硅廢漿回收系統、冷卻液回收液、回收磨粒,回收切削粉的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及硅廢漿回收系統，以及由該硅廢漿的回收系統得到的冷卻液回收液， 回收磨粒，回收切削粉。
【背景技術】
[0002] 已知線鋸裝置是一種用以切斷、切削半導體單晶硅、太陽能電池的單晶硅或多晶 硅的手段。在線鋸裝置中，使線鋸在冷卻液與磨粒相混合的切割漿料中行進以進行切斷、切 肖IJ。進行切斷、切削的過程中使切割漿料在裝置內循環，而隨著切割、切削的進行，切割漿料 中將積累切削肩（切割、切削半導體單晶硅等材料時產生的硅肩）及金屬肩（進行切割、切 削時產生的來自鋸條的鐵粉以及除鐵之外的金屬粉），從而降低切割、切削性能。
[0003] 進行切斷、切削后的含有切削肩的切割漿料（例如硅廢漿）中含有可使用的冷卻 液及切削粉等。通常，一旦切割漿料中的切削肩超過一定量就會廢棄切割漿料，但也有從切 割漿料中回收冷卻液及磨粒的嘗試（專利文獻1~6)。
[0004] 專利文獻1 :日本特開平9-225937號公報
[0005] 專利文獻2 :日本特開2003-225700號公報
[0006] 專利文獻3 :日本特開2005-313030號公報
[0007] 專利文獻4 :日本特開2005-349507號公報
[0008] 專利文獻5 :日本特開2006-315099號公報
[0009] 專利文獻6 :日本特開2011-005561號公報
[0010] 最近，從環境問題以及回收再利用的觀點出發，產生了對于從硅廢漿中回收冷卻 液、磨粒、切削肩等材料而不產生廢棄物的回收系統的需求。尤其是出于希望將回收的成分 用于切斷、切削之外的用途的要求，希望有能以更高效率，回收更高純度的冷卻液、磨粒、切 削肩等材料的回收系統。
[0011] 例如，專利文獻1中的廢漿渣再利用系統從廢漿渣中將有效磨粒與水溶性的冷卻 液成分進行再利用，然而切削肩及鐵肩將被廢棄，因此從環境保護以及回收再利用的觀點 來看并不充分。另外，在使用液體旋風分離機處理之前，對漿料進行稀釋時使用了大量的稀 釋液，因此為廢液的處理帶來困難。
[0012] 專利文獻2中的廢漿料再利用系統不產生工業廢料，使殘留液體成分及有效磨粒 可被再利用，然而得到的殘留液體成分是經過稀釋的因而純度較低，另外得到的磨粒的純 度也并不充分。
[0013] 專利文獻3中的研磨、切削劑廢漿渣的再生處理方法可回收冷卻液與磨粒，然而 廢棄了其他的成分，因此從環境以及回收再利用的觀點來看并不充分。另外，處理之后的磨 粒只經過了離心分離，純度并不充分。
[0014] 專利文獻4中的冷卻液回收系統中，分離出的廢漿料，以及從廢冷卻液中去除的 固體成分將被廢棄，并且使用了堿而使此后的廢水處理成為必須，因此從環境的觀點來看 并不充分。尤其因進行了堿處理使切削肩溶解，從而不能夠回收切削肩。另外，磨粒只經過 了離心分離，純度并不充分。
[0015] 專利文獻5中的研磨、切削劑廢漿渣的再生處理方法所得到的產物中仍含有廢液 所含有的微量氧化成分（含有微量的氧化成分），因此純度并不充分，并且廢棄了切削肩、 鐵肩、以及磨粒的碎片，從環境的觀點來看并不充分。另外，因為使用了需要特殊設備的超 臨界二氧化碳流體而成本較高。
[0016] 專利文獻6中的硅錠切割系統在鐵肩與磨粒相混合的狀態下進行篩分，回收的磨 粒的純度并不充分。另外，雖然使用酸對篩分后的磨粒中混有的鐵進行溶解處理，然而在酸 處理后進行廢液處理時將對環境產生負擔。
[0017] 盡管如此，現狀下沒有回收系統能夠高效地從硅廢漿中回收高純度的冷卻液、磨 粒、切削肩等全部成分，而不產生廢棄物（例如不使用酸或堿等進行處理）。
【發明內容】
[0018] 從而，本發明的目的在于提供能夠從硅廢漿中高效地回收高純度的回收磨粒、回 收切削粉，而不產生廢棄物的回收系統。
[0019] 另外，本發明的另一個目的在于提供能夠從硅廢漿中高效地回收高純度的冷卻液 回收液，而不產生廢棄物的回收系統。
