硅废浆回收系统、冷却液回收液、回收磨粒,回收切削粉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硅废浆回收系统，以及由该硅废浆的回收系统得到的冷却液回收液， 回收磨粒，回收切削粉。
【背景技术】
[0002] 已知线锯装置是一种用以切断、切削半导体单晶硅、太阳能电池的单晶硅或多晶 硅的手段。在线锯装置中，使线锯在冷却液与磨粒相混合的切割浆料中行进以进行切断、切 肖IJ。进行切断、切削的过程中使切割浆料在装置内循环，而随着切割、切削的进行，切割浆料 中将积累切削肩（切割、切削半导体单晶硅等材料时产生的硅肩）及金属肩（进行切割、切 削时产生的来自锯条的铁粉以及除铁之外的金属粉），从而降低切割、切削性能。
[0003] 进行切断、切削后的含有切削肩的切割浆料（例如硅废浆）中含有可使用的冷却 液及切削粉等。通常，一旦切割浆料中的切削肩超过一定量就会废弃切割浆料，但也有从切 割浆料中回收冷却液及磨粒的尝试（专利文献1~6)。
[0004] 专利文献1 :日本特开平9-225937号公报
[0005] 专利文献2 :日本特开2003-225700号公报
[0006] 专利文献3 :日本特开2005-313030号公报
[0007] 专利文献4 :日本特开2005-349507号公报
[0008] 专利文献5 :日本特开2006-315099号公报
[0009] 专利文献6 :日本特开2011-005561号公报
[0010] 最近，从环境问题以及回收再利用的观点出发，产生了对于从硅废浆中回收冷却 液、磨粒、切削肩等材料而不产生废弃物的回收系统的需求。尤其是出于希望将回收的成分 用于切断、切削之外的用途的要求，希望有能以更高效率，回收更高纯度的冷却液、磨粒、切 削肩等材料的回收系统。
[0011] 例如，专利文献1中的废浆渣再利用系统从废浆渣中将有效磨粒与水溶性的冷却 液成分进行再利用，然而切削肩及铁肩将被废弃，因此从环境保护以及回收再利用的观点 来看并不充分。另外，在使用液体旋风分离机处理之前，对浆料进行稀释时使用了大量的稀 释液，因此为废液的处理带来困难。
[0012] 专利文献2中的废浆料再利用系统不产生工业废料，使残留液体成分及有效磨粒 可被再利用，然而得到的残留液体成分是经过稀释的因而纯度较低，另外得到的磨粒的纯 度也并不充分。
[0013] 专利文献3中的研磨、切削剂废浆渣的再生处理方法可回收冷却液与磨粒，然而 废弃了其他的成分，因此从环境以及回收再利用的观点来看并不充分。另外，处理之后的磨 粒只经过了离心分离，纯度并不充分。
[0014] 专利文献4中的冷却液回收系统中，分离出的废浆料，以及从废冷却液中去除的 固体成分将被废弃，并且使用了碱而使此后的废水处理成为必须，因此从环境的观点来看 并不充分。尤其因进行了碱处理使切削肩溶解，从而不能够回收切削肩。另外，磨粒只经过 了离心分离，纯度并不充分。
[0015] 专利文献5中的研磨、切削剂废浆渣的再生处理方法所得到的产物中仍含有废液 所含有的微量氧化成分（含有微量的氧化成分），因此纯度并不充分，并且废弃了切削肩、 铁肩、以及磨粒的碎片，从环境的观点来看并不充分。另外，因为使用了需要特殊设备的超 临界二氧化碳流体而成本较高。
[0016] 专利文献6中的硅锭切割系统在铁肩与磨粒相混合的状态下进行筛分，回收的磨 粒的纯度并不充分。另外，虽然使用酸对筛分后的磨粒中混有的铁进行溶解处理，然而在酸 处理后进行废液处理时将对环境产生负担。
[0017] 尽管如此，现状下没有回收系统能够高效地从硅废浆中回收高纯度的冷却液、磨 粒、切削肩等全部成分，而不产生废弃物（例如不使用酸或碱等进行处理）。
【发明内容】
[0018] 从而，本发明的目的在于提供能够从硅废浆中高效地回收高纯度的回收磨粒、回 收切削粉，而不产生废弃物的回收系统。
[0019] 另外，本发明的另一个目的在于提供能够从硅废浆中高效地回收高纯度的冷却液 回收液，而不产生废弃物的回收系统。
