蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法，更詳細地，涉及一種 不僅廢水內所含有的氟硼酸的去除效率優異且廢水處理過程簡單，而且回收再利用廢水處 理過程中產生的熟石灰污泥，從而降低廢水處理費用的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處 理方法。
【背景技術】
[0002] 氟是各種產業中廣泛使用的化學物質，以氫氟酸的形式廣泛用于金屬或玻璃、半 導體的表面清洗中，并且在有機合成工藝中使用氟化硼等。在鍍金或各種金屬產業的表面 清洗工藝中，為了提高清洗效率，也會在工序中添加硼酸。此外，在電子產業等中清洗玻璃 的工藝的情況下，玻璃中所包含的硼含在清洗液中并流出。
[0003] -般而言，廢水中所含有的氟以氫氟酸（HF)或氟硅酸（H2SiF6)的形式或其陰離子 的狀態存在，如果通過加入熟石灰來調節PH，則能以15ppm左右去除這種簡單形式的氟。特 別是，氟化鈣沉淀物為溶解度常數非常小的物質，因此當相對于氟離子加入過量鈣離子時， 能以低濃度去除氟。加入過量鈣離子的方法可使用如下方法：通過在廢水中加入鹽酸等來 降低PH之后，加入熟石灰或加入氯化鈣等。進一步，當使用基于A1的凝聚劑進行吸附去除 時，也能以5ppm以下容易地去除氟這一情況為廣為人知的事實。
[0004] 然而，在半導體蝕刻工藝等中產生的廢水中含有的氟硼酸以強酸發揮作用，從而 在較寬的PH領域解離氫離子并以氟硼酸離子（BF4)的形式存在，即使加入過量鈣離子，氟 硼酸離子也不會反應，會引起也不與基于A1或Fe的凝聚劑反應并且還不與氧化劑/還原 劑反應等廢水處理方面的深刻問題，因此持續實現對氟硼酸的研究和通過分解氟硼酸來去 除氟的嘗試。
[0005] 為了解決上述問題，韓國專利第10-1293283號"從含有氟硼酸的廢水中去除氟 的方法"中公開了氟的去除方法，該方法包括以下步驟：在將含有氟硼酸的廢水調整為 PH2~5后，通過在所述廢水中加入三價金屬鹽化合物來誘導所述廢水中所含有的所述氟 硼酸的分解；將通過與氟結合而形成沉淀物的二價金屬鹽化合物加入到所述廢水中，并將 所述廢水的PH調整為6. 5~11，從而形成所述三價金屬與氟結合的化合物的沉淀物或所述 二價金屬與氟結合的化合物的沉淀物；以及從所述廢水中去除所述已形成的沉淀物，但上 述方法存在廢水處理費用高，并且廢水中所含有的氟的濃度高的問題。
【發明內容】
[0006] 發明要解決的問題
[0007] 本發明的目的在于提供一種廢水內所含有的氟硼酸的去除效率優異，并且廢水處 理過程簡單的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法。
[0008] 本發明的另一個目的在于提供一種由于回收再利用廢水處理過程中產生的熟石 灰污泥而能降低廢水處理費用的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法。
[0009] 用于解決問題的手段
[0010] 本發明的目的通過提供一種蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法來實現，該 方法的特征在于，由以下步驟構成：中和步驟，將含有氟硼酸的廢水加入到第一反應槽中且 與熟石灰污泥混合并使其中和；第一上清液分離步驟，將通過所述中和步驟中和而成的混 合物移送到第一沉淀槽中來分離上清液；生石灰反應步驟，將通過所述第一上清液分離步 驟分離而成的上清液加入到第二反應槽且與生石灰混合并使其反應；第二上清液分離步 驟，將經所述生石灰反應步驟形成的混合物移送到第二沉淀槽中來分離上清液；凝聚步驟， 將通過所述第二上清液分離步驟分離而成的上清液加入到第三反應槽中并與凝聚劑混合 來去除所述上清液中殘留的氟；以及第三上清液分離步驟，將通過所述凝聚步驟去除氟后 的上清液移送到第三沉淀槽中來分離上清液。
[0011] 根據本發明的優選特征，在所述中和步驟中使用通過所述第二上清液分離步驟分 離的熟石灰污泥。
[0012] 根據本發明的更優選特征，通過以1:1的重量份混合含有氟硼酸的廢水和熟石 灰污泥來實現所述中和步驟。
