選擇，一般而言為濃縮后 的漿料的5?50體積％，優(yōu)選10?40體積％。
[0114] 作為金屬分離劑（分散劑），可優(yōu)選舉出具有羧基的多羧酸類高分子分散劑，特 別優(yōu)選為丙烯酸-馬來酸的共聚物。作為具體的金屬分離劑（分散劑），可舉出Poriti A550 (Lion(株）制造）等。作為金屬分離劑（分散劑）的添加量，相對于濃縮后的漿料為 0? 01?5體積％。
[0115] 另外，作為分散機(jī)，可采用超聲波分散機(jī)、混砂機(jī)或珠磨機(jī)等介質(zhì)攪拌磨機(jī)，特別 優(yōu)選使用超聲波分散機(jī)。
[0116] 另夕卜，作為超聲波分散機(jī)，例如，可以使用由（株）SMT、（株）GINSEN、 TIETECH(株）、BRANS0N社、Kinematica社、（株）日本精機(jī)制作所等銷售的設(shè)備、（株）SMT UDU-1、UH-600MC、（株）GINSENGSD600CVP、（株）日本精機(jī)制作所RUS600TCVP等。超聲波 的頻率沒有特別限定。
[0117] 作為同時一并進(jìn)行機(jī)械攪拌及超聲波分散的循環(huán)方式的裝置，可以舉出（株） SMTUDU-1、UH-600MC、（株）GINSENGSD600RCVP、GSD1200RCVP、（株）日本精機(jī)制作所 RUS600TCVP等，但并不限定于此。
[0118] 作為該粒徑控制工序E中得到的粒度分布，優(yōu)選經(jīng)時變化少、經(jīng)過1日之后的粒度 變化少的粒度分布。
[0119] 〔再生研磨材料〕
[0120] 在本發(fā)明中，就經(jīng)過上述粒徑控制工序E而得到的最終的回收研磨材料而言，優(yōu) 選含有98質(zhì)量％以上的高純度研磨材料，粒度分布的經(jīng)時變化少、高于回收時的濃度，且 無機(jī)鹽的含量在〇. 0005?0. 08質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0121] 在研磨材料再生方法中，過濾工序D可以在漿料回收工序A之后進(jìn)行，例如在分離 濃縮工序B，研磨材料回收工序C，第二濃縮工序F之后進(jìn)行，或者也可以與各工序同時進(jìn) 行。另外，具備粒徑控制工序E時，因?yàn)榱娇刂乒ば駿是對研磨材料粒子實(shí)施再分散處理 使其由二次粒子形式的塊狀形成為單獨(dú)粒子（一次粒子）狀態(tài)的研磨材料再生方法的最終 工序，因此優(yōu)選在粒徑控制工序E之前通過能夠全部去除在各工序操作等過程中混入的金 屬元素粒子的過濾工序D進(jìn)行過濾處理。
[0122] 實(shí)施例
[0123] 下面，舉出實(shí)施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。需要說明 的是，在實(shí)施例中，使用" ％ "的表述，只要沒有特別說明，則表示"質(zhì)量％ "。
[0124]《再生研磨材料的制備》
[0125] 〔再生研磨材料1的制備：實(shí)施例1〕
[0126] 按照以下工序制備使用氧化鈰作為研磨材料的再生研磨材料1。需要說明的是，只 要沒有特別說明，則研磨材料再生工序基本上在25°C、55%RH的條件下進(jìn)行。此時，溶液等 的溫度也為25°C。
[0127] 1)漿料回收工序A
[0128] 按照圖1中記載的研磨工序，使用氧化鈰（C.I.Kasei公司制造）作為研磨材料進(jìn) 行硬盤用玻璃基板的研磨加工，然后，回收210升含有清洗水的沖洗漿料，回收30升含有使 用過的研磨材料的壽命終止?jié){料，將回收漿料液定容為240升。該回收漿料液比重為1. 03， 含有8. 5kg的氧化鈰。
[0129] 2)分離濃縮工序B
[0130] 接著，一邊將該回收漿料液攪拌至氧化鈰不會沉降的程度一邊經(jīng)10分鐘添加2. 0 升作為無機(jī)鹽的氯化鎂10質(zhì)量％水溶液。剛添加氯化鎂后的換算成25°c的pH值為8. 60。
[0131] 3)研磨材料回收工序C
[0132] 在上述狀態(tài)下繼續(xù)攪拌30分鐘后，靜置45分鐘，通過自然沉降法沉降、分離上清 液與濃縮物。45分鐘后，使用排水泵排出上清液，將濃縮物固液分離回收?；厥盏臐饪s物為 60升。
[0133] 4)第二濃縮工序F
[0134] 第二濃縮工序F中，使用沒有圖示的過濾裝置進(jìn)行過濾處理。
[0135] 將在上述3)研磨材料回收工序C中回收得到的濃縮物在二次粒子的狀態(tài)下利用 攪拌機(jī)慢慢攪拌，同時利用泵輸送至過濾裝置。該過濾裝置具備過濾器，使?jié)饪s物通過過濾 器內(nèi)，分離出含有玻璃成分的上清液。分離出的上清液經(jīng)配管排出到體系外。該過濾處理 將濃縮物在過濾裝置內(nèi)以1. 2L/min的流量循環(huán)15分鐘，進(jìn)行濃縮過濾直到成為濃縮物的 初期液量的1/2。
[0136] 此外，在第二濃縮工序F中使用的過濾器使用日本NGK公司制造的陶瓷過濾器 "Cefilt"（細(xì)孔徑：0? 5iim)。
[0137]5)過濾工序D
[0138] 過濾工序D中，通過磁性過濾器進(jìn)行過濾并去除混入研磨材料的金屬元素粒子的 處理。
[0139] 具體來說，過濾工序D中，磁性過濾器的磁力在3000Tesla，過濾的濃縮物的送液 速度在〇. 5L/min的條件下進(jìn)行過濾處理。
[0140] 6)粒徑控制工序E
[0141] 在分離出的濃縮物中添加12升水。進(jìn)一步添加300g的PoritiA550(Lion(株） 制造）作為金屬分離劑（高分子分散劑），攪拌30分鐘后，使用超聲波分散機(jī)（BRANSON公 司制造）將濃縮物分散并拆解開。
[0142] 分散結(jié)束后，用10微米的膜濾器進(jìn)行過濾，得到含有再生氧化鈰的再生研磨材料 1〇
[0143]〔再生研磨材料2的制備：實(shí)施例2〕
[0144] 在上述再生研磨材料1的制備中，將過濾工序D中的送液速度變更為1.OL/min，除 此以外，同樣地得到再生研磨材料2。
