一种CVD含氟粉尘溶解装置的制作方法

本技术专利涉及cvd含氟粉尘处理，具体是一种cvd含氟粉尘溶解装置。

背景技术：

1、化学气相沉积技术(cvd)是近几十年发展起来的制备无机材料的化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法，在半导体领域应用较为广泛。

2、化学沉积工序实操中，往往会使用到硅烷、硼烷、正硅酸乙酯、n2o、nh3、c2f6、nf3、h2等各种废气参与反应，废气经高温焚烧处理，往往会产生大量的含硅、含氟粉尘，以cvd镀膜工序尾气处理后收尘得到的含氟粉尘为例，该物料显淡米色，非常蓬松，松装密度极小，容易扬尘，分析发现其主要有氟硅酸铵和非晶二氧化硅组成，其中，氟硅酸铵是一种有毒的易溶于水的无机化合物，无论是吞食、吸入还是与皮肤接触均使人体产生中毒现象。

3、目前对此类含氟粉尘处理研究较少，有的厂家对含氟粉末进行刚性填埋贮存，有的厂家选择使用石灰与含氟废物进行中和反应来除氟，但是，这些处理工艺要么容易造成环境的二次污染，要么会产生大量的氟化钙渣和二氧化硅渣，污泥量大，处置成本高，还有严重的氟硅酸铵外溢风险。

4、为解决上述问题，现有的含氟粉末处理厂家选择将含氟粉末先与水进行混合，使得氟硅酸铵溶于水中，将氟硅酸铵与二氧化硅分离，然后单独对氟硅酸钠进行处理，如中国发明专利“从含氟粉尘中分离回收二氧化硅和氟硅酸铵的方法”(申请号：cn201810821267.5，授权公告日20200124)、“一种半导体行业cvd粉尘资源化回收利用的方法”(申请号：cn202210852960.5，公开日20220906)中均有提到该种处理方法。

5、但是，上述处理方式需要注意以下问题：

6、(1)因为含氟粉末容易扬尘，因此在与水混合搅拌的过程中，若无法保证搅拌装置的密闭性，或是无法将搅拌装置泄露的包含有cvd含氟粉尘的气体收集处理，cvd含氟粉尘逸散在空气中，操作人员在吸入含有氟硅酸铵的含氟粉尘容易中毒；

7、(2)因为含氟粉末非常蓬松，松装密度极小，在与水混合的过程中，水表面张力较大，粉末单位颗粒的质量较轻，因此含氟粉末会先浮在水面，需要通过较长时间的大力搅拌才可使含氟粉末与水完全混合，导致工业化处理含氟粉末时工作效率较低。

8、因此，提供一种密闭性好的搅拌效率高的cvd含氟粉尘溶解装置是含氟粉末处理厂家亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种cvd含氟粉尘溶解装置，主要用于解决现有技术存在的cvd含氟粉尘与水混合过程中，若无法保证搅拌装置的密闭性，或是无法将搅拌装置泄露的包含有cvd含氟粉尘的气体收集处理，导致cvd含氟粉尘逸散在空气中，损害操作人员身体健康的技术问题；其次解决因为含氟粉末非常蓬松，松装密度极小，在与水混合的过程中，水表面张力较大，粉末单位颗粒的质量较轻，因此含氟粉末会先浮在水面，需要通过较长时间的大力搅拌才可使含氟粉末与水完全混合，导致工业化处理含氟粉末时工作效率较低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种cvd含氟粉尘溶解装置，包括均承装有清水的搅拌罐和吸收罐，搅拌罐上开设有用于通入清水的可启闭的入水口，搅拌罐上方连通有可向搅拌罐内气动输送cvd含氟粉尘的送料管，送料管位于搅拌罐内的一端插入水面以下，搅拌罐上方还开设有用于排出搅拌罐内气体的出气口，出气口连通有排气管；吸收罐顶部设有敞口，敞口面积大于排气管截面积，排气管远离出气口的一端插入吸收罐的水面以下。

4、本实用新型的工作原理及有益效果：

5、1.工作原理：通过送料管将cvd含氟粉尘输送至搅拌罐的水面以下，且送料管源源不断向水中通入气体，使得cvd含氟粉尘与水混合，通入的气体从水体中上浮，并由搅拌罐的出气口进入排气管，又由排气管进入吸收罐的水体中，经过吸收罐的水体吸收，再由吸收罐的敞口处排出。

6、2.有益效果：现有技术将含氟粉末先与水进行混合，使得氟硅酸铵溶于水，将氟硅酸铵与二氧化硅分离，但是并未提及如何将氟硅酸铵与水搅拌混合，而氟硅酸铵是一种含毒的粉末，若搅拌过程中逸散在空气中，会导致周围的操作人员中毒；且氟硅酸铵的松装密度较小，与水混合时，因为总表面积较大，不容易快速完全被水润湿，因此，基于上述缺陷，本方案提出用送料管直接将cvd含氟粉尘输送至水体内部的方案，该方案具有如下有益效果：

