移载装置及固态物回收方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01142577.6

申请日:

2001.12.03

公开号:

CN1356184A

公开日:

2002.07.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):B09B 3/00变更事项:专利权人变更前权利人:三洋电机株式会社变更后权利人:松下电器产业株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本大阪府变更后权利人:日本大阪府变更事项:共同专利权人变更前权利人:三洋埃科技术株式会社登记生效日:20111228|||授权|||公开|||实质审查的生效

IPC分类号:

B09B3/00; B01D29/50

主分类号:

B09B3/00; B01D29/50

申请人:

三洋电机株式会社; 三洋埃科技术株式会社

发明人:

对比地元幸; 饭沼宏文

地址:

日本大阪府

优先权:

2000.12.01 JP 367653/00

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

张天安;杨松龄

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内容摘要

过去,混入有因进行切块、CMP等机械加工而产生的研磨屑、磨削屑的排放水通过凝聚沉淀法或者过滤器过滤与离心分离相接合等两种方法进行处理。但是,前者中,或者由于药品与磨削屑发生反应,或者由于滤过水中混有药品,因而无法进行再利用;而后者中,作为一个系统过于庞大,存在着原始成本、运行成本高的问题。而且不能实现再循环。而本发明中,首先,使用过滤装置102使原水罐101的原水105成为高浓度。并且,使移载装置120位于原水罐附近,并使用经由管子进行安装的过滤装置121对原水105进行过滤。过滤装置121以目较粗的过滤器进行过滤,将其滤液送回原水罐101。于是,可使原水罐101的浓度降低,并且能够通过过滤装置121使被除去物成为滤饼状物而进行回收。

权利要求书

1: 一种移载装置,其特征是,具有,接受并过滤混入有固态物 的排放水而将其分离为滤饼状的所说固态物和低浓度排放水的过滤装 置、以及贮留所说低浓度排放水的滤液罐。
2: 如权利要求1所说的移载装置,其特征是,所说滤液罐中设 有将排放水向外部进行输送的输送机构。
3: 如权利要求1或2所说的移载装置,其特征是,所说滤饼状 的固态物被回收并被再利用。
4: 如权利要求1或2或3所说的移载装置,其特征是,所说过 滤装置采用压滤法、自然下落法或者加压法。
5: 如权利要求1~4之一的权利要求所说的移载装置,其特征是, 所说排放水为500~40000ppm。
6: 如权利要求1~5之一的权利要求所说的移载装置,其特征是, 所说排放水中的pH被控制为实质上的中性。
7: 如权利要求5或6所说的移载装置,其特征是,所说固态物 是包括Si在内对结晶物、多晶物或者非晶形物进行磨削、切削、研磨 时产生的屑。
8: 如权利要求5或6所说的移载装置,其特征是,所说固态物 是包括化合物半导体材料在内对化合物进行磨削、切削、研磨时产生 的屑。
9: 如权利要求5或6所说的移载装置,其特征是,所说固态物 是对半导体晶片、经过钝化处理的半导体晶片、经过绝缘树脂封装的 半导体器件其构成材料进行磨削、切削、研磨时产生的屑。
10: 一种移载装置,其特征是,具有,接受混入有固态物的排放 水的接受机构、输送所说高浓度的排放水的第1输送泵、将所说第1 输送泵输送来的排放水压入且进行过滤而分离成滤饼状的所说固态物 和低浓度排放水的过滤装置、贮留所说低浓度排放水的滤液罐、以及 从所说滤液罐将所说低浓度排放水输送到外部的第2输送泵。
11: 如权利要求10所说的移载装置,其特征是,所说排放水贮留 在设置在所说移载装置的外部的原水罐中,该原水罐的排放水向高浓 度排放水罐输送,从所说第2输送泵出来的低浓度排放水返回所说原 水罐,使所说原水罐的排放水浓度降低。
12: 如权利要求10或11所说的移载装置,其特征是,所说高浓 度的排放水为500~40000ppm。
13: 如权利要求10~12之一的权利要求所说的移载装置,其特征 是,所说原水罐的所说排放水中的pH被控制为实质上的中性。
14: 如权利要求10~13之一的权利要求所说的移载装置,其特征 是,所说固态物是包括Si在内对结晶物、多晶物或者非晶形物进行磨 削、切削、研磨时产生的屑。
15: 如权利要求10~13之一的权利要求所说的移载装置,其特征 是,所说固态物是包括化合物半导体材料在内对化合物进行磨削、切 削、研磨时产生的屑。
16: 如权利要求10~13之一的权利要求所说的移载装置,其特征 是,所说固态物是对半导体晶片、经过钝化处理的半导体晶片、经过 绝缘树脂封装的半导体器件其构成材料进行磨削、切削、研磨时产生 的屑。
17: 如权利要求1~16之一的权利要求所说的移载装置,其特征 是,在所说移载装置上或者移载装置的周围所使用的药液设置有可在 移载装置上进行贮存的另外的贮存罐或者容器。
18: 一种固态物的回收方法,其特征是, 原水罐的排放水含有通过对半导体结晶物、半导体晶片、表面形 成有钝化膜的半导体晶片、或者经过绝缘树脂封装的半导体器件进行 磨削、研磨而产生的固态物,使该排放水成为500~40000ppm的高浓 度的排放水, 将所说原水罐的排放水压入并进行过滤,分离为所说滤饼状的固 态物和低浓度排放水, 使所说低浓度排放水返回所说原水罐,以降低所说原水罐的排放 水浓度。
19: 一种固态物的回收方法,其特征是, 原水罐的排放水含有由半导体材料构成的晶锭的研磨·磨削物、 半导体晶片的背面的研磨·磨削物,使该排放水成为500~40000ppm 的高浓度的排放水, 将所说原水罐的排放水压入并进行过滤,分离为所说滤饼状的固 态物和低浓度排放水, 使所说低浓度排放水返回所说原水罐,以降低所说原水罐的排放 水浓度。
20: 一种固态物的回收方法,其特征是, 将至少混入有半导体材料、二氧化硅、金属、贵金属、稀有金属 或者化合物材料等的排放水压入并进行过滤,分离为滤饼状的固态物 与低浓度排放水, 将所说滤饼状的固态物在防止该固态物干燥的状态下运送到再利 用现场。
21: 如权利要求20所说的固态物的回收方法,其特征是,防止所 说固态物干燥的机构是密闭的容器或者口袋。
22: 一种被除去物的再利用方法,其特征是,对含有一直到将晶 锭加工成晶片的机械加工工序以及在对半导体晶片进行机械加工的工 序中所产生的被除去物的高浓度的排放水进行过滤而生成的固态物进 行再利用。
23: 如权利要求22所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说高浓度排放水是通过压滤法、自然下落法或者加压法进行过滤。
24: 如权利要求23所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说压滤法中使用的过滤器的通气度为100~200cc/cm 2 /分钟。
25: 如权利要求22~24之一的权利要求所说的被除去物的再利用 方法,其特征是,所说高浓度的排放水的浓度为500~40000ppm。
26: 如权利要求22所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说固态物是作为半导体晶片、硅材料、填料、太阳能电池、水泥或者 钢筋混凝土进行再利用。
27: 如权利要求22所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说固态物是装在经过金属层压的口袋中进行回收。
28: 一种被除去物的再利用方法,是将成为半固态物的被除去物 再熔化而进行再利用,其特征是,所说被除去物是从在原水罐中浓缩 成高浓度的排放水中分离而得到的。
29: 如权利要求28所说的被除去物的再利用方法,其特征是,含 有所说被除去物的所说排放水是通过形成于纵型过滤器表面上的自形 成膜而在所说原水罐内浓缩成高浓度,所说被除去物是作为半固态物 而进行再利用的。
30: 如权利要求28所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说被除去物是经过再熔化而作为太阳能电池的材料进行再利用的。
31: 如权利要求28所说的被除去物的再利用方法,其特征是,所 说被除去物是硅屑。
32: 一种用来装含有水而成为滤饼状的固态物的回收机构,其特 征是,所说回收机构中设有防干燥机构。
33: 如权利要求32所说的回收机构,其特征是,所说回收机构是 经过金属层压而成的口袋。
34: 如权利要求32所说的回收机构,其特征是,所说回收机构是 密闭的容器。
35: 如权利要求32所说的回收机构,其特征是,所说回收机构用 来防止污染外部空气氛围。
36: 如权利要求32所说的回收机构,其特征是,所说回收机构是 用来将所说固态物运送到再利用现场。

