专利名称：一种从磨削废液中提取硅粉的方法
技术领域：
本发明利用化学方法从磨削废液中提取硅粉，该磨削废液是硅片 制备过程中在双面磨削工序中产生的。通过该方法既可以获得纳米级 的硅粉，又可以减少排放磨削废液带来的污染。
背景技术：
半导体单晶硅片是大规模集成电路的衬底材料，传统的制备工艺 是切片一倒角一磨片一腐蚀一抛光一清洗，但是对于12英寸硅片，
由于对TTV (总厚度变化)和局部平整度的更高的要求，新的制备工 艺变为切片一倒角一双面磨削一抛光一清洗。可以看出，以前的磨片 工艺变成了现在的双面磨削工艺，磨片工艺和双面磨削工艺的区别主 要体现在两方面， 一是用的机器设备不同，二是所用的磨削剂不同。 磨片工艺用的磨片机硅片是平放，研磨用的磨盘在硅片的上下方；双 面磨削工艺用的双面磨削机硅片是垂直放置，磨削用的砂轮在硅片的 左下方和右下方。磨片工艺用的研磨剂是由矿物油和粉末状三氧化二 铝配制的悬浮液，而双面磨削工艺用的磨削剂就是纯水。双面磨削工 艺产生大量的磨削废液，它里面含有大量的硅粉，这种纳米级的硅粉 是制造太阳能电池的重要原料，如果能从磨削废液里提取出硅粉，不 仅可以变废为宝，而且可以减少磨削废液对环境的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种从磨削废液中提取硅粉的方法，该方法 简便、效果好，不仅可以变废为宝，而且可以减少磨削废液对环境的污染。
为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案这种从磨削废
液里提取硅粉的方法是往磨削废液加盐酸，控制pH在1.0-6.0之间，
经静置、分离、干燥。
盐酸浓度为0.1 37%，盐酸温度为15°C 60°C。
经静置、并沉淀完全后，用工具将上层很清的不含硅粉的溶液取
出，让下层含硅粉的浑浊的胶体干燥。所述的干燥是用加热或凉干。
本发明的优点是该方法简便、效果好，不仅可以变废为宝，而
且可以减少磨削废液对环境的污染。
具体实施例方式
实施例1
将10升磨削废液倒入50升容量的立方形塑料水槽里，往里加10 升37%盐酸，测其PH值为1.5，静置7天后，用塑料勺子将上层很 清的溶液舀出，待将太部分上层很清的溶液舀出时，改用移液管取上 层溶液，这样沉淀了的硅粉就不会因取液而搅上来。最后剩少量溶液， 让其自然晾干蒸发，可以得到所要的硅粉。
实施例2
将10升磨削废液倒入50升容量的立方形塑料水槽里，往里加3 升37%盐酸，测其PH值为4，静置14天后，用塑料勺子将上层很清 的溶液舀出，待将大部分上层很清的溶液舀出时，改用移液管取上层 溶液，这样沉淀了的硅粉就不会因取液而搅上来。最后剩少量溶液， 让其自然晾干蒸发，可以得到所要的硅粉。将磨削废液长时间放置，硅粉一直悬浮在废液中几乎不发生沉 淀，说明磨削废液是一种胶体。那么我们可以通过改变胶体(磨削废 液)的环境特性，比如改变其PH值来达到使磨削废液沉淀出硅粉的 目的，这样我们就可以提取出硅粉。我们采用往磨削废液中加盐酸的 方法，将混合好的溶液放置在容器里，溶液会分成上下两层，上层是 很清的不含硅粉的溶液，下层是含硅粉的浑浊的胶体。并且随时间增
加，上下两层的边界向下移动，到7天之后，下层是含硅粉的浑浊的
胶体变成薄薄的一层，这个时候，硅粉已经沉淀的差不多完全了。用 工具将上层很清的不含硅粉的溶液取出，让下层含硅粉的浑浊的胶体 用常规方法(如凉干或加热)干燥，得到所要的硅粉。盐酸是比水更 容易挥发的物质，含硅粉的浑浊的胶体自然凉干的过程中，盐酸和水 都挥发掉了，提取的硅片不会含有盐酸。取部分硅粉溶于少量水，其
PH值为6.8，这也证明了硅粉里不含盐酸。
前面提到，双面磨削工艺用的磨削剂是纯水，磨削用的砂轮是由 金刚石做的，砂轮在磨削过程中会发生磨损，因此，磨削废液是由水， 硅粉和极少量的金刚石微粒构成，那么磨削废液的沉淀物是由硅粉和 极少量的金刚石微粒构成。但是，因为金刚石微粒含量很少，同时硅 粉中含少量金刚石微粒对以后的运用几乎没有影响，所以，没有必要 对含少量金刚石微粒的硅粉进行再分离。
权利要求
1、一种从磨削废液中提取硅粉的方法，其特征在于该方法是往磨削废液加盐酸，控制pH在1.0-6.0之间，经静置、分离、干燥。
2、 根据权利要求书1中所述的一种从磨削废液中提取硅粉的方法，其特征在于盐酸浓度为0.1 37%，盐酸温度为15。C 6(TC。
3、 根据权利要求书1或2所述的一种从磨削废液中提取硅粉的方法，其特征在于经静置、并沉淀完全后，用工具将上层很清的不含硅粉的溶液取出，让下层含硅粉的浑浊的胶体用常规方法干燥。
4、 根据权利要求书1所述的一种从磨削废液中提取硅粉的方法，其特征在于所述的干燥是用加热或凉干。
全文摘要
一种从磨削废液中提取硅粉的方法，该方法是往磨削废液加盐酸，控制pH在1.0-6.0之间，经静置、分离、干燥。盐酸浓度为0.1～37％，盐酸温度为15℃～60℃。可采用自然晾干的方法，自然晾干的过程中，盐酸和水都挥发掉了，因此硅粉里不含盐酸。硅粉中含少量金刚石微粒对以后的运用几乎没有影响，没有必要对含少量金刚石微粒的硅粉进行再分离。本发明的优点是该方法简便、效果好，不仅可以变废为宝，而且可以减少磨削废液对环境的污染。
文档编号C01B33/037GK101654250SQ20081011866
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者库黎明, 张国栋, 盛方毓, 索思卓, 钟 葛, 闫志瑞, 陈海滨, 黄军辉 申请人:北京有色金属研究总院;有研半导体材料股份有限公司