[0020] 于是，本发明的发明者们为了达到所述目的而进行深入研宄的结果，发现通过对 硅废浆进行分离的冷却液回收工序、之后照射超声波的超声波处理工序、以及照射超声波 之后分离回收磨粒、回收切削粉的分离工序，可高效地得到高纯度的冷却液回收液、回收磨 粒、回收切削粉，从而完成了本发明。
[0021] 即本发明提供一种硅废浆的回收系统，其特征在于包括对从含有冷却液、磨粒、切 削肩、铁肩的硅废浆中得到的分离固体成分照射超声波的超声波处理工序（B)、从照射了超 声波的所述分离固体成分中分离出回收磨粒、回收切削粉的分离工序（C)。
[0022] 所述分离固体成分优选为通过对所述硅废浆进行分离，以得到分离固体成分与冷 却液回收液的冷却液回收工序（A)而得到的分离固体成分。
[0023] 在所述超声波处理工序（B)中，优选对所述分离固体成分照射频率为10~38kHz的超声波。
[0024] 在所述冷却液回收工序（A)中，进行分离的方法优选为从离心分离、过滤器过滤、 以及蒸馏中选择的至少一种分离方法。
[0025] 在所述分离工序（C)中，优选利用沉降速度的差异从照射了超声波的所述分离固 体成分中分离回收磨粒、回收切削粉。
[0026] 并且，优选包括对所述回收磨粒添加稀释液，并照射超声波后利用沉降速度的差 异进行分离以清洗回收磨粒的清洗工序（D)。
[0027] 并且，本发明提供由所述回收系统得到的冷却液回收液。
[0028] 并且，本发明提供由所述回收系统得到的回收磨粒。
[0029] 并且，本发明提供由所述回收系统得到的回收切削粉。
[0030] 并且，本发明提供一种冷却液回收液，其特征在于冷却液含量为88重量％以上， 由下述臭气评价方法所评价的臭气强度小于2. 5,且舒适/不适度大于-1。
[0031] (臭气测定方法）
[0032] 评价者6人对评价样本进行嗅闻，根据以下所示的分为6个等级的臭气强度表示 方法，以及分为9个等级的舒适/不适度表示方法进行评价，以其平均值作为臭气强度以及 舒适/不适度。
[0033] 臭气强度表不方法
[0034] 0 :无臭，1 :将将可感觉到的臭味，2 :可以辨别臭味来源的微弱的臭味，3 :可轻易 感觉到的臭味，4 :较强的臭味，5 :强烈的臭味
[0035] 舒适/不适度表示方法
[0036] -4 :极度不适，-3 :非常不适，-2 :不适，-1 :稍稍不适，0 :既非舒适也非不适，1 :稍 稍舒适，2 :舒适，3 :非常舒适，4 :极度舒适
[0037] 并且，本发明提供一种冷却液回收液，其特征在于冷却液含量为88重量％以上， 且水含量小于5重量％。
[0038] 所述冷却液回收液优选作为切削用冷却液的原料。
[0039] 所述冷却液回收液优选作为助磨剂的原料。
[0040] 所述冷却液回收液优选作为合成树脂的原料。
[0041] 所述冷却液回收液优选作为燃料。
[0042] 所述回收磨粒优选作为用于切削的磨粒。
[0043] 所述回收磨粒优选作为钢铁辅助材料。
[0044] 所述回收磨粒优选作为水泥的原料。
[0045] 所述回收切削粉优选作为钢铁辅助材料。
[0046] 所述回收切削粉选作为水泥的原料。
[0047] 本发明的回收系统通过具备所述结构，可高效地从硅废浆中得到高纯度的回收磨 粒、回收切削粉，而不会产生废弃物。
【附图说明】
[0048] 图1为本发明的回收系统的一例的流程图。
[0049] 图2为本发明的回收系统中的冷却液回收工序（A)的一例的流程图。
[0050] 图3为本发明的回收系统中的冷却液回收工序（A)的一例的流程图。
[0051] 图4为本发明的超声波处理工序（B)的一例的流程图。
[0052] 图5为在分离工序（C)之后，进一步设置了清洗工序（D)、产品化工序（E)、废液回 收工序（F)的情况的一例的流程图。
[0053] 图6为实施例1中的硅废浆⑴的干燥固体的粒度分布图。
[0054] 图7为实施例1中的回收磨粒的粒度分布图。
[0055] 图8为使用扫描电子显微镜（SEM)对实施例1中的硅废浆⑴的干燥固体进行拍 摄所得的图（照片）。
[0056] 图9为使用扫描电子显微镜（SEM)对实施例1中的回收磨粒进行拍摄所得的图 (照片）。