7、(1)搅拌罐整体处于密闭状态，唯一与外界接触的位置为出气口、送料管、入水口，但是，本方案中出气口连通排气管，排气管插入吸收罐的水中，相当于吸收罐内的水对排气管进行了水封；送料管处于持续向搅拌罐内通入气体与物料的状态，几乎不存在气体外泄的情况；入水口处于可启闭状态，向搅拌罐内加水完毕后，关闭入水口，便可使搅拌罐处于密封状态；而当搅拌罐内的气压大于外界气压时，可能会使得罐内的气体从各管道与罐体各连接处泄露，因此，在罐体上设置了出气口，防止搅拌罐内的压力过大；

8、将cvd含氟粉尘通入搅拌罐内，使cvd含氟粉尘与水直接接触，并被水润湿，增加了单个cvd含氟粉尘的重量，避免了蓬松的cvd含氟粉尘逸散在搅拌罐内的空气中，并随着搅拌罐中的空气泄露至罐外，导致操作人员误吸中毒；然后，继续向水中通入气体，气体扰动水体，将cvd含氟粉尘与水进行搅拌融合，使氟硅酸铵更好的溶于水中；但是，虽然直接将cvd含氟粉尘通入水中初步避免了cvd含氟粉尘与罐内空气接触，但是，通入水中的气体上浮的过程中，会携带含有氟硅酸铵的水蒸气一同上浮，因此通过出气口将排出的气体一同回收至排气管，再由排气管通入吸收罐的水体中，气体中的氟硅酸铵经过吸收罐内的水体吸收，可以大大减少最终排入到空气中的气体中氟硅酸铵的含量，解决了现有技术存在的cvd含氟粉尘与水混合过程中，若无法保证搅拌装置的密闭性，或是无法将搅拌装置泄露的包含有cvd含氟粉尘的气体收集处理，cvd含氟粉尘逸散在空气中，操作人员在吸入含有氟硅酸铵的含氟粉尘容易中毒的技术问题；

9、(2)强制将cvd含氟粉尘直接与水接触，并通入气体扰动水体，使cvd含氟粉尘更容易分散在水体中，杜绝了因为含氟粉末非常蓬松，松装密度极小，在与水混合的过程中，因为水表面张力较大，粉末单位颗粒的质量较轻，因此含氟粉末会先浮在水面，需要通过较长时间的大力搅拌才可使含氟粉末与水完全混合，导致工业化处理含氟粉末时工作效率较低的问题。

10、优选的，所述搅拌罐底部还设有用于排放搅拌后的cvd含氟粉尘与水的混合液的出水口，出水口处安装有调节阀。当搅拌罐内cvd含氟粉尘与水融合完全，cvd含氟粉尘中的氟硅酸铵已经完全溶于水中后，打开调节阀，可将混合液由出水口排出，进入下一工序进行固液分离。

11、优选的，所述搅拌罐内部水平设有防止cvd含氟粉尘穿过的第一滤网，第一滤网位于搅拌罐内的水面以下，送料管由上至下穿过第一滤网。送料管由上至下穿过第一滤网，即可知送料管的出口位于第一滤网之下，当送料管将cvd含氟粉尘输送至搅拌罐的水体中时，cvd含氟粉尘随着送料管内通入的气体一同上浮后，cvd含氟粉尘被第一滤网阻隔在第一滤网之下，气体穿过第一滤网浮出水面，第一滤网的设置可以防止cvd含氟粉尘随着气体一同浮在水面，并随着气体一同进入搅拌罐内的空气中，即第一滤网的设置进一步防止了cvd含氟粉尘逸散在搅拌罐内的空气中，大大减少了cvd含氟粉尘由搅拌罐内逃逸到外界空气的几率。

12、优选的，所述吸收罐内水平设有第二滤网，第二滤网位于吸收罐水面之下，排气管由上至下穿过第二滤网。排气管由上至下穿过第二滤网，即可知排气管的出口位于第二滤网之下，当排气管中排出气体时，气体穿过滤网，被滤网切割成若干小气泡，使得气体与水体更充分的接触，加大了气体中的氟硅酸铵在水中溶解量。

13、优选的，所述送料管位于搅拌罐的一端端口处覆盖有网板。当cvd含氟粉尘由送料管输送进入搅拌罐内时，cvd含氟粉尘被网板切割成若干份，防止cvd含氟粉尘通入水中使凝聚成粉团，水不容易进入粉团中部，将cvd含氟粉尘全部润湿。

14、优选的，所述排气管内安装有干燥盒，干燥盒内填充有干燥剂。干燥剂可以吸收气体中的部分水分，同时，对气体中的氟硅酸钠进行一定程度上的过滤。