专利名称:固体微粒子回收方法
技术领域:
本发明涉及将在液体中含有的SiC以及S i的固体微粒子从液体中分离回收的方法以及使所述回收的固体微粒子可以进行再利用的再生的方法。
背景技术:
近年,碳化硅粉(S i C粉)不仅使用于S i,水晶,S i C,G a A s,G a N等的
单结晶以及多结晶的基板,玻璃或陶瓷等的切断,切削以及研磨,还作为s i C成形体的原料而被广泛使用。所述S i C粉,通常用艾奇逊法进行分批反应来加以制造。艾奇逊法是在大气开放的U型炉中,在中心长方向上通以石墨电极,在所述电极 的周围,将数mm -数c m的硅砂以及碳的混合物鱼糕状层叠,在石墨电极通以大电流加热来进行S i C的制造。所述反应(S i O 2 + 3 C-S i C + C O)为吸热反应,仅石墨电极为发热体,变成高温状态,电极周围充分反应,主要生成高温安定型结晶a S i C。另一方面,从电极离开的部分,未反应,或者用途比较有限的低温安定型结晶的β S i C和a S i C的混合物等大量生成,反应不充分。反应后,将块状的坚硬固化的炉内物进行粗粉碎,仅对需要的a S i C部分进行选择,进一步微粉碎。剩余的未反应物以及β S i C和a S i C的混合物,作为不要物,再一次,返回作为反应原料。微粉碎的a S i C,根据用途,用水等进行湿式分级以及用空气以及氮等进行干式分级,根据所述用途进行最适当的粒度以及粒度分布调整。如此得到的S i C微粉,作为所述的切断,切削,研磨的砥粒,作为切削材料,或作为S i C成形体的原料粉末,被大量使用。在S i C微粉的制造中,根据使用目的以及用途,最适当的平均粒径以及粒度分布被要求,需要对粒度和不要粒度进行的分级工序是不可缺少的。所述分级中,成本比较低的精密分级一般为水分级法,含有不需要的S i C微粉的水溶液,会大量发生。同样,在干式分级的场合也有不要的S i C微粉发生,它们的处理也成为问题。另外,对单结晶以及多结晶的S i锭以及成形物进行切削时,含有切削末的S i微粒子的废液会大量发生,所述处理也成为问题。作为所述溶液以及废液的处理,用离心分离机以及过滤机将S i C以及S i的微粒子回收,并将其有效地利用,但是不加以改良的场合,由于超细微的粒子混在其中,完全的固液分离极难。作为工业废弃物进行焚烧,但是用大量的热进行加热干燥后,将干燥残渣的S i C以及S i回收,一般仅能作为经济价值低的溶矿炉的脱氧剂加以利用,或作为艾奇逊炉的原料返回加以利用。s i C以及S i的微子除去后的液体,根据场合进行蒸留再利用也是有的,但是需要热能高,不经济。另外,将S i C作为游离砥粒,在浆状下用线切断的遊离砥粒线锯中,在水或油的溶媒中,将切削材s i C的微粉和乙二醇,界面活性剂,防锈剂等的种种的添加材料加入,制作成浆,用于S i锭等的切断。但是所述浆中,如单结晶以及多结晶S i被大量切断,最适当的S i C的粒径以及粒度分布,会由于磨耗,破裂,疲劳,细粒化而使粒度分布变宽,切断能力变差的同时,切屑S i微粒子积蓄会使浆粘度上升,浆的循环使用会变得不可能,要与新的浆进行交换。在使用不能的的浆废液中,除水或油的溶媒以外,消耗并且细粒化的S i C,切屑S i以及各种的添加剂存在,由于排水污染的问题,不能单纯地加以废弃。同样,由于将金刚石粒进行固定而成的金刚石线锯在制造晶片以及薄片时发生的切屑S i微粒子也含会含在浆废液中,至今为止也难以再利用,其处理也成为问题。这些线锯废液的S i C和S i的混合微粉,至今为止有不少的关于回收,有效利用的方法的提议,例如,专利文献I中,公开了一种为了将切削泥中的金属硅变为碳化硅,要加入必要量的碳,在非氧化条件下,12000C以上进行加热的碳化硅结晶体的制造方法。另夕卜,专利文献2,公开了在废硅污泥中进行碳添加,将得到的混合物进行加热的碳化硅的制造方法。这些方法,为了将废液中含有的细微的S i转变为S i C,要加入必要 量的碳,例如,石油胶以及碳黑,然后进行加热干燥,或将所述废浆进行离心分离以及过滤,从而将得到的固形污泥进行加热,将切屑s i变为S i C(S i +C-S i C)而回收利用。但是,这些方法中,由于超细微的粒子混杂在一起,实际上离心分离以及过滤难以进行完全的固液分离,从而造成回收困难,超高速回转的高价的装置以及膨大的过滤面积会使成本变高,使实用化变得困难。现状是用离心分离机或液体旋风器仅将比较的大粒径的粒子分离回收,进行再利用。