[发明专利]分离回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及分离回收装置，特别涉及从在使用线锯切断装置将硅材料切断时产生的已使用冷却剂中分别分离磨粒、硅泥及冷却剂、可再利用地回收的分离回收装置，所述线锯切断装置采用自由磨粒方式。

背景技术

已制造出在各种半导体元件或太阳能电池面板的太阳能电池元件中使用的多晶性或非晶性的硅材料。这里，刚刚结晶成长后的硅材料是一个较大的块状的块，为了作为上述各元件使用而需要预先切割为规定的尺寸。此时，在将硅材料切割的切断工序中，有使用在冷却剂中混入了磨粒的自由磨粒方式的线锯切断装置的情况，使以规定的张力张设的金属线成为以高速工作的状态，通过使硅材料与该金属线接触，将金属线及硅材料的接触的部分切断。此时，通过以高速工作的金属线与硅材料接触，在该接触部位产生摩擦热。这样的摩擦热的产生有给然后的硅材料的切削性能带来影响的情况，还成为产生金属线的损坏等的故障的主要原因。因此，对切断加工时的接触部位连续地供给由有机液体构成的冷却剂，以便抑制摩擦热的产生、能够进行良好的切断工序。另外，在自由磨粒方式的情况下，在该冷却剂中预先以规定的配合比率将由硬质材料（碳化硅类、氧化铝类（蓝宝石）等）构成的磨粒各混入规定量，与冷却剂一起供给。由此，能够抑制切断时的摩擦热的产生，并且通过磨粒的供给能够提高切断性能（硅材料的锋利度）。

在上述切断工序中使用的已使用冷却剂被从线锯切断装置回收，作为冷却剂再利用。此时，已使用冷却剂包含有在切断加工时产生的硅材料的微细的屑（硅泥或硅切削屑）。进而，在采用自由磨粒方式的情况下，预先与冷却剂以规定比率混合的磨粒也在该已使用冷却剂中含有。因此，在由有机液体构成的冷却剂以外，还较多含有硅泥及固态成分，不能将已回收的已使用冷却剂原样作为冷却剂再利用。因而，需要将硅泥、硅切削屑及磨粒的固态成分分离的处理。例如，进行了下述再生技术的开发：使用离心分离装置或膜分离过滤器的技术，从已使用冷却剂将硅泥、硅切削屑及磨粒分离处理，由此生成能够再利用的冷却剂（例如，参照引用文献1及引用文献2）。

另外，由于混合后的磨粒与硅泥相比比重较大，所以作为上述硅泥的离心分离处理的前阶段，能够通过比硅泥的分离低的离心力从含有与冷却剂混合的磨粒的液体中仅将该磨粒容易地分离，通过将回收后的磨粒与新的磨粒（未用磨粒）混合，进行作为磨粒再利用的处理。另一方面，从已使用冷却剂回收的硅泥是能够作为制铁时的还原剂使用的原材料。因此，回收的已使用冷却剂在被分离为磨粒、硅泥及冷却剂的分别三成分后，能够将各成分根据各自的用途而再利用。因此，能够将已使用冷却剂中含有的各成分有效地利用。

但是，在按照上述已使用冷却剂中含有的各成分分离、作为能够再利用的原材料回收的情况下，有发生下述记载的问题的情况。即，在已使用冷却剂中含有的磨粒中，混杂有无缺损的非破碎磨粒（以下，有记载为回收磨粒的情况）和缺损的破碎磨粒。这里，所谓破碎磨粒，是通过在切断加工时施加的冲击等而发生缺损或破裂的磨粒。该非破碎磨粒能够由周知的离心分离装置将其几乎全部回收。

但是，破碎磨粒与混合的磨粒相比粒径及质量变小，通过使用周知的离心分离装置的分离，难以将硅泥与破碎磨粒分离，从非破碎磨粒回收后的已使用冷却剂回收的固态成分是混合有硅泥和破碎磨粒的物质。因而，由于硅纯度较低，所以再利用被限定为上述作为还原剂等的用途，有不能进行作为高纯度的硅材料（硅原料）的使用的情况。

除此以外，通过这样的破碎磨粒，将非破碎磨粒回收后的已使用冷却剂离心分离的二次离心处理侧的离心分离装置（特别是，刮板等）的磨损剧烈，有给离心分离装置自身及零件的耐久性带来影响、该零件的更换频度变高的问题。

发明内容

所以，本发明鉴于上述实际情况，课题是提供一种通过将回收磨粒及破碎磨粒分离回收、能够将硅泥作为高纯度的硅原料再利用、并且使离心分离装置的耐久性提高的分离回收装置。