[发明专利]用于纯化含硅酸盐的氢气化钾蚀刻液的电渗析方法有效

专利信息
申请号: 201010114776.8 申请日: 2010-02-10
公开(公告)号: CN101811760A 公开(公告)日: 2010-08-25
发明(设计)人: 杨为梁;窦科帝;张广诚 申请(专利权)人: 联仕电子化学材料股份有限公司;金益世股份有限公司
主分类号: C02F1/469 分类号: C02F1/469;C01B33/32
代理公司: 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 代理人: 陈红
地址: 中国台湾台北市*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 用于 纯化 硅酸盐 氢气 蚀刻 电渗析 方法
【说明书】:

技术领域

发明是关于一种电渗析方法,尤其关于一种用于纯化含硅酸盐的氢气化钾蚀刻液的电渗析方法(electrodialysis method for purifying of silicate-containing potassium hydroxide etching solution)。 

背景技术

电渗析(ElectroDialysis,ED)处理技术由于操作灵活度高、设备占用空间少、产品纯度高、及对待处理物的导电度的适应性佳等优点,为常用的废液处理方法,例如用于放射性废液处理、电镀废液中回收有价金属等,也可用于如食盐的制造及锅炉用水的前处理等。其原理是利用不同特性的离子交换膜对水中的离子做一分离选择,而水中离子的移动则是靠正负直流电来作为吸引离子的驱动力。申言之,是利用阳离子只能穿透阳离子交换膜,而阴离子只能穿透阴离子交换膜的特性,在外加直流电场的作用下,水中的阴离子移向阳极、阳离子移向阴极,藉此达到例如回收废液中有价物质的目的。 

一般半导体产业的蚀刻废液中,除未耗尽的强碱性蚀刻液(如氢氧化钾)外,尚含有自半导体基材所蚀刻下来的氧化硅及反应生成的金属氧化物(如氧化钾),其中氧化硅及金属氧化物在废液中常会形成胶态的硅酸盐类,俗称为水玻璃,其一般可以通式MxOy·nSiO2表示(其中M为金属例如Na或K,系数x及y随M种类而改变,n随M种类而改变且为具特定范围的数值)。因此,若直接将蚀刻废液导入单膜电渗析系统中回收处理,则蚀刻废液中所含的硅酸盐类将使得电渗析系统的离子交换膜容易发生堵塞,进而钝化并失去离子交换能力,阳极也易受硅酸盐类包附而失去功能,因此迄今尚无可有效处理含硅酸盐类的废液的电渗析方法,将其中的有效物质分离取出再利用。 

目前半导体产业所用的蚀刻液多为氢氧化钾或氢氧化钠,若直接将含有氢氧化钾的蚀刻废液进行废弃物处理或直接用以制造低经济价值的产品,实不符经济效益。 

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种能用于回收处理含硅酸钾的废液的电渗析处理方法,并解决电渗析时离子交换膜堵塞的问题,除了能有效、经济地回收废液中的的钾离子外,还能回收低钾含量的硅酸钾以供用于其它工业用途(如浓缩制造水玻璃),达成有效减废与资源再利用的目的。 

本发明的一目的在于提供一种用于纯化含硅酸盐的氢气化钾蚀刻液的电渗析方法,包含: 

提供一反应槽,包含一阴极、一阳极、及两阳离子透析膜,且该反应槽是由该两阳离子透析膜分隔成的一阴极室、一阳极室、及一介于其间的废液处理室; 

将一硫酸溶液注入该阳极室中; 

将一氢氧化钾溶液注入该阴极室中; 

将一含硅酸盐的氢氧化钾蚀刻废液导入该废液处理室中;以及 

施加各室一电压及一电流密度,以使钾离子自该废液处理室经由该阳离子透析膜进入该阴极室。 

本发明的用于纯化含硅酸盐的氢气化钾蚀刻液的电渗析方法的优点在于:除能用于处理含硅酸盐的氢氧化钾蚀刻废液,且能有效的回收钾离子外,所产生的副产物均具有其经济价值及工业上的用途;此外,使用包含两阳离子膜的两膜三室的设计能避免阳极与成份复杂的待处理废液直接接触,并避免废液中所含的离子进入阳极室中,藉此能延长阳极寿命进而增加整体设备耐用性提高经济效益。 

为让本发明的上述目的、技术特征及优点能更明显易懂,下文是以部分具体实施方式配合所附附图进行详细说明。 

附图说明

图1所示为一用于实施本发明电渗析方法的设备的实施方式; 

其中,主要组件符号说明: 

1反应槽     11阴极 

13阳极      15阳离子透析膜 

171阴极室        173阳极室 

175废液处理室    191阳极入口 

192阴极入口      193废液入口 

194阴极出口      195阳极出口 

196废液出口。 

具体实施方式

以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方式,并配合所附附图进行详细说明;惟,在不背离本发明的精神下,本发明尚可以多种不同形式的方式来实践,不应将本发明保护范围解释为限于说明书所陈述者。此外,为明确起见,图式中可能夸示各组件及区域的尺寸,而未按照实际比例绘示。 

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