说明书


移载装置及固态物回收方法

    【技术领域】

    本发明涉及移载装置、固态物回收方法、被除去物的再利用方法以及回收机构,特别是,从混入有固态物的排放水中高效率地回收固态物的移载装置、固态物回收方法、被除去物的再利用方法以及回收机构。

    现有技术

    当前,减少工业垃圾、对工业垃圾进行分类并加以再利用、以及不向自然界排放工业垃圾等已成为保护生态的重要主题,是面向21世纪的企业课题。该工业垃圾中,包括含有被除去物的各种各样的流体。

    对于这些流体,使用污水、排放水、废液等多种词汇进行表述,而在下面,将水或药品等流体中含有被除去物的物质称作排放水而进行说明。对于这些排放水,是以价格昂贵的过滤处理装置等去除所说被除去物,将排放水变成干净的流体加以再利用,将分类后的被除去物或者不能过滤的残留物作为工业垃圾进行处理。特别是,对于水,使之经过过滤变成符合环境标准的洁净的状态后,或者送回河海等自然界中,或者进行再利用。

    但是,由于过滤处理等的设备费用、运行成本等方面的原因,要采用这些装置非常困难,成为一个环境问题。

    由以上所述可知,排放水处理技术无论从防止环境污染的意义还是实现再循环的角度来说,都是重要的问题,人们急切希望原始成本低、运行成本低的系统早日出现。

    作为一个例子,就半导体行业中地排放水的处理进行说明。一般来说,对金属、半导体、陶瓷等片状体进行磨削或研磨时,从防止摩擦导致研磨(磨削)夹具等温度升高、提高润滑性、防止磨屑或切屑附着在片状体上等考虑,要向研磨(磨削)夹具或片状体上喷洒水等流体。

    具体地说,对作为半导体材料的片状体的半导体晶片进行切块或者后级磨削时,采用将纯水浇在切块刀片或晶片上的方法。

    即,如图12所示,进行后级磨削时,对设置在回转台200上的晶片201,以磨具202进行磨削,从喷嘴204喷洒纯水进行清洗。而排出的排放水通过安装在接收盘BL上的管子向外部输送。

    而在切块装置中,如图13所示,为防止切块刀片DB温度升高、或者为了防止切块屑附着在晶片W上,使纯水在半导体晶片W上流动,或者以纯水能够浇到刀片DB的状态安装浇水用的喷嘴SW进行喷水。并且,将排放水通过安装在接收盘BL上的管子向外部输送。

    前述切块装置或后级磨削装置所排放的、混入有磨削屑或研磨屑的排放水,经过过滤变成干净的水之后,或者送回自然界,或者进行再利用,而将经过浓缩的排放水回收。

    在目前的半导体制造中,对于混入有以Si为主体的被除去物(屑)的排放水的处理有凝聚沉淀法、以及过滤器过滤与离心分离机相结合这样两种方法。

    在前者的凝聚沉淀法中,作为凝聚剂将PAC(氯化铝)或者Al2(SO4)3(硫酸半德)等混入排放水中,使之与Si产生反应物,通过将该反应物去除而实现对排放水的过滤。

    作为后者的过滤器过滤与离心分离相结合的方法,对排放水进行过滤,将浓缩后的排放水送入离心分离机,将Si屑作为淤渣进行回收的同时,使排放水经过过滤而变成干净的水之后,或者放回自然界,或者进行再利用。

    例如,如图15所示,将进行切块时产生的排放水集中在原水罐301中,通过泵302送向过滤装置303。由于过滤装置303中安装有陶瓷系或有机物系的过滤器F,因此,经过过滤的水通过配管304送向回收水罐305,进行再利用,或者放回自然界。

    另一方面,对于过滤装置303,由于过滤器F会发生堵塞,要定期进行清洗。例如,关闭原水罐301一侧的阀B1,打开阀B3和用来从回收水罐送出清洗用水的阀B2,利用回收水罐305的水反向清洗过滤器F。由此而产生的高浓度的混入有Si屑的排放水返回原水罐301。此外,浓缩水罐306的浓缩水经由泵308向离心分离器309输送,通过离心分离器309分离为污泥(淤渣)和分离液。由Si屑形成的污泥集中在回收罐310内,分离液集中在分离液罐311中。进而,将集中有分离液的分离液罐311的排放水通过泵312向原水罐301输送。

    以上的方法在例如对Cu、Fe、Al等金属材料为主要材料的固态物或者片状体、陶瓷等无机物构成的固态物或片状体等磨削、研磨时所产生的屑进行回收时也得到采用。

    但是,前者的凝聚沉淀法,作为凝聚剂要投入化学药品。但要确定投多大量才能够使药品完全反应是非常困难的,药品总是投得多一些,从而会残留未反应的药品。反之,若药量较少,则不能够使所有的被除去物凝聚沉降,有一部分被除去物未得到分离而残留下来。特别是,药量较多的场合,药品将残留在上部清澄液中。在欲进行再利用的场合,由于滤过液体中残留有药品,因此,有些不允许发生化学反应的被除去物,将无法进行再利用。

    例如,在进行切块的场合,排放水由硅屑和蒸馏水构成,由于凝聚沉淀后的滤过水中残留有药品,若从晶片上流过,将发生不希望发生的反应,因此,无法作为用于切块的水而加以再利用。

    此外,作为药品与被除去物的反应物的絮聚物,呈类似藻类那样的漂浮物生成。形成该絮聚物的条件,对pH条件要求非常严格,还需要搅拌机、pH检测装置、凝聚剂注入装置以及对它们进行控制的控制设备等。此外,要使絮聚物稳定地沉降,需要有很大的沉淀槽。例如,如果排放水处理能力为3m3/小时,则需要直径3米、深4米的罐(约15吨的沉降罐),而整个系统为需要占地约11米×11米的大型系统。

