蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法，更详细地，涉及一种 不仅废水内所含有的氟硼酸的去除效率优异且废水处理过程简单，而且回收再利用废水处 理过程中产生的熟石灰污泥，从而降低废水处理费用的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处 理方法。
【背景技术】
[0002] 氟是各种产业中广泛使用的化学物质，以氢氟酸的形式广泛用于金属或玻璃、半 导体的表面清洗中，并且在有机合成工艺中使用氟化硼等。在镀金或各种金属产业的表面 清洗工艺中，为了提高清洗效率，也会在工序中添加硼酸。此外，在电子产业等中清洗玻璃 的工艺的情况下，玻璃中所包含的硼含在清洗液中并流出。
[0003] -般而言，废水中所含有的氟以氢氟酸（HF)或氟硅酸（H2SiF6)的形式或其阴离子 的状态存在，如果通过加入熟石灰来调节PH，则能以15ppm左右去除这种简单形式的氟。特 别是，氟化钙沉淀物为溶解度常数非常小的物质，因此当相对于氟离子加入过量钙离子时， 能以低浓度去除氟。加入过量钙离子的方法可使用如下方法：通过在废水中加入盐酸等来 降低PH之后，加入熟石灰或加入氯化钙等。进一步，当使用基于A1的凝聚剂进行吸附去除 时，也能以5ppm以下容易地去除氟这一情况为广为人知的事实。
[0004] 然而，在半导体蚀刻工艺等中产生的废水中含有的氟硼酸以强酸发挥作用，从而 在较宽的PH领域解离氢离子并以氟硼酸离子（BF4)的形式存在，即使加入过量钙离子，氟 硼酸离子也不会反应，会引起也不与基于A1或Fe的凝聚剂反应并且还不与氧化剂/还原 剂反应等废水处理方面的深刻问题，因此持续实现对氟硼酸的研究和通过分解氟硼酸来去 除氟的尝试。
[0005] 为了解决上述问题，韩国专利第10-1293283号"从含有氟硼酸的废水中去除氟 的方法"中公开了氟的去除方法，该方法包括以下步骤：在将含有氟硼酸的废水调整为 PH2~5后，通过在所述废水中加入三价金属盐化合物来诱导所述废水中所含有的所述氟 硼酸的分解；将通过与氟结合而形成沉淀物的二价金属盐化合物加入到所述废水中，并将 所述废水的PH调整为6. 5~11，从而形成所述三价金属与氟结合的化合物的沉淀物或所述 二价金属与氟结合的化合物的沉淀物；以及从所述废水中去除所述已形成的沉淀物，但上 述方法存在废水处理费用高，并且废水中所含有的氟的浓度高的问题。
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 本发明的目的在于提供一种废水内所含有的氟硼酸的去除效率优异，并且废水处 理过程简单的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供一种由于回收再利用废水处理过程中产生的熟石 灰污泥而能降低废水处理费用的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 本发明的目的通过提供一种蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法来实现，该 方法的特征在于，由以下步骤构成：中和步骤，将含有氟硼酸的废水加入到第一反应槽中且 与熟石灰污泥混合并使其中和；第一上清液分离步骤，将通过所述中和步骤中和而成的混 合物移送到第一沉淀槽中来分离上清液；生石灰反应步骤，将通过所述第一上清液分离步 骤分离而成的上清液加入到第二反应槽且与生石灰混合并使其反应；第二上清液分离步 骤，将经所述生石灰反应步骤形成的混合物移送到第二沉淀槽中来分离上清液；凝聚步骤， 将通过所述第二上清液分离步骤分离而成的上清液加入到第三反应槽中并与凝聚剂混合 来去除所述上清液中残留的氟；以及第三上清液分离步骤，将通过所述凝聚步骤去除氟后 的上清液移送到第三沉淀槽中来分离上清液。
[0011] 根据本发明的优选特征，在所述中和步骤中使用通过所述第二上清液分离步骤分 离的熟石灰污泥。
[0012] 根据本发明的更优选特征，通过以1:1的重量份混合含有氟硼酸的废水和熟石 灰污泥来实现所述中和步骤。
