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高纯度晶体硅材料也广泛应用于半导体行业

日期:2024-05-06 阅读:267
  活性硅(单体硅)和胶体硅(多元硅)以两种形式存在:胶体硅没有离子特性,但规模相对较大,胶体硅可以被精细的物理过滤过程拦截,如反渗透,也可以通过凝结技术降低水含量,如混凝澄清池,但那些需要依靠离子电荷特性的分离技术,如离子交换树脂和连续电去离子过程(CDI),去除胶体硅的效果非常有限。
  活性硅的尺寸远小于胶体硅,因此大多数物理过滤技术,如混凝澄清、过滤和气浮,不能去除活性硅。有效去除活性硅的过程是反渗透、离子交换和连续电去离子过程。
  近年来,随着全球石油、煤炭等化石能源的枯竭,太阳能变得越来越重要。清洁新能源,全球太阳能产业进入快速发展时期。同时,高纯度晶体硅材料也广泛应用于半导体行业。随着全球太阳能产业和半导体产业的快速发展,实验室纯水设备对硅片的需求急剧增加。在硅片加工过程中,高达50%~52%的晶体硅以硅粉的形式丢失。含硅废水中的硅粉非常薄,粒径在0.1~1mm范围内。大部分小颗粒悬浮在水中,难以沉积。即使静置半年以上,含硅废水仍处于浑浊状态。
  由于硅废水中硅粉颗粒较小的纯水设备,过滤处理后的水浊度仍较高,难以达到排放标准,过滤效率低,滤布更换周期短,成本高。
  目前,硅片加工企业的硅废水处理方法,主要是按照含有一般悬浮物的废水处理方法进行处理,即添加絮凝剂(如聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺等)。是含硅废水的絮凝沉淀,然后压滤固液分离。硅废水处理方法效率低、成本高、处理效果差。
  鉴于现有技术的缺点和不足,有一种含硅废水的除硅处理工艺。含硅废水处理工艺简单,处理过程中不需要添加化学物质,以免二次污染环境。除硅处理率高达99%,可用于大规模处理。含硅废水经以下方法处理后,出水量可稳定达标。
  (1)将硅原水收集到原水收集池中,用提升泵将硅原水泵电解到电解槽中,然后将电解水放入沉淀池中,自然静态分层。
  (2)排出电解自然分层处理后的下沉淀物,回收或排出分层处理后的上清液;在电解过程中,在电能的作用下,阳极缓慢溶解,产生Al、Mg等离子体聚合产生多种羟基络合物、多核羟基络合物和氢氧化物。颗粒水解聚合物具有正电荷,比游离水合铝离子更能吸收污染物杂质的负电荷表面,使废水中的胶体杂质和悬浮杂质凝结沉淀,通过网络捕获去除硅,带电污染物颗粒在电场游泳,部分电荷被电极中和,促进其稳定沉降,然后通过电中和去除水中的硅。
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