    而且,沉淀槽中还飘浮有未沉淀的絮聚物,它们有可能流到罐外,要全部回收是困难的。即,存在着设备过大、该系统原始成本高、水难以再利用、因使用药品而运行成本高等问题。

    而图15所示的、5m3/小时的过滤器过滤与离心分离机相结合的方法中,由于过滤装置303中使用过滤器F(称作UF组件,由聚砜系纤维构成,或者是陶瓷过滤器),因此,能够实现水的再利用。但是,过滤装置303中安装有4根过滤器F,由于过滤器F的寿命,约50万日元一根的昂贵的过滤器至少需要一年换一次。而且,作为过滤装置303前面的泵302,由于过滤器F为加压过滤型,因此马达的负荷大,泵302为大容量泵。此外,从过滤器F中通过的排放水中2/3左右是返回回收罐301的。另外,混入有被除去物的排放水以泵302进行输送,因此,泵302的内壁会受到磨损,泵302的寿命非常短。

    综上所述,马达的电费非常高,泵P和过滤器F的更新费用高,因此,运行成本非常昂贵。

    而作为对排放水中含有的被除去物(切块屑、研磨屑或磨粒)实施凝聚沉淀的方法,由于被除去物进行了化学反应,故难以进行再利用。

    而且,以现有的过滤,原水罐的排放水充其量不过30~300ppm。因此,混入原水罐中的屑的量也自然受到限定,屑的回收效率非常低。

    从以上说明也可获知,为了尽可能去除对地球环境有害的物质,或者对滤过流体和分离出来的被除去物进行再利用,使得排放水过滤装置,随着增添各种装置而成为大规模的系统,其结果,导致原始成本、运行成本增加。因此,迄今为止的污水处理装置终究不是可采用的系统。

    此外,在半导体的制造过程中,包括对硅晶锭直到半导体芯片的多个机械加工工序(后级磨削、切块工序等),将产生Si屑。

    而令人惊奇的是,在从晶锭一直到制造出半导体芯片的工序中,晶锭的2/3成为硅屑而被作为垃圾进行处理。此外,最近,随着晶片尺寸的大型化,晶片的厚度增大,而半导体芯片则随着轻薄短小的趋势而变薄。考虑到这种情况,晶锭的4/5将变成硅屑。

    【发明内容】

    本发明是为解决上述课题而进行创造的,第1,是一种具有接受并过滤混入有固态物的排放水而将其分离为滤饼状的所说固态物和低浓度排放水的过滤装置、以及贮留所说低浓度排放水的滤液罐的移载装置。

    当原水罐的排放水的浓度太高时,过滤装置的能力将降低。因此,通过定期降低原水罐的浓度可使过滤能力提高。

    此外,进行的过滤不是将排放水的固态物几乎全部除去,而是粗略进行过滤,处于使一部分固态物未被过滤而残留的状况。并且,对于从过滤装置排出的低浓度的排放水,不是进行回收,而是使之返回原水罐以降低原水罐中的排放水的浓度。这样,能够在维持原水罐的排放水的水位的情况下,使原水罐的排放水的浓度快速降低到预定的浓度。

    例如,作为本发明中所采用的原水罐中的过滤装置,若非完全浸在排放水中则无法进行过滤。

    从浸在原水罐中的过滤装置的上端到原水表面为止的原水水量由原水罐的尺寸决定。因此,如果使少于该量的原水转移到移载装置而经过过滤后返回原水罐,则过滤装置将总是浸在原水罐中。在该状态下,能够在对原水进行过滤的情况下,使原水罐的原水浓度降低。当然,也可以使原水罐的过滤装置停止工作。此时,可使原水罐中的过滤装置不与大气接触,防止其干燥,以保持过滤功能。

    此外,当采用卡车等可移动的移载装置时,可移动到各半导体制造厂商、各半导体晶片制造厂商所设置的原水罐处,使回收量增加。因此,能够大量回收同一固态物,扩大再利用途径。

    第2,以滤液罐中设有将排放水向外部进行输送的输送机构而加以解决。

    第3,以滤饼状的固态物被回收并被再利用而加以解决。

    成为滤饼状的固态物可集中提供给再利用业者(半导体晶片制造厂商、Si材料供应制造厂商、填料加工制造厂商、太阳能电池制造厂商、水泥、钢筋混凝土、树脂制造厂商等)。此外,对于含有砷等有害物质的物质,能够以在Si中被固定的状态进行回收,而且不是以干燥状态而是以湿润状态进行回收,因此,能够尽可能避免排放到自然界中。

    第4,以过滤装置采用压滤法、自然下落法或者加压法而加以解决。

    这些方法中,过滤器呈袋状形成,能够在该袋中形成滤饼状的固态物。

    第5,以原水罐的排放水浓度为500~40000ppm而加以解决。

    如图3所示,当将自行形成的过滤膜采用于原水罐中时,与现有的过滤器不同,可使排放水达到500~40000ppm的高浓度。因此,能够使设置在移载装置上的过滤装置的回收效率提高。

    第6,以所说排放水中的pH被控制为实质上的中性而加以解决。

    通过将原水罐的排放水控制为实质上的中性,可以抑制原水罐中产生凝胶状或者胶质状的反应物。因此,能够防止设置在移载装置上的过滤装置发生堵塞,防止过滤能力降低。

    第7,以固态物是包括Si在内对结晶物、多晶物或者非晶形物进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    特别是对于半导体晶片制造厂商,有非常多的固态物产生,而由于能够在几乎无外来污染的状况下回收并再利用,因此,能够降低半导体晶片的制造成本。

    第8,以固态物是包括化合物半导体材料在内对化合物进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    化合物材料的价格非常高,通过再循环可降低制造成本。

    第9,以固态物是对半导体晶片、经过钝化处理的半导体晶片、经过绝缘树脂封装的半导体器件其构成材料进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    第10,以具有接受混入有固态物的排放水的接受机构、输送所说高浓度的排放水的第1输送泵、将所说第1输送泵输送来的排放水压入且经过过滤而分离成滤饼状的所说固态物和低浓度排放水的过滤装置、贮留所说低浓度排放水的滤液罐、以及从所说滤液罐将所说低浓度排放水输送到外部的第2输送泵而加以解决。

    第11,以排放水贮留在设置在所说移载装置的外部的原水罐中,该原水罐的排放水向高浓度排放水罐输送,从所说第2输送泵出来的低浓度排放水返回所说原水罐,使所说原水罐的排放水浓度降低而加以解决。

    第12,以高浓度的排放水为500~40000ppm而加以解决。

    第13,以原水罐中的固态物,其在所说排放水中的pH被控制为实质上的中性而加以解决。

    第14,以固态物是包括Si在内对结晶物、多晶物或者非晶形物进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    第15,以固态物是包括化合物半导体材料在内对化合物进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    第16,以固态物是对半导体晶片、经过钝化处理的半导体晶片、经过绝缘树脂封装的半导体器件其构成材料进行磨削、切削、研磨时产生的屑而加以解决。