[0145]〔再生研磨材料3的制備：實(shí)施例3〕
[0146] 在上述再生研磨材料1的制備中，將過濾工序D中的送液速度變更為2.OL/min，除 此以外，同樣地得到再生研磨材料3。
[0147] 〔再生研磨材料4的制備：實(shí)施例4〕
[0148] 在上述再生研磨材料1的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 5000Tesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料4。
[0149]〔再生研磨材料5的制備：實(shí)施例5〕
[0150] 在上述再生研磨材料2的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 5000Tesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料5。
[0151] 〔再生研磨材料6的制備：實(shí)施例6〕
[0152] 在上述再生研磨材料3的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 5000Tesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料6。
[0153] 〔再生研磨材料7的制備：實(shí)施例7〕
[0154] 在上述再生研磨材料2的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 lOOOOTesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料7。
[0155] 〔再生研磨材料8的制備：實(shí)施例8〕
[0156] 在上述再生研磨材料3的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 lOOOOTesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料8。
[0157] 〔再生研磨材料9的制備：實(shí)施例9〕
[0158] 在上述再生研磨材料1的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 20000Tesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料9。
[0159]〔再生研磨材料10的制備：實(shí)施例10〕
[0160] 在上述再生研磨材料2的制備中，將過濾工序D中的磁性過濾器的磁力變更為 20000Tesla，除此以外，同樣地得到再生研磨材料10。
[0161] 〔再生研磨材料11的制備：比較例11〕
[0162] 在上述再生研磨材料2的制備中，不采用過濾工序D進(jìn)行過濾處理，除此以外，同 樣地得到再生研磨材料11。
[0163] 《再生研磨材料的評價(jià)》
[0164]〔加工傷痕〕
[0165] 針對實(shí)施例1至10以及比較例1，統(tǒng)計(jì)了一片作為被研磨物3的外徑65mm，內(nèi)徑 20mm的環(huán)狀玻璃基板上所存在的0. 2ym以上的傷痕個數(shù)。
[0166] 將以上得到的分析結(jié)果示于表1。
[0167] 〔表 1〕
[0168]

【權(quán)利要求】
1. 一種研磨材料再生方法，其從包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料中再生研磨材 料，該研磨材料選自下述研磨材料組中的至少一種，并且所述研磨材料再生方法經(jīng)由下述 工序A?D來再生研磨材料，而且工序D在工序A?工序C中任意一項(xiàng)工序之后進(jìn)行或者 與工序B或工序C同時進(jìn)行， 工序A :回收包含使用過的研磨材料的研磨材料漿料的漿料回收工序A ; 工序B :向該回收得到的研磨材料漿料中添加作為無機(jī)鹽的含有堿土金屬元素的金屬 鹽，使研磨材料凝聚，從母液中分離出該研磨材料并進(jìn)行濃縮的分離濃縮工序B ; 工序C :對該分離并濃縮后的研磨材料進(jìn)行固液分離并進(jìn)行回收的研磨材料回收工序 C； 工序D :用磁性過濾器過濾去除混入研磨材料漿料的金屬元素粒子的過濾工序D， 研磨材料組：氧化鈰、金剛石、氮化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋯。
2. 如權(quán)利要求1所述的研磨材料再生方法，其中，所述磁性過濾器由永久磁鐵材料或 者電磁鐵材料構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的研磨材料再生方法，其還包括工序E :對回收得到的所述研 磨材料的粒徑進(jìn)行調(diào)整的粒徑控制工序E， 所述過濾工序D在所述粒徑控制工序E即將開始前進(jìn)行。
4. 如權(quán)利要求3所述的研磨材料再生方法，其中，在所述研磨材料回收工序C之后，所 述粒徑控制工序E之前，還包括工序F :對上述回收得到的研磨材料實(shí)施過濾處理并進(jìn)行二 次濃縮的第二濃縮工序F。
5. 如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，所述分離濃縮工序B 中使用的含有堿土金屬元素的金屬鹽為鎂鹽。
6. 如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的研磨材料再生方法，其中，所述研磨材料回收工 序C中，研磨材料的回收方法是利用自然沉降的傾析分離法。
【文檔編號】B24B57/00GK104507639SQ201380039008
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】永井佑樹, 前澤明弘, 乾智惠 申請人:柯尼卡美能達(dá)株式會社