[0013] 根据本发明的更为优选特征，在70°C至90°C的温度下实现所述中和步骤。
[0014] 根据本发明的更加优选特征，在通过所述第一上清液分离步骤分离的100重量份 的上清液中混合10重量份至20重量份的生石灰来实现所述生石灰反应步骤。
[0015] 根据本发明的更优选特征，所述凝聚剂由硫酸铝水溶液构成。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法，显示出如下效果：废水 处理工艺简单，并且废水内所含有的氟硼酸的去除效率优异。
[0018] 此外，由于回收再利用废水处理过程中所产生的熟石灰污泥，因此显示出能降低 废水处理费用的效果。
【附图说明】
[0019] 图1是示出根据本发明的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法的顺序图。
[0020] 图2是示出根据本发明的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理过程的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面，对本发明的优选实施例和各成分的特性进行详细说明，这是为了使本领域 的普通技术人员能够容易实施本发明而进行的详细说明，并不表示由此限定本发明的技术 思想及范围。
[0022] 根据本发明的蚀刻工艺中产生的氟硼酸废水的处理方法由以下步骤构成：中和步 骤S101，将含有氟硼酸的废水加入到第一反应槽10中且与熟石灰污泥混合并使其中和； 第一上清液分离步骤S103,将通过所述中和步骤S101中和而成的混合物移送到第一沉淀 槽11中来分离上清液；生石灰反应步骤S105,将通过所述第一上清液分离步骤S103分离 而成的上清液加入到第二反应槽20且与生石灰混合并而使其反应；第二上清液分离步骤 S107,将经所述生石灰反应步骤S105形成的混合物移送到第二沉淀槽21中来分离上清液； 凝聚步骤S109,将通过所述第二上清液分离步骤S107分离而成的上清液加入到第三反应 槽30中并与凝聚剂混合来去除所述上清液中残留的氟；以及第三上清液分离步骤S111，将 通过所述凝聚步骤S109去除氟后的上清液移送到第三沉淀槽31中来分离上清液。
[0023] 所述中和步骤S101作为将含有氟硼酸的废水加入到第一反应槽10且与熟石灰污 泥混合并使其中和的步骤，通过以1:1的重量份混合含有氟硼酸的废水和熟石灰污泥来实 现。
[0024] 本发明中所使用的含有氟硼酸的废水的氢氟酸浓度为约10%至20%左右，如果 以1:1的重量份混合显示如上所述的氢氟酸浓度的含有氟硼酸废水和熟石灰污泥，则能制 造 PH为6至8的混合物，此时，在所述中和步骤中，通过含有氟硼酸的废水与熟石灰污泥的 反应来使所述第一反应槽10的温度上升，但为了提高中和反应S101的效率，优选将所述第 一反应槽10的温度维持在60°C以上。
[0025] 在下述反应式1中示出了所述含有氟硼酸的废水与熟石灰污泥的反应。
[0026] 〈反应式1>
[0027] 氟硼酸解离：BF4-十4H20oB(0H)',+4HF+(:)IT
[0028] 氢氟酸处理：2Ca (OH) 2+4HF - 2CaF2 丨 +4H 20
[0029] 所述第一上清液分离步骤S103作为将通过所述中和步骤S101中和而成的混合物 移送到第一沉淀槽11中来分离上清液的步骤，将通过所述中和步骤S101中和而成的混合 物移送到第一沉淀槽11中而使沉淀物沉淀后，将上清液移送到第二反应槽20中来实现，此 时，优选通过将所述沉淀物移送到脱水装置12中来去除水分的过程使所述沉淀物形成为 蛋糕状来进行填埋处理。
[0030] 所述生石灰反应步骤S105作为将通过所述第一上清液分离步骤S103分离而成的 上清液加入到第二反应槽20且与生石灰混合并使其反应的步骤，为如下步骤：将通过所述 第一上清液分离步骤S103分离而成的上清液加入到第二反应槽20并与生石灰混合，从而 由于上清液与生石灰的反应所产生的热而将上清液中所含有的氟硼酸