    第17,以对于在移载装置上或者移载装置的周围所使用的药液,设置有可在移载装置上进行贮存的另外的贮存罐或者是容器而加以解决。

    第18,以原水罐的排放水由通过对半导体结晶物、半导体晶片、表面形成有钝化膜的半导体晶片、经过绝缘树脂封装的半导体器件进行磨削、研磨而产生的固态物形成,使该排放水成为500~40000ppm的高浓度的排放水,将所说原水罐的排放水以压滤器压入并进行过滤,分离为所说滤饼状的固态物和低浓度排放水,使所说低浓度排放水返回所说原水罐,以降低所说原水罐的排放水浓度而加以解决。

    第19,以原水罐的排放水含有由半导体材料构成的晶锭的研磨·磨削物、半导体晶片的背面的研磨·磨削物,使该排放水成为500~40000ppm的高浓度的排放水,将所说原水罐的排放水以压滤器压入并进行过滤,分离为所说滤饼状的固态物和低浓度排放水,使所说低浓度排放水返回所说原水罐,以降低所说原水罐的排放水浓度而加以解决。

    第20,以将至少混入有半导体材料、二氧化硅、金属、贵金属、稀有金属或者化合物材料等的排放水,以所说压滤器压入并进行过滤,分离为所说滤饼状的固态物与低浓度排放水,将所说滤饼状的固态物,在防止该固态物干燥的状态下运送到再利用现场,而加以解决。

    固态物在干燥状态下,会呈粉状飞散。因此,若能够保持湿润状态,则可防止其干燥,避免固态物飞散到自然界中,可防止污染环境。

    第21,以防止固态物干燥的机构是密闭的容器或者口袋而加以解决。

    第22,以本发明的被除去物的再利用方法是对含有一直到将晶锭加工成晶片的机械加工工序以及在对半导体晶片进行机械加工的工序中所产生的被除去物的高浓度的排放水进行过滤而生成的固态物进行再利用而加以解决。

    第23,以所说高浓度排放水是通过压滤法、自然下落法或者加压法进行过滤而加以解决。

    第24,以所说过滤器挤压法中使用的过滤器的通气度为100~200cc/cm2/分钟而加以解决。

    第25,以所说高浓度的排放水的浓度为500~40000ppm而加以解决。

    第26,以所说固态物是作为半导体晶片、硅材料、填料、太阳能电池、水泥或者钢筋混凝土进行再利用而加以解决。

    第27,以所说固态物是装在经过金属层压的口袋中进行回收而加以解决。

    第28,以本发明的被除去物的再利用方法是将成为半固态物的被除去物再熔化而进行再利用的被除去物的再利用方法,所说被除去物是从在原水罐中浓缩成高浓度的排放水中分离而得到的而加以解决。

    第29,以含有所说被除去物的所说排放水是通过形成于纵型过滤器表面上的自形成膜而在所说原水罐内浓缩成高浓度,所说被除去物是作为半固态物而进行再利用的而加以解决。

    第30,以所说被除去物是经过再熔化而作为太阳能电池的材料进行再利用的而加以解决。

    第31,以所说被除去物是硅屑而加以解决。

    第32,以作为用来装含有水而成为滤饼状的固态物的回收机构,所说回收机构中设有防干燥机构而加以解决。

    第33,以本发明的回收机构是经过金属层压而成的口袋而加以解决。

    第34,以所说回收机构是密闭的容器而加以解决。

    第35,以所说回收机构用来防止污染外部空气氛围而加以解决。

    第36,以所说回收机构是用来将所说固态物运送到再利用现场而加以解决。

    本发明中,是将在原水罐中变成高浓度的排放水,采用压滤法等方法粗略过滤而生成滤饼状的半固态物的。

    变成滤饼状物的固态物可集中起来提供给再利用业者(半导体晶片制造厂商、Si材料供应制造厂商、填料加工制造厂商、太阳能电池制造厂商、水泥、钢筋混凝土、树脂制造厂商等)。此外,对于含有砷等有害物质的物质,能够以在Si中被固定的状态进行回收,而且不是以干燥状态而是以湿润状态进行回收,因此,能够最大限度地避免其回到自然界中。

    此外,作为回收机构,可以使用经过金属层压而成的口袋。将混入有砷等有害物质的滤饼状的固态物装在该口袋中向再利用现场运送,可防止有害物质飞散。

    根据本发明的移载装置、固态物回收方法、被除去物的再利用方法以及回收机构,可获得如下效果。

    第1,由于使得原水罐的排放水成为高浓度的原水,该成为高浓度的排放水通过安装在移载装置上的过滤装置过滤而成为滤饼状物和滤液(低浓度排放水),该滤液(低浓度排放水)再次返回原水罐,因此,不仅能够提高原水罐中的过滤装置的能力,而且能够将屑作为滤饼状物集中起来。此外,如果流体为蒸馏水,并且pH被调整为中性或弱酸性,则由于被除去物几乎不会在排放水中起反应,故还能够进行再利用。

    第2,由于移载装置中设置有过滤系统,因此,能够将设置在不同场所的原水罐分别分离为滤饼状物和滤液。因此,能够增加回收量,提高再循环效率。

    第3,通过采用压滤器等方法,从含有半导体器件机械加工工序中所产生的被除去物的高浓度排放水中生成滤饼状的固态物,使得被除去物能够被再利用。作为再利用的用途,有半导体晶片、硅材料、铁氧体、太阳能电池、水泥和钢筋混凝土等。因此,过去作为工业垃圾而被废弃的被除去物,能够以各种各样的用途得到再利用。

    第4,通过将固态物装在经过金属层压的口袋中,可防止砷等有害物质散布到外部。此外,由于该口袋是密闭的,因此能够防止固态物变干燥。

    综上所述,本发明能够以简单的系统从混入有非常微小的被除去物的排放水中分离回收被除去物,实现一种在营造尽量减少工业垃圾、使之能够再循环的环境方面具有优异性能的过滤。

    附图的简单说明

    图1是对本发明的移载装置与原水罐的关系进行说明的附图。

    图2是对设置在本发明的移载装置上的过滤系统进行说明的附图。

    图3是对用于原水罐中的过滤装置进行说明的附图。

    图4是对设置在移载装置上的过滤装置进行说明的附图。

    图5是对设置在移载装置上的过滤装置进行说明的附图。

    图6是对设置在移载装置上的过滤装置进行说明的附图。

    图7是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图8是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图9是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图10是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图11是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图12是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图13是对半导体结晶物的研磨·磨削工序进行说明的附图。

    图14是对半导体器件的切块工序进行说明的附图。

    图15是对现有的过滤系统进行说明的附图。

    发明的实施形式

    首先,就本发明的应用范围进行说明。

    排放水中的固态物是通过磨削、切削、研磨而产生的,是它们与流体混合在一起而成。例如,在对Si的晶片等结晶体进行磨削、切削、研磨时,Si与水一起流淌,从而产生排放水。