[0057] 图10为实施例2中的硅废浆⑵的干燥固体的粒度分布图。
[0058] 图11为实施例2中的回收磨粒的粒度分布图。
[0059] 图12为使用扫描电子显微镜（SEM)对实施例2中的硅废浆⑵的干燥固体进行 拍摄所得的图（照片）。
[0060] 图13为使用扫描电子显微镜（SEM)对实施例2中的回收磨粒进行拍摄所得的图 (照片）。
【具体实施方式】
[0061] 本发明的回收系统至少包括超声波处理工序（B)，以及分离工序（C)。本发明的回 收系统优选至少包括例如冷却液回收工序（A)、超声波处理工序（B)，以及分离工序（C)。所 述冷却液回收工序（A)之前、所述分离工序（C)之后、所述各工序（冷却液回收工序（A)、超 声波处理工序（B)，以及分离工序（C))之间也可以包括其他工序。
[0062] 利用在本发明的回收系统，在各个工序所产生的所有分离成分都可达到一定程度 以上的纯度从而可以再利用，因此不会产生任何废弃物。
[0063] 在本说明书中有时将冷却液回收工序（A)称为"冷却液回收工序"，将超声波处理 工序（B)称为"超声波处理工序"，将分离工序（C)称为"分离工序"。
[0064] 在本说明书中，"冷却液回收液"指含有冷却液的溶液，"回收磨粒"指以磨粒为主 要成分的混合物，"回收切削粉"指以切削粉及/或铁粉为主要成分的混合物。
[0065] 图1为本发明的回收系统的一例的示意图。在本发明的回收系统中，例如优选从 硅废浆中于冷却液回收工序（A)分离冷却液回收液，并通过超声波处理工序（B)以及分离 工序（C)，分离回收磨粒以及回收切削粉。
[0066] 【冷却液回收工序（A)】
[0067] 冷却液回收工序（A)为对至少含有冷却液、磨粒、切削肩、铁肩的硅废浆进行分 离，得到分离固体成分与冷却液回收液的工序。通过对所述硅废浆进行分离，可得到含有冷 却液的冷却液回收液，以及以磨粒、切削肩、铁肩为主要成分的分离固体成分。
[0068] (硅废浆）
[0069] 对于所述硅废浆没有特别的限定，但作为例子可举出用线锯等装置对工件进行加 工时所使用过的废液等。
[0070] 另外，在本说明书中"废液"指原液（加工工件之前添加的溶液）中混入了某些成 分的物质。所述硅废浆可以是完成对所述工件的加工之后所排出的废液，也可以是对所述 工件加工时（加工过程中）所取出的液体。
[0071] 另外，所述硅废浆中也可以额外含有水、分散剂、消泡剂等物质。
[0072] 对于所述工件没有特别的限定，但作为例子可举出半导体单晶硅、用于太阳能电 池的单晶硅或多晶硅（例如，用于制作太阳能电池基板的单晶硅或多晶硅等）等含硅的工 件（例如，只由硅成分构成的工件、以硅为主要成分的工件等）。
[0073] 另外，使用由除硅之外的成分构成的工件（例如，除硅之外的陶瓷、钆镓石榴石、 钽酸锂、铌酸锂、钼酸铅单晶、二氧化碲单晶、锗酸铋单晶为主要成分的工件等）的废液时， 有时也可得到与本发明相同的效果。
[0074] 对于所述工件的加工方法没有特别的限定，但作为例子可举出工件的切断、切削、 研磨等。即所述硅废浆为对含有硅成分的工件进行加工时所使用过的废液。
[0075] 另外，所述硅废浆可以是加工一个工件时所使用过的废液，也可以是加工两个以 上的工件时所使用过的废液的混合液。另外，所述硅废浆可以是在一种加工方法中所使用 过的废液，也可以是在多种加工方法中所使用过的废液的混合液。
[0076] 对于所述冷却液没有特别的限定，但作为例子可举出以矿物油为主的油性冷却 液；水溶性二元醇（乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、二甘醇单甲醚、聚亚烷基二醇（聚乙二 醇、丙二醇等）、甲氧基聚乙二醇、乙氧基乙二醇、单烷氧基乙二醇、甘油、单烷氧基甘油、二 烷氧基甘油等）等水溶性冷却液；这些物质的混合物等。所述冷却液可以单独地，或将两种 以上组合使用。
[0077] 对于所述磨粒没有特别的限定，但作为例子可举出碳化硅（SiC)、氧化铝、氧化锆、 二氧化硅等。所述磨粒可以单独地，或将两种以上