含有残留的超微粉的S i C以及S i的残液的固液分离困难,所以就将其作为废弃物。另外,用加热成本高的蒸留法进行固液分离,再利用的场合,也由于超微粉的S i C以及S i过细,没有利用价值,一般作为废弃物来处理。将溶液以及废液不进行固液分离,原封不动地进行加热干燥的方法,需要大量的热量不经济。假如从废浆中将S i C微粒子进行回收,由于疲劳以及细粒化,在此状态下,不能用与线锯等的高度的用途。另外,与S i C微粒子一起回收的切屑S i微粒子,加热会与碳反应,新生成S i C,原本要回收的S i由于是线锯的切屑,是超微粉且粒度分布宽,生成的S i C也为微粒子,粒度分布宽。与回收的S i C同样,对要求的比较大的粒径且狭的粒度分布的线锯用等是不适宜的,由此成为低价值之物,由此被期望改善。专利文献专利文献I特开平11- 116227号公报专利文献2特开2002- 255532号公报本发明的课题,是提供一种不仅仅是将从含有S i C以及S i的固体微粒子的液体将比较的大粒径的固体微粒子分离回收,而且是将比所述固体微粒子小的小粒径的超细微的固体微粒子进行效率良好的固液分离,以及将这些所有的固体微粒子回收的方法,以及将所述回收的固体微粒子中的S i转化为S i C的同时,由于疲劳以及细粒化,使用困难,没有利用价值的S i C变为具有利用价值高的粒径以及粒度,在线锯,包皮,抛光用等的高附加价值的切削材,砥粒,研磨材可以利用的,作为有用的S i C的再生的方法。
_4] 发明的内容为了将所述的目的达成,本发明的第一技术方案,是将所述的S i C以及/或Si的固体微粒子回收方法。其为将含有S i C以及/或S i的固体微粒子的液体,用离心分离或/以及液体旋风器将所述固体微粒子中的比较大的粒径的固体微粒子分离回收,比较的小粒径的固体微粒子残留的液体排出的第一工序;在从第一工序排出的液体中,加入有机凝集剂,使所述比较的小粒径的固体微粒子凝集,形成的凝集体,将含有该凝集体的液体,离心分离或过滤将所述凝集体回收的第二工序。本发明的第二技术方案的所述的固体微粒子回收方法,其特征在于在第一技术方案中,所述有机凝集剂为下述化学式(I)表示的阳离子性有机凝集剂化I
权利要求
1.一种S i C以及/或S i的固体微粒子回收方法,包括 第一工序,将含有s i C以及/或S i的固体微粒子的液体,用离心分离或/以及液体旋风器将所述固体微粒子中的比较的大粒径的固体微粒子分离回收,将比较的小粒径的固体微粒子残存的液体排出, 向从第一工序排出的液体中,添加有机凝集剂,将所述比较的小粒径的固体微粒子凝集,将含有形成的凝集体的液体,进行离心分离或过滤,所述凝集体被回收。
2.权利要求1所述的固体微粒子回收方法,其特征在于所述有机凝集剂为通式(I)表示的阳离子性有机凝集剂,
3.权利要求1或者2所述的固体微粒子回收方法,其特征在于对第一工序排出的液体100重量份,所述有机凝集剂为O. 01-10重量份。
4.一种向有用的S i C的再生方法,其特征在于用权利要求1的固体微粒子回收方法回收的所述凝集体中,添加碳,或碳和氧化硅,在非氧化性氛围气下进行最低也为1800°C的加热,使所述S i C的平均粒径肥大化,或使所述S i转化为S i C。
5.权利要求4所述的向有用的Si C的再生方法,其特征在于与碳,或碳和氧化硅一起,添加从B,B 4 C以及B 2 O 3选出的烧结助剂。
全文摘要
提供一种不仅从含有SiC以及Si的固体微粒子的液体将比较的大粒径的固体微粒子分离回收,也将比所述固体微粒子小的粒径的超细微的固体微粒子高效率地进行固液分离,将这些所有的固体微粒子回收的方法。SiC以及/或Si的固体微粒子回收方法为,具有二个工序,在第一工序中从含有SiC以及/或Si的固体微粒子的液体用离心分离或/以及液体旋风器将所述固体微粒子中的比较的大粒径的固体微粒子分离回收,比较的小粒径的固体微粒子残存的液体排出,第二工序为向第一工序排出的液体中,添加有机凝集剂,使含有所述比较的小的粒径的固体微粒子凝集形成凝集体,将该含有凝集体的液体进行离心分离或过滤,将所述凝集体回收。
文档编号C01B31/36GK103011165SQ20121036415
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者久保田芳宏, 樋口知生 申请人:信越化学工业株式会社, 信浓电气制錬株式会社