    此外,流体和固态物之间具有这样一种关系,即,不会因相互的化学反应而产生凝胶状、胶质状反应物。例如,就纯水与Si而言,对于Si,以营造一种不会形成导致堵塞的凝胶状或胶质状反应生成物的环境为第1前提条件。而且,即便生成了,也要达到不会使原水罐中的过滤装置、移载装置的过滤装置的功能大幅度降低这样一种条件。为此,对流体的pH进行控制。例如,作为固态物采用Si的场合,需要使水为中性或弱酸性。

    例如对于由Si构成的固态物进行过滤时,作为流体,可以考虑或者采用纯水,或者采用工业用水、井水、自来水等。除了纯水之外,是在各种不同环境下取水的,因此,其pH不尽相同。特别是,水的pH显示的碱性越强,硅酸离子越增多,一部分硅酸离子成为凝胶状或者胶质状,导致堵塞的发生。因此,为了将水控制在中性或弱酸性,需要在水的经过路径、原水罐等处设置pH调整装置。此外,对于移载装置,由于排放水返回原水罐,故在混入药品时需加以注意,以使该排放水不会呈碱性。

    而考虑与半导体相关的排放水的场合,固态物,是包括Si在内对结晶物、多晶物或者非结晶物进行磨削、切削、研磨时所产生的屑。此外,固态物,是包括化合物半导体材料例如GaAs、SiGe在内,对化合物进行磨削、切削、研磨时所产生的屑。再有,是对半导体晶片、以聚酰亚胺树脂等树脂和/或Si氮化膜等无机物作为钝化膜的经钝化处理的半导体晶片、经过绝缘树脂封装的半导体器件进行磨削、切削、研磨时,构成它们的材料在磨削、切削、研磨时所产生的屑。此外,对铁氧体、PZT、氧化锆、陶瓷、钛酸钙、钛酸钡、镉碲、聚碳酸酯、ガラエポ、ATC等进行磨削、切削、研磨时也会产生。

    下面,对产生上述屑的环境进行说明。

    作为第1环境,可以想到,将半导体材料构成的结晶物、化合物的块锭等加工成晶片或者片状的行业。

    图7~图13是对半导体晶片的加工工序进行说明的附图。

    图7是例如将Si单晶拉伸成晶锭状的附图。例如,有的可达到直径8英寸、长2米。对于该晶锭1,将不需要的部分、上下端部2、3切除,并切断为多个圆柱形的块4。此时,以未图示的刀片将其切断,并供给水。(以上为第1研磨·磨削工序)

    其次,如图8所示,为了使圆柱形的决4达到既定的晶片直径,以磨削刃5对外周进行磨削。在这里,兼为保护磨削刃5、块4,也要通过水的供给机构6进行喷洒。(以上为第2研磨·磨削工序)

    之后,如图9所示,为了在块4上标示出晶片的面内结晶方位,要形成定位平面7。在这里,也通过供给机构6供水。(以上为第3研磨·磨削工序)

    然后,如图10、图11所示,将块4以粘接剂粘贴在支撑台SUB上,切断成一片片的晶片。图10是以粘贴有金刚石磨粒的刀片锯8进行切片。而图11是,拉直钢琴线9,使糊膏状金刚石磨粒顺着钢琴线流动,对块4进行切片。此时也通过供给机构6喷水。

    切断之后,将粘接剂用药液溶化,将晶片从支撑台上剥下,分离为晶片。如后所述,当该粘接剂、药液作为排放水流入原水罐后,有可能使排放水的pH呈碱性。为此,在从晶片上除去粘接剂时,要采取措施以至少使此处使用的药液的排放水不会流入原水罐。例如,需要连同支撑台SUB,放置到具有不会使排放水流向原水罐的路径的清洗装置中,在那里进行清除。(第4研磨·磨削工序)

    进而,为防止晶片的边角缺损,要进行倒角,进行晶片研磨。

    例如,对于晶片外周可见的侧面,对其边角进行倒角。此外,对于定位用的切断面的两端、即与外周边相连接的部分,有时也要对该部分实施倒角。(第5研磨·磨削工序)

    进而,使用图12的研磨装置,对晶片的正面和/或背面进行机械化学研磨。(以上为第6研磨·磨削工序)

    在迄今为止的第1~第6的研磨·磨削工序中,对研磨·磨削机构几乎都只喷洒水。但考虑到研磨·磨削机构的磨损,有时还要加入界面活性剂、润滑油等化学物质。这些物质有时会与Si发生反应,有必要将排放水本身调整为中性或弱酸性。此外,对于由水和Si形成的排放水和由水、Si以及上述化学物质形成的排放水,尽可能将原水罐分开。这是因为,这些化学物质会产生凝胶状或胶质状物质,导致堵塞。但是,在后者的排放水能够调整到中性或弱酸性的场合,也可以向一个原水罐排放。

    之后,在该状态下,还要进行杂质的引入、表面缺陷处理,完全结晶等处理再将晶片出厂。

    由该晶片,半导体制造厂商制造出所需要的IC。而该IC在晶片上呈矩阵状形成,至少要在IC表面被覆树脂、Si氮化膜等钝化膜。一般来说,是在最上层被覆聚酰亚胺树脂,在该聚酰亚胺的下层形成Si氮化膜。

    此时的晶片还显厚,难以进行切块,而且为了降低背面的电阻值、并且以减小封装的厚度为目的,要进行后级研磨。例如,要减薄到300μm以下。该后级研磨装置示于图12。将晶片201装在回转台200上,用磨具202磨削晶片的背面。编号204是供水喷嘴(喷头)204。(以上为第7研磨·磨削工序)

    最后,如图13所示,将半导体晶片切块。W是半导体晶片,DB是切块刀片。而SW1、SW2是向刀片喷洒水的喷头,SW3是用来向晶片W喷水的喷头。

    一般来说,切块线处的钝化膜已被除去。因此,由Si、氧化Si、层间绝缘膜构成切块线处。切屑由这些削下的渣子构成。但即使是在被覆有钝化膜的状态下进行切块,也能够进行过滤而不会出现任何问题,这一点自不待言。(以上为第8研磨·磨削工序)

    而对于经过切块后的半导体芯片,有时要作为CSP进行加工。例如,图14A中,在诸如印刷线路板、陶瓷基板、柔性薄片等支持基板220上的电极221上,呈矩阵状固着·配置半导体芯片222,并整个以塑封树脂223进行封装。之后,在有些场合,为了将其做成一个个的半导体器件,要在虚线处进行切块。在这种场合,有时会遇到,由于进行电镀,所有电极221上连接有配线,由电极与封装树脂产生屑的情况,以及,所有电极被加工成岛状,而只由封装树脂产生屑的情况。这里所采用的半导体芯片222是采用了金属细线224的表面朝上型,除此之外,也有采用衬底的表面朝下型。

    此外,还有如图14B所示,支持基板220被去除的。在这种场合,可减少与支持基板厚度相应的厚度。当然,由于未对支持基板进行切块,故不会产生有支持基板材料形成的固态物。(以上为第9研磨·磨削工序)

