本发明涉及玻璃减薄工艺领域，具体而言，涉及一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法及其净化设备。
背景技术：
随着电子显示净化设备朝着轻薄化的方向发展，显示玻璃屏的厚度已从1996年的1.1毫米降至目前0.5毫米，在手机等便携式净化设备中应用的玻璃厚度更下降至0.3毫米以下。目前玻璃的减薄工艺多是利用氢氟酸和玻璃中二氧化硅化学反应以达到蚀刻薄化的目的。
常见的玻璃基质减薄及表面处理酸液的基本配方为：15-30％hf、1-5％h2so4，3-10％hcl以及5-20％nh4hf2。玻璃减薄蚀刻液在使用过程中hf的含量不断消耗降低，而蚀刻玻璃后得到产物h2sif6含量逐渐增加，当玻璃减薄蚀刻液中h2sif6的量达到一定程度时(h2sif6浓度达到10-15％时)，体系粘度增加显著，形成原硅酸絮状物。此絮状物如果不及时去除，一方面会影响后续的蚀刻速率，另外还会附着在玻璃基体表面，影响产品质量，严重时整个蚀刻溶液必须更换。因此蚀刻溶液中絮状物的去除非常重要。
此外，目前关于含氟、氟硅酸及其混酸的玻璃减薄蚀刻废液的主要处理方法为石灰或氯化钙中和处置法。该方法利用过量添加石灰或氯化钙与玻璃减薄蚀刻液中h+、f-以及h2sif6等反应，中和废溶液中的酸组分，将f-离子转化为caf2沉淀，h2sif6转化为casif6沉淀，通过该方法可以使溶液的酸含量以及f-、sif62-等物质含量达标排放，但生成大量的含有caf2、casif6以及caso4等物质的混合固废，该部分固废在国内作为危险废物专门处理(处理费＞2000元/吨)。因此从清洁生产、资源回用以及环境保护等方面考虑，该工艺都不足以适应社会需求。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，该方法能够有效的除去玻璃减薄蚀刻液中絮状物，实现玻璃减薄蚀刻液的高效循环利用，且玻璃减薄蚀刻液液中的副产物可以实现分类收集，降低了环境污染风险，节约生产成本。
本发明的第二目的在于提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备，通过该净化设备能够实现玻璃减薄刻蚀刻液的高效循环利用，以及玻璃减薄刻蚀刻废液的回收处理。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
将玻璃减薄蚀刻液进行物理沉降后，再在玻璃减薄蚀刻液中加入絮凝剂，进行化学沉降。
一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备，其包括依次连接的物理沉降装置、化学沉降装置、过滤装置和扩散渗析装置，物理沉降装置为管道过滤器，扩散渗析装置中设置有阴离子交换膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果例如包括：
本公开内容提供的这种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，通过物理沉降能够使蚀刻液中的大部分颗粒物形成沉淀后过滤除去，随后再采用絮凝剂对蚀刻液进行化学沉降，以进一步除去在玻璃减薄蚀刻过程中形成的原硅酸絮状物。
该方法能够有效去除玻璃减薄蚀刻液中的絮状物，可用于在玻璃减薄蚀刻过程中玻璃减薄蚀刻液的净化处理，使得玻璃减薄蚀刻液中的原硅酸的含量始终保持在较低的范围内(低于10％)，从而避免原硅酸附着在玻璃机体表面，影响玻璃表面的平整度和光滑性。此外，该方法也能够对玻璃减薄蚀刻工艺中产生的蚀刻废液进行回收处理，且蚀刻副产物可以在不同位置分类收集，降低了环境污染风险，节约生产成本，实现清洁生产。
本公开内容提供的这种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备，能够实现玻璃减薄刻蚀刻液的高效循环利用，以及玻璃减薄刻蚀刻废液的回收处理，且对玻璃减薄蚀刻液的处理效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为实施例7提供的用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备的结构示意图。
标号：100-净化设备；101-玻璃减薄蚀刻处理池；110-物理沉降装置；111-第一部位；112-中间部位；113-第二部位；114-第一滤网；120-化学沉降装置；130-过滤装置；131-第二滤网；140-扩散渗析装置；141-阴离子交换膜。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
步骤s1：将玻璃减薄蚀刻液进行物理沉降。
在玻璃减薄蚀刻过程中会随着hf的不断消耗，蚀刻液中会产生h2sif6，当蚀刻液中h2sif6的量达到一定程度时，使得体系粘度增加显著，形成原硅酸絮状物、以及产生一些颗粒物。通过物理沉降，能够使得大部分的原硅酸絮状物以及颗粒物形成沉淀，且这种物理沉降的方式的成本低、沉降效果佳。