[0020] 于是，本發明的發明者們為了達到所述目的而進行深入研宄的結果，發現通過對 硅廢漿進行分離的冷卻液回收工序、之后照射超聲波的超聲波處理工序、以及照射超聲波 之后分離回收磨粒、回收切削粉的分離工序，可高效地得到高純度的冷卻液回收液、回收磨 粒、回收切削粉，從而完成了本發明。
[0021] 即本發明提供一種硅廢漿的回收系統，其特征在于包括對從含有冷卻液、磨粒、切 削肩、鐵肩的硅廢漿中得到的分離固體成分照射超聲波的超聲波處理工序（B)、從照射了超 聲波的所述分離固體成分中分離出回收磨粒、回收切削粉的分離工序（C)。
[0022] 所述分離固體成分優選為通過對所述硅廢漿進行分離，以得到分離固體成分與冷 卻液回收液的冷卻液回收工序（A)而得到的分離固體成分。
[0023] 在所述超聲波處理工序（B)中，優選對所述分離固體成分照射頻率為10~38kHz的超聲波。
[0024] 在所述冷卻液回收工序（A)中，進行分離的方法優選為從離心分離、過濾器過濾、 以及蒸餾中選擇的至少一種分離方法。
[0025] 在所述分離工序（C)中，優選利用沉降速度的差異從照射了超聲波的所述分離固 體成分中分離回收磨粒、回收切削粉。
[0026] 并且，優選包括對所述回收磨粒添加稀釋液，并照射超聲波后利用沉降速度的差 異進行分離以清洗回收磨粒的清洗工序（D)。
[0027] 并且，本發明提供由所述回收系統得到的冷卻液回收液。
[0028] 并且，本發明提供由所述回收系統得到的回收磨粒。
[0029] 并且，本發明提供由所述回收系統得到的回收切削粉。
[0030] 并且，本發明提供一種冷卻液回收液，其特征在于冷卻液含量為88重量％以上， 由下述臭氣評價方法所評價的臭氣強度小于2. 5,且舒適/不適度大于-1。
[0031] (臭氣測定方法）
[0032] 評價者6人對評價樣本進行嗅聞，根據以下所示的分為6個等級的臭氣強度表示 方法，以及分為9個等級的舒適/不適度表示方法進行評價，以其平均值作為臭氣強度以及 舒適/不適度。
[0033] 臭氣強度表不方法
[0034] 0 :無臭，1 :將將可感覺到的臭味，2 :可以辨別臭味來源的微弱的臭味，3 :可輕易 感覺到的臭味，4 :較強的臭味，5 :強烈的臭味
[0035] 舒適/不適度表示方法
[0036] -4 :極度不適，-3 :非常不適，-2 :不適，-1 :稍稍不適，0 :既非舒適也非不適，1 :稍 稍舒適，2 :舒適，3 :非常舒適，4 :極度舒適
[0037] 并且，本發明提供一種冷卻液回收液，其特征在于冷卻液含量為88重量％以上， 且水含量小于5重量％。
[0038] 所述冷卻液回收液優選作為切削用冷卻液的原料。
[0039] 所述冷卻液回收液優選作為助磨劑的原料。
[0040] 所述冷卻液回收液優選作為合成樹脂的原料。
[0041] 所述冷卻液回收液優選作為燃料。
[0042] 所述回收磨粒優選作為用于切削的磨粒。
[0043] 所述回收磨粒優選作為鋼鐵輔助材料。
[0044] 所述回收磨粒優選作為水泥的原料。
[0045] 所述回收切削粉優選作為鋼鐵輔助材料。
[0046] 所述回收切削粉選作為水泥的原料。
[0047] 本發明的回收系統通過具備所述結構，可高效地從硅廢漿中得到高純度的回收磨 粒、回收切削粉，而不會產生廢棄物。
【附圖說明】
[0048] 圖1為本發明的回收系統的一例的流程圖。
[0049] 圖2為本發明的回收系統中的冷卻液回收工序（A)的一例的流程圖。
[0050] 圖3為本發明的回收系統中的冷卻液回收工序（A)的一例的流程圖。
[0051] 圖4為本發明的超聲波處理工序（B)的一例的流程圖。
[0052] 圖5為在分離工序（C)之后，進一步設置了清洗工序（D)、產品化工序（E)、廢液回 收工序（F)的情況的一例的流程圖。
[0053] 圖6為實施例1中的硅廢漿⑴的干燥固體的粒度分布圖。
[0054] 圖7為實施例1中的回收磨粒的粒度分布圖。
[0055] 圖8為使用掃描電子顯微鏡（SEM)對實施例1中的硅廢漿⑴的干燥固體進行拍 攝所得的圖（照片）。
[0056] 圖9為使用掃描電子顯微鏡（SEM)對實施例1中的回收磨粒進行拍攝所得的圖 (照片）。