    如上所述,在半导体的制造过程中,存在着许多研磨·磨削工序,进行研磨·磨削工序时,采用喷洒井水、自来水或者工业用水等的水、或者蒸馏水、离子交换水等纯水的方法。

    例如在切块装置中,为防止切块刀片温度升高,以及防止切块屑附着在晶片上,安装有洒水用的喷嘴,以使得在半导体晶片上形成纯水的水流,纯水喷洒到刀片上。此外,在后级磨削工序减薄晶片的厚度时,由于同样的理由,也要喷洒纯水。

    本发明中,对它们的排放水进行过滤,使一部分固态物成为滤饼状物,剩下的低浓度排放水送回原水罐。

    这一概念如图1所示。研磨·磨削现场所产生的排放水经由管100流入原水罐101贮留。并且,通过设置在原水罐101中的第1过滤装置102将流体抽出,经由管103、104输送到外部。另外,105是原水,106是泵,107是用来改变滤液的输送方向的第1阀,108是使滤液循环的管,109是药液的注入装置,110是pH调整装置,111是pH传感器,112是搅拌机构,113是检测固态物残留度的传感器,114是将原水罐的原液向外部输送的阀。

    作为该原水罐101,由于持续对排放水进行过滤,因此,原水105的浓度将逐渐增加。并且,原水105的浓度越高,第1过滤装置102的功能越降低。

    另一方面,120是对原水罐101的固态物进行回收的移载装置。该移载装置120是以对散布在工厂中的原水罐、散布在不同地区的原水罐进行回收为目的,做成了可移动的。从基本要求来说,也可以是不具有驱动能力的台车,但从承载的设备的大小、所散布的原水罐的距离考虑,以卡车等运输车为宜。此外,根据需要,也可以将移载装置所承载的设备固定在原水罐101的周围。

    该移载装置120安装有对来自原水罐101的原水105进行过滤的、使固态物成为滤饼状的第2过滤装置121,将过滤出来的滤过水送回原水罐101,以降低原水105的浓度。

    第2过滤装置121例如由压滤器构成,根据其过滤能力,有相应的高浓缩排放水罐122安装在移载装置120上。原水罐101相当大,原水105靠原水的自重自然流入高浓缩排放水罐122。但是,为了对该流入的速度、流量进行控制,安装有第1输送泵123。其既可以安装在移载装置120上,也可以安装在外部。

    另一方面,为了将第2过滤装置121排出的滤液送回原水罐101,安装有第2输送泵124。该第2输送泵124也同样,既可以安装在移载装置120上,也可以安装在外部。此外,考虑到第2输送泵的输送效率,最好是在前方设置滤液罐125。这是因为,可在滤液罐125贮存到一定程度后经第2输送泵124送回原水罐。

    例如,自移载装置120的延伸而来的、安装在原水罐102上的输送机构(管或软管)126安装在第1输送泵123上,输送机构127安装在第1输送泵123与高浓缩排放水罐122之间。此外,输送机构128其中间经由第3输送泵129而安装在高浓缩排放水罐122与第2过滤装置121之间,输送机构130安装在第2过滤装置121与滤液罐125之间。此外,输送机构131安装在滤液罐125与第2输送泵124之间,而输送机构132安装在第2输送泵124上,延伸到原水罐101上。

    因此,原水105可送入移载装置120,在这里分离为低浓度的滤液(排放水)和固态物,将低浓度的滤液送回原水罐101,使原水罐101的浓度降低,以提高第1过滤装置102的能力。

    第2过滤装置121具有本发明的要点。一般来说,作为过滤装置,是尽可能将固态物去除,使滤液成为不含有固态物的干净的水,但在这里并非如此。

    在这里,是以迅速降低原水罐的浓度为第1目的。而第2目的是,在使浓度降低时将第2过滤装置121所收集的固态物快速进行回收。在这里,使之成为滤饼状物。

    因此,第2过滤装置121比第1过滤装置102的过滤孔径要粗,以一定的速率捕捉固态物,作为滤液,不必非常干净。通过将浓度低于原水罐原水的滤液送回原水罐101而使原水罐101的浓度降低。此外,第2过滤装置121的过滤器的目,其通气度为100~200cc/cm2/分钟,比0.25μm粗。当然,该通气度可根据固态物的大小进行调整。

    现有的过滤装置中,其原水的浓度以30~300ppm为限,即使将其改成小于前述过滤器的通气度后进行过滤,因原水的固态物本身的量少,故仍不能够回收更多的固态物。

    但是,作为本发明,可以将黢黑的排放水(500~40000ppm)经过粗滤,使之变成半透明的滤液送回原水罐101。原水105在本发明的过滤装置中浓度提高,通过快速粗滤原水,提高了第2过滤装置的回收效率。

    图1中,即使未安装输送机构123、高浓缩排放水罐122以及第3输送泵129,也能够靠原水105的自重向第2过滤装置121供给原水。而作为第2过滤装置121,可以压滤法、自然下落法或者加压法等方法。对这些方法将结合图5后述。

    此外,向移载装置输送的原水的量受到限定。即,即使被输送到移载装置中,也必须使过滤装置102完全浸在原水105中。这是由于,若图3的过滤器与空气接触而干燥,将导致过滤能力变差。在这里,高浓缩排放水罐122的容量为500升,滤液罐125的容量为250升。即,即便从原水罐取出500升,过滤器仍完全浸在原水中,当滤液罐中贮存到250升时便返回原水罐。因此,过滤器总是处于浸渍状态。

    图2示出作为第2过滤装置121采用了压滤器的系统。作为压滤器,为了能够使取到一定量的原水,需要有高浓缩排放水罐122、第3输送泵129、用来贮存滤液的滤液罐125、以及滤液输送泵133。

    压滤器本身是公知的过滤装置,具有例如图4那样的结构。详细内容后述。压滤器对原水进行过滤,分离为滤饼状物134和半透明的滤液。并且,当滤液输送泵133所输送的滤液在滤液罐125中贮存到一定程度时,使用第2输送泵124将滤液送回原水罐101。

    如前所述,原水的浓度越高,固态物的回收率越高。但是,对于现有的装置,原水浓度以30~300ppm为限。而本发明,通过采用以下方法,浓度可远远高到500~40000ppm。

    下面,对其原理和结构结合图3进行说明。

    首先,为对发明进行说明,“被除去物”和“固态物”在文中是区别使用的,故进行定义。前者的“被除去物”,是指欲进行过滤的排放水中所含有的固态物,是个体。

    后者的“固态物”,是指构成旨在对混入有上述被除去物的排放水进行过滤而象砂子那样由个体物质集中而成为层的过滤膜142的构成物质。例如,固态物140是积层在第1过滤膜141上的物质。积层而成的第2过滤膜142具有比第1过滤膜141的过滤精度更高的过滤精度,受到外力作用的固态物在排放水中一粒一粒彼此分离并能够移动。

    被除去物是含杂有大量例如在500μm~0.1μm以下的大范围内分布的颗粒而成,例如是在切块、后级磨削或者后级研磨中产生的被除去物,此外,也有从第1工序至第9工序中切削而产生的半导体材料屑、金属屑和/或绝缘膜材料屑。