进一步的，该步骤包括：将玻璃减薄蚀刻液通过管道过滤器进行物理沉降后过滤。管道过滤器的管道长，沉降效果好，且在沉降后能够即时过滤，其具有结构紧凑、过滤能力大、压损小、适用范围广、维护方便等优点。
可选的，在该步骤中使用的管道过滤器包括筒体，筒体为弧形，筒体具有依次连接的第一部位、中间部位和第二部位，中间部位的内径是第一部位内径的1.5～3倍。筒体为弧形，进一步的延长了待处理的蚀刻液在管道过滤器中流通的路径，使蚀刻液通过管道过滤器的时间延长，且由于筒体中间部位的内径大于端部(即第一部位)，当蚀刻液进入筒体从第一部位流过抵达中间部位时，由于筒体内径变大，蚀刻液的流速降低，蚀刻液中的絮状物以及颗粒物在此处的沉降速率加快，物理沉降的效果显著提高。
进一步的，还包括在物理沉降后，调节玻璃减薄蚀刻液的ph值至4～8。由于在玻璃减薄蚀刻过程中，主要的反应物质是氟化氢，氟化氢的浓度及电离度极易受溶液酸碱度的影响，为了使处理后的玻璃减薄蚀刻液能够循环应用于玻璃减薄蚀刻工艺中，还包括在物理沉降后，调节玻璃减薄蚀刻液的ph值至4～8，或者为5～7，或者为6。此步骤中，调节玻璃减薄蚀刻液的物质可以为无机酸也可以为有机酸，其中，无机酸包含如氢氯酸、氢溴酸、硫酸、磷酸等；该有机酸包含如甲酸、乙酸、柠檬酸、顺丁稀二酸、酒石酸、抗坏血酸、水杨酸、山梨酸、苯甲酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等。
步骤s2：再在玻璃减薄蚀刻液中加入絮凝剂，进行化学沉降。
加入絮凝剂，通过电荷作用，使蚀刻液中产生的原硅酸絮状物处于不稳定状态，并利用聚合性质使这些絮状物聚合并通过过滤等方法分离出来。
进一步的，絮凝剂包括无机絮凝剂、聚丙烯酰胺。
无机絮凝剂，例如包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，这类无机絮凝剂能够提供大量的络合粒子，且能够强烈吸附原硅酸絮状物，通过吸附、桥架、交联作用，从而使原硅酸絮状物凝聚。同时还发生物理化学变化，中和原硅酸絮状物表面的电荷，降低了δ电位，破坏了絮状物的稳定性，从而形成絮状混凝沉淀。可选的，无机絮凝剂为氯化铝，铝离子易水解形成氢氧化铝，具有极强的吸附能力。进一步的，无机絮凝剂的添加量为200～800mg/l(即每l蚀刻液中添加200～800g的无机絮凝剂)，或者为300～700mg/l，或者为400～600mg/l，或者为500mg/l。无机絮凝剂的添加量在这个范围中时，化学沉降效果较佳。
聚丙烯酰胺，为有机高分子絮凝剂，其絮凝效果较无机絮凝剂得到显著提升。进一步的，聚丙烯酰胺的浓度为0.01～0.1wt％，或者为0.03～0.08wt％，或者为0.05wt％；聚丙烯酰胺的添加量为1～10g/l(即每l蚀刻液中添加1～10g的聚丙烯酰胺)，或者为3～7g/l，或者为4～6g/l，或者为5g/l。
进一步的，絮凝剂包括无机絮凝剂和聚丙烯酰胺，在玻璃减薄蚀刻液中加入絮凝剂的步骤包括：在搅拌的条件下在玻璃减薄蚀刻液中加入无机絮凝剂，停止搅拌，待玻璃减薄蚀刻液澄清后再加入聚丙烯酰胺。由于无机絮凝剂的价格较便宜，从成本角度考虑，优先用无机絮凝剂处理玻璃减薄蚀刻液，使大部分的原硅酸絮状物沉降后，再使用聚丙烯酰胺进行更深入的净化处理。
进一步的，在将玻璃减薄蚀刻液进行化学沉降后还包括扩散渗析步骤，扩散渗析步骤包括：过滤化学沉降后得到的玻璃减薄蚀刻液，将所得滤液通过阴离子交换膜进行扩散渗析。
将化学沉降后的玻璃减薄蚀刻液进行过滤后，除去化学沉降步骤中的沉降物，随后再利用阴离子交换膜进行扩散渗析，以进一步净化蚀刻液，使其达到初始蚀刻液的清洁程度。
进一步的，阴离子交换膜包括弱碱性阴离子交换膜。弱碱性阴离子交换膜更加有利于离子传导，净化效果更佳。
该方法能够有效去除玻璃减薄蚀刻液中的絮状物，可用于在玻璃减薄蚀刻过程中玻璃减薄蚀刻液的净化处理，使得玻璃减薄蚀刻液中的原硅酸的含量始终保持在较低的范围内(低于10％)，从而避免原硅酸附着在玻璃机体表面，影响玻璃表面的平整度和光滑性。此外，该方法也能够对玻璃减薄蚀刻工艺中产生的蚀刻废液进行回收处理，且蚀刻副产物可以在不同位置分类收集，降低了环境污染风险，节约生产成本，实现清洁生产。
本实施方式还提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备，其包括依次连接的物理沉降装置、化学沉降装置、过滤装置和扩散渗析装置，物理沉降装置为管道过滤器，扩散渗析装置中设置有阴离子交换膜。
进一步的，该管道过滤器包括筒体，筒体为弧型，筒体具有依次连接的第一部位、中间部位和第二部位，中间部位的内径是第一部位内径的1.5～3倍。