[0057] 圖10為實施例2中的硅廢漿⑵的干燥固體的粒度分布圖。
[0058] 圖11為實施例2中的回收磨粒的粒度分布圖。
[0059] 圖12為使用掃描電子顯微鏡（SEM)對實施例2中的硅廢漿⑵的干燥固體進行 拍攝所得的圖（照片）。
[0060] 圖13為使用掃描電子顯微鏡（SEM)對實施例2中的回收磨粒進行拍攝所得的圖 (照片）。
【具體實施方式】
[0061] 本發明的回收系統至少包括超聲波處理工序（B)，以及分離工序（C)。本發明的回 收系統優選至少包括例如冷卻液回收工序（A)、超聲波處理工序（B)，以及分離工序（C)。所 述冷卻液回收工序（A)之前、所述分離工序（C)之后、所述各工序（冷卻液回收工序（A)、超 聲波處理工序（B)，以及分離工序（C))之間也可以包括其他工序。
[0062] 利用在本發明的回收系統，在各個工序所產生的所有分離成分都可達到一定程度 以上的純度從而可以再利用，因此不會產生任何廢棄物。
[0063] 在本說明書中有時將冷卻液回收工序（A)稱為"冷卻液回收工序"，將超聲波處理 工序（B)稱為"超聲波處理工序"，將分離工序（C)稱為"分離工序"。
[0064] 在本說明書中，"冷卻液回收液"指含有冷卻液的溶液，"回收磨粒"指以磨粒為主 要成分的混合物，"回收切削粉"指以切削粉及/或鐵粉為主要成分的混合物。
[0065] 圖1為本發明的回收系統的一例的示意圖。在本發明的回收系統中，例如優選從 硅廢漿中于冷卻液回收工序（A)分離冷卻液回收液，并通過超聲波處理工序（B)以及分離 工序（C)，分離回收磨粒以及回收切削粉。
[0066] 【冷卻液回收工序（A)】
[0067] 冷卻液回收工序（A)為對至少含有冷卻液、磨粒、切削肩、鐵肩的硅廢漿進行分 離，得到分離固體成分與冷卻液回收液的工序。通過對所述硅廢漿進行分離，可得到含有冷 卻液的冷卻液回收液，以及以磨粒、切削肩、鐵肩為主要成分的分離固體成分。
[0068] (硅廢漿）
[0069] 對于所述硅廢漿沒有特別的限定，但作為例子可舉出用線鋸等裝置對工件進行加 工時所使用過的廢液等。
[0070] 另外，在本說明書中"廢液"指原液（加工工件之前添加的溶液）中混入了某些成 分的物質。所述硅廢漿可以是完成對所述工件的加工之后所排出的廢液，也可以是對所述 工件加工時（加工過程中）所取出的液體。
[0071] 另外，所述硅廢漿中也可以額外含有水、分散劑、消泡劑等物質。
[0072] 對于所述工件沒有特別的限定，但作為例子可舉出半導體單晶硅、用于太陽能電 池的單晶硅或多晶硅（例如，用于制作太陽能電池基板的單晶硅或多晶硅等）等含硅的工 件（例如，只由硅成分構成的工件、以硅為主要成分的工件等）。
[0073] 另外，使用由除硅之外的成分構成的工件（例如，除硅之外的陶瓷、釓鎵石榴石、 鉭酸鋰、鈮酸鋰、鉬酸鉛單晶、二氧化碲單晶、鍺酸鉍單晶為主要成分的工件等）的廢液時， 有時也可得到與本發明相同的效果。
[0074] 對于所述工件的加工方法沒有特別的限定，但作為例子可舉出工件的切斷、切削、 研磨等。即所述硅廢漿為對含有硅成分的工件進行加工時所使用過的廢液。
[0075] 另外，所述硅廢漿可以是加工一個工件時所使用過的廢液，也可以是加工兩個以 上的工件時所使用過的廢液的混合液。另外，所述硅廢漿可以是在一種加工方法中所使用 過的廢液，也可以是在多種加工方法中所使用過的廢液的混合液。
[0076] 對于所述冷卻液沒有特別的限定，但作為例子可舉出以礦物油為主的油性冷卻 液；水溶性二元醇（乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、二甘醇單甲醚、聚亞烷基二醇（聚乙二 醇、丙二醇等）、甲氧基聚乙二醇、乙氧基乙二醇、單烷氧基乙二醇、甘油、單烷氧基甘油、二 烷氧基甘油等）等水溶性冷卻液；這些物質的混合物等。所述冷卻液可以單獨地，或將兩種 以上組合使用。
[0077] 對于所述磨粒沒有特別的限定，但作為例子可舉出碳化硅（SiC)、氧化鋁、氧化鋯、 二氧化硅等。所述磨粒可以單獨地，或將兩種以上