    而固态物是在~约500μm范围内分布的物质,例如是Si等的半导体材料、氧化铝等绝缘物质、金属等的切削屑、研磨屑或者粉碎屑,还有的是粒度分布如前的固态物质,例如硅藻土和沸石等。此外,与被除去物的尺寸、粒径分布相比,固态物的粒度分布也可在前述粒度分布之上或之下。

    下面,就被除去物的集合体和/或固态物的集合体可作为具有高的过滤性能的过滤膜而加以利用这样一点进行说明。

    首先,为了将罐的原液内所含有的被除去物过滤,发明人考虑将该被除去物作为过滤膜加以利用。

    例如,作为被除去物,可采用第1研磨·磨削工序~第9研磨·磨削工序中所产生的,主要是半导体材料、绝缘材料、金属材料,而Si、氧化Si、Al、SiGe、封装树脂等有机物及其它绝缘膜材料和金属材料属于此。在化合物半导体中,相当于GaAs、SiGe等化合物材料。

    特别是,第8、第9研磨·磨削工序中所产生的金属材料相对于整个磨削屑或者研磨屑非常少,因此,与水反应后的物质的量很少,不会成为导致堵塞的原因。但是,作为第2过滤膜142的固态物而加以采用的场合,以没有该金属更为适宜,以第1研磨·磨削工序~第7研磨·磨削工序中所产生的屑形成第2过滤膜为好。

    此外,在第9研磨·磨削工序中采用了切块加工。这是对于在晶片表面被覆树脂并最后封装的树脂,将其与晶片一起进行切块的加工。此外,也有对于半导体芯片呈矩阵配置在陶瓷基板上、以树脂将陶瓷基板包括在内进行被覆并最后封装的树脂与陶瓷基板一起进行切块的。它们在进行切块时也会产生被除去物。

    另一方面,除了半导体行业之外,在许多地方也会产生被除去物。例如,在使用玻璃的行业中,对于液晶板、EL显示装置的盘面等,要进行玻璃基板的切块、基板侧面的研磨等,因此,这里所产生的玻璃屑也属于被除去物。此外,电力公司和钢铁公司以煤炭作为燃料,煤炭所产生的粉体,此外,从烟筒排出的烟中所混入的粉体也属于被除去物。此外,矿物加工、大理石加工、宝石加工、墓碑石加工中所产生的粉体也是如此。而且,以车床等进行加工时产生的金属屑、以及、陶瓷基板等在诸如切块、研磨时所产生的陶瓷屑等也属于被除去物。

    这些屑在进行研磨、磨削或者粉碎等加工时产生,为将屑去除而要使其混入水中,从而产生排放水。

    下面,就利用上述被除去物形成过滤膜而将被除去物滤除的过滤原理进行具体的说明。

    此外,如前所述,流体与被除去物可以有种种组合,而在这里,以水作为流体,作为被切削的被除去物水中含有半导体晶片的切块屑为例进行说明。

    图3的编号141是第1过滤膜。此外,在过滤孔的开口部及第1过滤膜141的表面呈层状形成的膜,是固态物140A、固态物140B。如前所述,该固态物140是使用切块排放水而形成膜的,但也可以使用第1研磨·磨削工序~第9研磨·磨削工序中产生的排放水而成膜。此外,也可以是,事先备好陶瓷、Si、氧化铝等,以研磨·磨削机构进行切削,以用水对其进行冲刷而获得的排放水成膜。显然,随着研磨·磨削机构的目的粗细、研磨·磨削速度等的不同,所产生的屑其粒度分布也将不同。

    被除去物143可分为,不能从过滤孔通过的较大被除去物143A和能够从过滤孔通过的较小被除去物143B。图中,涂黑的圆代表可通过的较小被除去物143B。

    此外,作为此处可采用的第1过滤膜141,从原理上考虑,无论是有机高分子系、还是陶瓷系均可采用。而在这里,采用的是平均孔径为0.25μm、厚度为0.1mm的聚烯烃系高分子膜。

    在该过滤装置144的周围,有混入有被除去物143的排放水,由于空间145受到管146的抽吸,故有滤过水生成。其流向如白色箭头所示。

    如前所述,经滤膜对排放水进行抽吸的结果,使得排放水通过第1过滤膜141。此时,不能通过过滤孔的较大被除去物143A被第1过滤膜141的表面所捕获。

    在第1过滤膜141浸于其中的排放水中,被除去物143是位于随机位置上的,从较大被除去物到较小被除去物均无规则地向过滤孔移动。于是,被随机捕获的较大被除去物140A成为第2过滤膜142的最初的层,该层形成了比过滤孔小的过滤孔,从较大被除去物143A到较小被除去物143B均被该小过滤孔捕获。此时,作为磨削、研磨或粉碎等机械加工所产生的前述被除去物,由于其大小(粒径)分布于某一范围内,而且各被除去物的形状不同,因此,可在被除去物与被除去物之间形成各种形状的间隙,水以该间隙为通路而流动,最终使排放水得到过滤。这与沙滩具有良好的滤水效果非常类似。

    该第2过滤膜142在捕获从较大被除去物143A到较小被除去物143B的被除去物的同时逐渐增长,在保证水(流体)的通路的同时,捕获较小被除去物143B。展示该状态的附图为图3。而且,作为第2过滤膜142,只要呈层状存在,被除去物便可象砂子那样容易移动,因此,通过向层的附近通入气泡、引发水流、施加声波或超声波、施加机械性振动、甚至以刮板等刮蹭,便能够很简单地使第2过滤膜142的表层向排放水一侧移动。这种象砂子那样一粒一粒松散的结构,就是即便第2过滤膜142的过滤能力降低,也能够通过向第2过滤膜142施加外力而简单地恢复其能力的原因。换言之,过滤能力的降低的主要原因是堵塞,而发生该堵塞的第2过滤膜142的表层的被除去物能够再次向流体中移动,堵塞可以反复被消除,实现了过滤能力的保持。

    但是,在第1过滤膜141更换成新的场合,由于在第1过滤膜141的表面尚未形成固态物140层,而且第1过滤膜141上所形成的第2过滤膜142层还较薄,因此,较小被除去物143B将从过滤孔通过。此时,驱使该滤过水再次循环到贮存排放水的一侧,一直等到确认第2过滤膜142捕获较小被除去物143B为止。这一点可通过图1的管108实现。而在确认之后,象较小被除去物143B那样尺寸较小的被除去物将被陆续捕获,对排放水以既定的洁净度进行过滤。

    若安装图1所示传感器113那样的被除去物检测机构,则能够对上述被除去物的含有率进行检查,便于加以确认。

    此外,滤过水中残留有较小被除去物143B的场合,不将该滤过水送回,而是转移到其它的罐中,一直等到确认尺寸与该较小被除去物143B和较大被除去物143A的程度相同的被除去物被捕获,确认之后,由于原来通过的较小被除去物143B那样尺寸较小的被除去物会陆续被捕获,排放水能够以既定的洁净度过滤,因此,使得滤过水的再利用成为可能。而该过滤装置144周围的排放水逐渐被浓缩。