这种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的净化设备，能够实现玻璃减薄刻蚀刻液的高效循环利用，以及玻璃减薄刻蚀刻废液的回收处理，且对玻璃减薄蚀刻液的处理效率高。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过管道过滤器，进行物理沉降后过滤；
b.在玻璃减薄蚀刻液中加入无机絮凝剂，每升蚀刻液中添加氯化铝的量为800mg，进行化学沉降后过滤。
实施例2
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过弧形管道过滤器，进行物理沉降后过滤；
b.在玻璃减薄蚀刻液中加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的浓度为0.01％，每升蚀刻液中添加聚丙烯酰胺的量为10g，进行化学沉降后过滤。
实施例3
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过s型管道过滤器，进行物理沉降后过滤；
b.在搅拌的条件下在玻璃减薄蚀刻液中加入硫酸铝(每升蚀刻液中添加硫酸铝的量为200mg)，停止搅拌，待玻璃减薄蚀刻液澄清后再加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的浓度为0.1wt％，每升蚀刻液中添加无机絮凝剂的量为1g)，进行化学沉降后过滤。
实施例4
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过s型管道过滤器，进行物理沉降后过滤，用硫酸调节玻璃减薄蚀刻液的ph值至4。
b.在搅拌的条件下在玻璃减薄蚀刻液中加入氯化铝(每升蚀刻液中添加氯化铝的量为600mg)，停止搅拌，待玻璃减薄蚀刻液澄清后再加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的浓度为0.07wt％，每升蚀刻液中添加无机絮凝剂的量为3g)，进行化学沉降后过滤。
实施例5
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过s型管道过滤器，进行物理沉降后过滤，用硫酸调节玻璃减薄蚀刻液的ph值至6。
b.在搅拌的条件下在玻璃减薄蚀刻液中加入硫酸铁(每升蚀刻液中添加硫酸铁的量为400mg)，停止搅拌，待玻璃减薄蚀刻液澄清后再加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的浓度为0.03wt％，每升蚀刻液中添加无机絮凝剂的量为8g)，进行化学沉降后过滤。
c.将所得滤液通过阴离子交换膜进行扩散渗析。
实施例6
本实施例提供一种用于除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物的方法，其包括：
a.将玻璃减薄蚀刻液中通过s型管道过滤器，进行物理沉降后过滤，用硫酸调节玻璃减薄蚀刻液的ph值至8。
b.在搅拌的条件下在玻璃减薄蚀刻液中加入氯化铁(每升蚀刻液中添加氯化铁的量为500mg)，停止搅拌，待玻璃减薄蚀刻液澄清后再加入聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺的浓度为0.05wt％，每升蚀刻液中添加无机絮凝剂的量为5g)，进行化学沉降后过滤。
c.将所得滤液通过弱碱性阴离子交换膜进行扩散渗析。
实施例7
本实施例提供一种净化设备100，该净化设备100能够除去玻璃减薄蚀刻液中的絮状物，用于在玻璃减薄工艺过程中净化玻璃减薄蚀刻液，或者用于对玻璃减薄废液进行回收处理。
这种净化设备100包括物理沉降装置110，用于对玻璃减薄蚀刻液进行物理沉降。该物理沉降装置110为管道过滤器，该管道过滤器包括筒体，筒体为弧形，在本实施例中为s型，且为可拆卸结构。筒体具有依次连接的第一部位111、中间部位112和第二部位113，第一部位111和第二部位113分别为筒体的入口和出口，第二部位113的内径大于等于第一部位111的内径。中间部位112的内径是第一部位111内径的1.5～3倍，可以为1.5倍，或者2倍，或者2.5倍，或者为3倍。在第二部位113处设置有第一滤网114。
这种净化设备100还包括与物理沉降装置110依次连接的化学沉降装置120、过滤装置130和扩散渗析装置140。其中化学沉降装置120用于对玻璃减薄蚀刻液进行化学沉降处理。过滤装置130中设置有第二滤网131，能够阻止化学沉降后的玻璃减薄蚀刻液中的沉降物通过；扩散渗析装置140中设置有阴离子交换膜，以进一步对玻璃减薄蚀刻液进行膜分离。
扩散渗析装置140可以直接与收集装置连接，在本实施例中，扩散渗析装置140直接与玻璃减薄蚀刻处理池101管道连接，实现玻璃减薄蚀刻液的高效循环利用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。