TWI703096B

TWI703096B - 廢矽泥再利用之處理方法

Info

Publication number: TWI703096B
Application number: TW107137443A
Authority: TW
Inventors: 謝雅敏; 周信輝; 張弼程
Original assignee: 成信實業股份有限公司
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-09-01
Also published as: TW202016029A

Abstract

本發明係在提供一種廢矽泥再利用之處理方法，其方法如下：(1)廢矽泥：廢矽泥成分為碳化矽和矽含量大於80%，該廢矽泥不含切削油成分，含液量小於70%；(2)混練：將該廢矽泥添加高分子聚合物之黏結劑進行混練，所添加之黏結劑含量小於2%，混練時間為30~60分鐘，該廢矽泥與該黏結劑混練後得一均勻混合體；(3)成型造粒：將(2)所得之該混合體經一熱壓成型裝置加熱加壓塑型造粒，熱壓製程之溫度範圍為150℃~300℃，該熱壓製程之壓力範圍為5~20Mpa，造粒後之顆粒大小為1cm~5cm之固化體；(4)乾燥：將(3)所得之該固化體經乾燥裝置進行20~60分鐘之乾燥，乾燥溫度為100℃~150℃；(5)冷卻：乾燥後之該固化體經冷卻後，可得含液量小於4%之矽碇；如此，該矽碇用於鋼鐵業作為升溫劑或還原劑，可使廢矽泥資源化再利用。

Description

廢矽泥再利用之處理方法

本發明係有關於一種廢矽泥再利用之處理方法，特別係指一種將廢矽泥經處理後製成矽碇，可於鋼鐵業作為升溫劑或還原劑使用。

按，廢矽泥來源為半導體或太陽能晶圓廠經切割或研磨製程產生，而一般不含切削油之廢矽泥其含液量大於80%，該廢矽泥需先經過長時間的乾燥後，使廢矽泥中之含液量小於4%，再於乾燥後之廢矽泥中加入5~10%的黏結劑，均勻混合後再壓製成矽碇，然，習知的黏結劑添加量需較多才可使乾燥後的廢矽泥相互黏結，易影響矽碇之品質，且欲將廢矽泥中的含液量降低至小於4%其乾燥時間極長，故製成矽碇的速度極為緩慢。

本發明之主要目的，係在提供一種廢矽泥再利用之處理方法，可將廢矽泥再生為矽碇，可於鋼鐵業作為升溫劑或還原劑使用。

本發明廢矽泥再利用之處理方法，其方法如下： (1)廢矽泥：廢矽泥成分為碳化矽和矽含量大於80%，該廢矽泥不含切削油成分，含液量小於70%； (2)混練：將該廢矽泥添加高分子聚合物之黏結劑進行混練，所添加之黏結劑含量小於2%，混練時間為30~60分鐘，該廢矽泥與該黏結劑混練後得一均勻混合體； (3)成型造粒：將(2)所得之該混合體經一熱壓成型裝置加熱加壓塑型造粒，熱壓製程之溫度範圍為150℃~300℃，該熱壓製程之壓力範圍為5~20Mpa，造粒後之顆粒大小為1cm~5cm之固化體； (4)乾燥：將(3)所得之該固化體經乾燥裝置進行20~60分鐘之乾燥，乾燥溫度為100℃~150℃； (5)冷卻：乾燥後之該固化體經冷卻後，可得含液量小於4%之矽碇。

本發明廢矽泥再利用之處理方法，其中，該黏結劑係為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲醛(POM)、聚乙烯醇(PVA)、可塑性澱粉(PSM)、聚維酮(PVP)、聚乳酸(PLA)、ABS樹脂、酚甲醛樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂或矽氧樹脂其中之一或多種混合而成。

本發明廢矽泥再利用之處理方法，其中，該熱壓成型裝置係為螺桿式、對輥式或柱塞式其中之一。

本發明廢矽泥再利用之處理方法，其優點係在：可在較短時間內將廢矽泥再生為矽碇，縮短製程工序及時間、增加產量，並可減少黏結劑之添加量，提升矽碇之品質，製成之矽碇可於鋼鐵業作為升溫劑或還原劑使用，使廢矽泥達到最佳之資源化再利用。

有關本發明為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：

廢矽泥來源為半導體或太陽能晶圓廠經切割或研磨製程所產生，其成分為碳化矽和矽含量為大於80%，該廢矽泥不含切削油（DEG、PG、PEG、礦物油）之成分，本發明之廢矽泥再利用之處理方法，請參閱第一圖所示，其方法如下： (1)廢矽泥：廢矽泥成分為碳化矽和矽含量大於80%，該廢矽泥不含切削油成分，其含液量小於70%； (2)混練：將(1)該廢矽泥添加高分子聚合物之黏結劑進行混練，該黏結劑係為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲醛(POM) 、聚乙烯醇(PVA)、可塑性澱粉(PSM)、聚維酮(PVP)、聚乳酸(PLA)、ABS樹脂、酚甲醛樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂、矽氧樹脂…等其中之一或多種混合而成，所添加之黏結劑含量小於2%，混練時間為30~60分鐘，該廢矽泥與該黏結劑混練後得一均勻混合體； (3)成型造粒：將(2)所得之該混合體經一熱壓成型裝置擠壓塑型造粒，該熱壓成型裝置係為螺桿式或對輥式或柱塞式…等其中之一，於擠壓成型過程中同時進行加熱，該熱壓製程之溫度範圍為150℃~300℃，該熱壓製程之壓力範圍為5~20Mpa，可將高分子黏結劑融化嫁接在矽泥顆粒表面，使得不同矽泥顆粒之間能彼此黏合，再經由施加一定之壓力成型後形成一特定形狀之固化體，造粒後之該固化體顆粒大小為1cm~5cm； (4)乾燥：將(3)所得之該固化體再經過乾燥裝置進行20~60分鐘之乾燥，乾燥溫度為100℃~150℃； (5)成品：乾燥後之該固化體再經冷卻後，可得含液量小於4%之矽碇。