    作为一个例子,对于Si晶片切块时所产生的切削屑的粒径分布进行说明。大约分布在0.1μm~200μm的范围内。粒径分布检测装置不能检测出小于0.1μm的颗粒,而实际上,含有小于该值的颗粒。通过实验可知,在对混入有该切削屑的排放水进行过滤时,该切削屑形成于第1过滤膜141上,可捕获小到0.1μm以下的切削屑。

    例如要滤除小到0.1μm的切削屑时,通常的考虑是采用形成有比该尺寸小的孔的过滤器。但是,对于具有大粒径和小粒径的切削屑,即使采用尺寸在此之间的过滤孔,也能够捕获0.1μm以下的切削屑,这一点从前述说明中也可获知。

    反之,若被除去物的粒径的峰值只有0.1μm一个,而且其分布也在数μm这样非常窄的范围内,也许过滤器将立即发生堵塞。由说明也可获知,被除去物的Si的切块屑出现了大粒径和小粒径两个峰值,而且,分布在~200μm的范围内,因此,过滤能力得到提高。此外,以电子显微镜等进行观察时可以发现,被除去物的形状是多种多样的。即,可以认为,由于粒径峰值至少有两个,而且被除去物的形状多种多样,因此,被除去物之间可形成各种间隙,成为滤过水的通路,由此,可实现不易堵塞、过滤能力高的过滤器。

    由以上可知,若在第1过滤膜141的表面,作为第2过滤膜142而形成有粒径分布在0.1μm以下~200μm的被除去物,则能够将小到0.1μm以下的被除去物除去。而最大粒径并不限于200μm,也可以是200μm以上。例如分布于~500μm、~500μm以上的被除去物也能够过滤。

    由以上说明还可知,当将过滤装置144浸在装有切块屑(被除去物)的排放水的排放水罐中进行过滤,则能够以既定的精度过滤,排放水罐的排放水将随着时间的推移成为高浓度。

    图3中,作为去除第2过滤膜的表层的方法,列举了利用上升气泡的例子。气泡沿着斜线所示箭头方向上升,该气泡的上升力和气泡的破裂直接对被除去物或固态物施加外力,而且气泡的上升力和气泡的破裂所产生的水流对被除去物或固态物施加外力。于是,在该外力的作用下,第2过滤膜142的过滤能力被经常刷新,保持在大致一定的值。而且,即便其过滤能力降低,也能够使其降低速率非常缓慢。

    即使第2过滤膜142发生堵塞而导致其过滤能力降低,也可通过如前所述的气泡,对构成第2过滤膜142的固态物140施加使之移动的外力,使得构成第2过滤膜142的固态物140向排放水一侧移动,使过滤能力长期得以保持。

    而只要能够使过滤能力得到保持,作为外力,既可以经常性地施加,也可以间断性地施加。

    此外,对于所有实施形式均适用的一点是,过滤膜必须完全浸在排放水中。这是由于,第2过滤膜若长时间与空气接触,膜将因干燥而剥落或崩离。此外,也由于,即使过滤器只有很小部分与空气接触,过滤膜也会抽吸空气而导致过滤能力降低。

    因此,形成有由被除去物形成的第2过滤膜142的过滤装置144浸在原水罐101中进行过滤时,可使过滤能力始终得以保持,因此,原水105能够以一定的过滤时间使排放水的浓度提高到既定浓度。

    根据实验,能够达到500ppm~最高40000ppm。因此,由于原水的被除去物的浓度非常高,因此,即使以图1和图2进行说明的目较粗的过滤器进行过滤,也能够使被除去物高效率地成为滤饼状物。

    下面,结合图4对压滤器的原理作简单说明。150是过滤器,是上下形成有口的筒状的布制品。

    该过滤器150如图14A所示,配置在挤压机构151和过滤器支持体152之间,继而如图14B所示,被第1推压机构153推压在过滤器150的下方的口上。在该状态下,过滤器150形成口袋154,其中可贮存高浓度排放水。

    其次,如图4C所示,通过排放水供给机构155向由过滤器150构成的口袋154中供给高浓缩排放水156。如前所述,该过滤器150的通气度为100~200cc/cm2/分钟,因此能够将该高浓缩排放水156贮存下来。

    进而,如图4D所示,将口袋154的上方的口以第2推压机构155压住。其结果,高浓缩排放水156被封闭在上下口封闭的口袋154中。之后,当如图4E所示,以挤压机构51和过滤器支持体152进行挤压时,可将滤液从过滤器150中挤压出来。该滤液贮存到置于下方的滤液罐125中,并被送回图1的原水罐中。对于滤液,由于过滤器的目较粗,故能够较快形成滤饼状物取出。但是,作为滤液,虽然达到低于原水罐浓度的低浓度,但并不是干净的水,而该半透明的滤液虽然被送回原水罐,但能够形成滤饼状物而进行回收,使得原水罐的浓度也能够较快地成为低浓度。

    最后,松开第2推压机构155,继而松开第1推压机构153,于是,成为滤饼状物的被除去物下落,便能够进行回收。

    该滤饼状物是因含有水而成为滤饼状物,干燥后会飞散。因此,滤饼状物要回收到密闭的容器157或者口袋中。而长期保存的场合,最好是经过金属层压并且无透湿性的口袋。若被除去物是二氧化硅、金属、贵金属、稀有金属或者是化合物半导体材料,还能够作为再循环材料而高效率地进行回收。而若为砷等有害金属,能够在不污染外部空气氛围的情况下进行回收。

    无论何种被除去物,均可装在该可密闭的容器157或口袋内,送到再利用现场、工业垃圾处理场。

    下面,对于除了压滤器121之外的、能够回收被除去物的过滤装置,结合图5进行说明。

    图5A是下口封闭的口袋160安装在容器161中的、靠自然下落回收滤液的装置。在容器161的底面上安装有管162,通过该管162向滤液罐、原水罐进行输送。

    图5B是图5A的改进型,容器161被过滤器160分隔为上空间163与下空间164。当对上空间163加压时,排放水即可被过滤。

    再有,图5C是一种设置有在表面形成过滤器的皮带165、在该皮带165上对被除去物进行捕捉的装置。编号166是象毛牡蛎那样的部件,用来刮铲过滤器的表面以将被除去物回收在容器167中。并且,皮带浸于其中的排放水可被送回原水罐。另外,在这种场合,滤液罐125也可以省略。

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过去,混入有因进行切块、CMP等机械加工而产生的研磨屑、磨削屑的排放水通过凝聚沉淀法或者过滤器过滤与离心分离相接合等两种方法进行处理。但是,前者中,或者由于药品与磨削屑发生反应,或者由于滤过水中混有药品,因而无法进行再利用;而后者中,作为一个系统过于庞大,存在着原始成本、运行成本高的问题。而且不能实现再循环。而本发明中,首先,使用过滤装置102使原水罐101的原水105成为高浓度。并且,使移载装置。

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