[0013] 根據本發明的更為優選特征，在70°C至90°C的溫度下實現所述中和步驟。
[0014] 根據本發明的更加優選特征，在通過所述第一上清液分離步驟分離的100重量份 的上清液中混合10重量份至20重量份的生石灰來實現所述生石灰反應步驟。
[0015] 根據本發明的更優選特征，所述凝聚劑由硫酸鋁水溶液構成。
[0016] 發明的效果
[0017] 根據本發明的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法，顯示出如下效果：廢水 處理工藝簡單，并且廢水內所含有的氟硼酸的去除效率優異。
[0018] 此外，由于回收再利用廢水處理過程中所產生的熟石灰污泥，因此顯示出能降低 廢水處理費用的效果。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示出根據本發明的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法的順序圖。
[0020] 圖2是示出根據本發明的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理過程的示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面，對本發明的優選實施例和各成分的特性進行詳細說明，這是為了使本領域 的普通技術人員能夠容易實施本發明而進行的詳細說明，并不表示由此限定本發明的技術 思想及范圍。
[0022] 根據本發明的蝕刻工藝中產生的氟硼酸廢水的處理方法由以下步驟構成：中和步 驟S101，將含有氟硼酸的廢水加入到第一反應槽10中且與熟石灰污泥混合并使其中和； 第一上清液分離步驟S103,將通過所述中和步驟S101中和而成的混合物移送到第一沉淀 槽11中來分離上清液；生石灰反應步驟S105,將通過所述第一上清液分離步驟S103分離 而成的上清液加入到第二反應槽20且與生石灰混合并而使其反應；第二上清液分離步驟 S107,將經所述生石灰反應步驟S105形成的混合物移送到第二沉淀槽21中來分離上清液； 凝聚步驟S109,將通過所述第二上清液分離步驟S107分離而成的上清液加入到第三反應 槽30中并與凝聚劑混合來去除所述上清液中殘留的氟；以及第三上清液分離步驟S111，將 通過所述凝聚步驟S109去除氟后的上清液移送到第三沉淀槽31中來分離上清液。
[0023] 所述中和步驟S101作為將含有氟硼酸的廢水加入到第一反應槽10且與熟石灰污 泥混合并使其中和的步驟，通過以1:1的重量份混合含有氟硼酸的廢水和熟石灰污泥來實 現。
[0024] 本發明中所使用的含有氟硼酸的廢水的氫氟酸濃度為約10%至20%左右，如果 以1:1的重量份混合顯示如上所述的氫氟酸濃度的含有氟硼酸廢水和熟石灰污泥，則能制 造 PH為6至8的混合物，此時，在所述中和步驟中，通過含有氟硼酸的廢水與熟石灰污泥的 反應來使所述第一反應槽10的溫度上升，但為了提高中和反應S101的效率，優選將所述第 一反應槽10的溫度維持在60°C以上。
[0025] 在下述反應式1中示出了所述含有氟硼酸的廢水與熟石灰污泥的反應。
[0026] 〈反應式1>
[0027] 氟硼酸解離：BF4-十4H20oB(0H)',+4HF+(:)IT
[0028] 氫氟酸處理：2Ca (OH) 2+4HF - 2CaF2 丨 +4H 20
[0029] 所述第一上清液分離步驟S103作為將通過所述中和步驟S101中和而成的混合物 移送到第一沉淀槽11中來分離上清液的步驟，將通過所述中和步驟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，將上清液移送到第二反應槽20中來實現，此 時，優選通過將所述沉淀物移送到脫水裝置12中來去除水分的過程使所述沉淀物形成為 蛋糕狀來進行填埋處理。
[0030] 所述生石灰反應步驟S105作為將通過所述第一上清液分離步驟S103分離而成的 上清液加入到第二反應槽20且與生石灰混合并使其反應的步驟，為如下步驟：將通過所述 第一上清液分離步驟S103分離而成的上清液加入到第二反應槽20并與生石灰混合，從而 由于上清液與生石灰的反應所產生的熱而將上清液中所含有的氟硼酸