以本發明廢矽泥再利用之處理方法，分別以不同黏結劑之添加比例及不同溫度來成型造粒，所得到的矽碇強度則不相同，其實施範例如下：

範例1：將含液量60%之廢矽泥中添加入黏結劑，該黏結劑為20%的PS、45%的PSM、35%的矽氧樹脂之混合黏結劑，分別於廢矽泥中加入0.5%、1%、1.5%及2%之該混合黏結劑後，經混練40分鐘後，在160℃之溫度下施以5Mpa之壓力擠壓塑型造粒，造粒後之成型體經乾燥50分鐘後冷卻可得矽碇成品，其矽碇強度如第二圖所示。

範例2：將含液量30%之廢矽泥中添加入黏結劑，該黏結劑為70%的PE、25%的PSM、5%的PVP之混合黏結劑，分別於廢矽泥中加入0.5%、1%、1.5%及2%之該混合黏結劑後，經混練40分鐘後，在260℃之溫度下施以5Mpa之壓力擠壓塑型造粒，造粒後之成型體經乾燥30分鐘後冷卻可得矽碇成品，其矽碇強度如第三圖所示。

範例3：將含液量10%之廢矽泥中添加入黏結劑，該黏結劑為ABS樹脂，分別於廢矽泥中加入0.5%、1%、1.5%及2%之該黏結劑後，經混練40分鐘後，在250℃之溫度下施以5Mpa之壓力擠壓塑型造粒，造粒後之成型體經乾燥20分鐘後冷卻可得矽碇成品，其矽碇強度如第四圖所示。

本發明之廢矽泥再利用之處理方法，將不含切削油且其成分為碳化矽和矽含量為大於80%、含液量小於70%之廢矽泥，在混練前無須先進行乾燥，可減少工序及生產成本，利用熱壓成型裝置在加熱過程中輔以高壓成型產生特定形狀之固化體，可減少黏結劑之添加量及提升矽碇產品之品質，成型造粒後再進行乾燥、冷卻後即可製成含液量小於4%之矽碇，可減少製造工序，增加製造速度及產量，該矽碇產品可於鋼鐵業作為升溫劑或還原劑使用，可使廢矽泥資源化再利用，極具環保效益。

綜上所述，本發明確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本發明之較佳實施例進行具體說明而已，該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本發明所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本發明所涵蓋之申請專利範圍中。

（無）

第一圖所示係為本發明實施例之流程圖。第二圖所示係為本發明實施例廢矽泥中不同黏結劑添加比例之矽碇強度圖(一)。第三圖所示係為本發明實施例廢矽泥中不同黏結劑添加比例之矽碇強度圖(二)。第四圖所示係為本發明實施例廢矽泥中不同黏結劑添加比例之矽碇強度圖(三)。

（無）

Claims

一種廢矽泥再利用之處理方法，其方法如下： (1)廢矽泥：廢矽泥成分為碳化矽和矽含量大於80%，該廢矽泥不含切削油成分，含液量小於70%； (2)混練：將該廢矽泥添加高分子聚合物之黏結劑進行混練，所添加之黏結劑含量小於2%，混練時間為30~60分鐘，該廢矽泥與該黏結劑混練後得一均勻混合體； (3)成型造粒：將(2)所得之該混合體經一熱壓成型裝置加熱加壓塑型造粒，熱壓製程之溫度範圍為150℃~300℃，該熱壓製程之壓力範圍為5~20Mpa，造粒後之顆粒大小為1cm~5cm之固化體； (4)乾燥：將(3)所得之該固化體經乾燥裝置進行20~60分鐘之乾燥，乾燥溫度為100℃~150℃； (5)冷卻：乾燥後之該固化體經冷卻後，可得含液量小於4%之矽碇。
如申請專利範圍第1項所述廢矽泥再利用之處理方法，其中，該黏結劑係為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲醛(POM)、聚乙烯醇(PVA)、可塑性澱粉(PSM)、聚維酮(PVP)、聚乳酸(PLA)、ABS樹脂、酚甲醛樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂或矽氧樹脂其中之一或多種混合而成。
如申請專利範圍第1項所述廢矽泥再利用之處理方法，其中，該熱壓成型裝置係為螺桿式、對輥式或柱塞式其中之一。