公布日：2022.03.08
申請(qǐng)日：2021.12.03
分類號(hào)：C01B7/19(2006.01)I;C01C1/02(2006.01)I;C09K13/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提出了一種BOE廢液在線再生的方法，包括：BOE廢液與氨或堿反應(yīng)；再經(jīng)過(guò)雙極膜電滲析膜組處理；濃縮并精制為超純氨水；將氫氟酸稀液蒸餾提濃后，與超純濃硫酸混合，得到氟化氫氣體和稀硫酸；稀硫酸用電滲析分離為超純稀硫酸和廢液，再經(jīng)過(guò)加熱濃縮為超純濃硫酸和廢水，超純濃硫酸在本系統(tǒng)回用，廢液和廢水去污水處理站；氟化氫氣體提純，得到超純氫氟酸溶液；與超純氨水按照比例配制為BOE原液，加入表面活性劑后，回到半導(dǎo)體產(chǎn)線。本發(fā)明在線再生BOE廢液，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，綠色環(huán)保的價(jià)值取向，適合工業(yè)化推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，包括：BOE廢液與氨反應(yīng)，生成氟化銨溶液；所述氨濃度為NH3≥20％-99.9％；所述氟化銨溶液配制為濃度5-25wt％，經(jīng)過(guò)第一雙極膜電滲析膜組分解為氫氟酸稀液和稀氨水；所述稀氨水經(jīng)過(guò)汽提蒸出氨氣，并將所述氨氣吸收為濃氨水(NH3≥20-25wt％)；所述濃氨水經(jīng)過(guò)高溫高壓蒸氨，得到NH3≥99.0％的液氨；所述液氨中的一部分返回與所述BOE廢液反應(yīng)；另一部分液氨精制得到超純氨水；所述氫氟酸稀液經(jīng)過(guò)蒸餾濃縮，得到濃氫氟酸；所述濃氫氟酸與濃硫酸混合，得到氟化氫氣體和稀硫酸；冷凝所述氟化氫氣體并精制，得到超純氫氟酸；所述稀硫酸經(jīng)過(guò)第二雙極膜電滲析膜組得到超純稀硫酸和廢液；濃縮所述超純稀硫酸得到超純濃硫酸和廢水；所述超純濃硫酸返回與所述濃氫氟酸混合回用；所述超純氫氟酸與所述超純氨水配制為BOE原液回到半導(dǎo)體產(chǎn)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述第一雙極膜電滲析膜組或第二雙極膜電滲析膜組的電極液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，濃度0.5-1.5mol/L；所述雙極膜電滲析的電流密度為650-900A/M2；所述氫氟酸稀液的濃度為2-6mol/L，所述稀氨水濃度為1-5mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述氟化銨溶液進(jìn)入第一雙極膜電滲析膜組時(shí)的濃度為10-25wt％；當(dāng)經(jīng)過(guò)電滲析分解后，氟化銨溶液濃度降低至5-10wt％時(shí)，從第一雙極膜電滲析膜組輸出，濃縮至10-25wt％后，重新返回第一雙極膜電滲析膜組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述氫氟酸稀液經(jīng)過(guò)蒸餾濃縮，得到濃度為25-35wt％的濃氫氟酸；蒸餾濃縮的加熱溫度為65-125℃，壓力為0.05-0.25Mpa。
5.一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，包括：BOE廢液與堿反應(yīng)，生成氟化鹽溶液和氨水；高溫蒸出氨氣，并將所述氨氣吸收為濃氨水(NH3≥20-25wt％)；所述濃氨水經(jīng)過(guò)高溫高壓蒸氨，得到NH3≥99.0％的液氨；所述液氨中的一部分返回與所述BOE廢液反應(yīng)；另一部分液氨精制得到超純氨水；所述氟化鹽溶液經(jīng)過(guò)第一雙極膜電滲析膜組分解為氫氟酸稀液和稀堿液；所述稀堿液加熱濃縮為濃堿液和廢水，所述濃堿液返回與所述BOE廢液反應(yīng)；所述氫氟酸稀液蒸餾濃縮為濃氫氟酸和廢水；所述濃氫氟酸與濃硫酸混合，得到氟化氫氣體和稀硫酸；冷凝所述氟化氫氣體并精制，得到超純氫氟酸；所述稀硫酸經(jīng)過(guò)第二雙極膜電滲析膜組得到超純稀硫酸和廢液；濃縮所述超純稀硫酸得到超純濃硫酸和廢水；所述超純濃硫酸返回與所述濃氫氟酸混合回用；所述超純氫氟酸與所述超純氨水配制為BOE原液回到半導(dǎo)體產(chǎn)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鉀或/和氫氧化鈉；所述氟化鹽為氟化鉀或/和氟化鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述第一或第二雙極膜電滲析膜組的電極液為氫氧化鉀或/和氫氧化鈉溶液，濃度0.5-1.5mol/L；所述雙極膜電滲析的電流密度為600-950A/M2；所述氫氟酸稀液的濃度為2-6mol/L，所述稀堿液濃度為1-5mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BOE廢液在線再生的方法，其特征在于，所述氟化鹽溶液進(jìn)入第一雙極膜電滲析時(shí)的濃度為10-25wt％，當(dāng)經(jīng)過(guò)電滲析分解后，溶液濃度降低至5-10wt％時(shí)，從第一雙極膜電滲析膜組輸出，濃縮至10-25wt％后，重新返回第一雙極膜電滲析膜組。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種BOE廢液在線再生的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中BOE廢液處理難以及無(wú)法再回到生產(chǎn)線的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種BOE廢液在線再生的方法，包括：
BOE廢液與氨反應(yīng)，生成氟化銨溶液；所述氨濃度為NH3≥20％-99.9％；
所述氟化銨溶液配制為濃度5-25wt％，經(jīng)過(guò)第一雙極膜電滲析膜組分解為氫氟酸稀液和稀氨水；
所述稀氨水經(jīng)過(guò)汽提蒸出氨氣，并將所述氨氣吸收為濃氨水(NH3≥20-25wt％)；所述濃氨水經(jīng)過(guò)高溫高壓蒸氨，得到NH3≥99.0％的液氨；所述液氨中的一部分返回與所述BOE廢液反應(yīng)；另一部分液氨精制得到超純氨水；
所述氫氟酸稀液經(jīng)過(guò)蒸餾濃縮，得到濃氫氟酸；所述濃氫氟酸與濃硫酸混合，得到氟化氫氣體和稀硫酸；冷凝所述氟化氫氣體并精制，得到超純氫氟酸；
所述稀硫酸經(jīng)過(guò)第二雙極膜電滲析膜組得到超純稀硫酸和廢液；濃縮所述超純稀硫酸得到超純濃硫酸和廢水；所述超純濃硫酸返回與所述濃氫氟酸混合回用；
所述超純氫氟酸與所述超純氨水配制為BOE原液回到半導(dǎo)體產(chǎn)線。
在一些實(shí)施例中，所述第一雙極膜電滲析膜組或第二雙極膜電滲析膜組的電極液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，濃度0.5-1.5mol/L；所述雙極膜電滲析的電流密度為650-900A/M2；所述氫氟酸稀液的濃度為2-6mol/L，所述稀氨水濃度為1-5mol/L。
在一些實(shí)施例中，所述氟化銨溶液進(jìn)入第一雙極膜電滲析膜組時(shí)的濃度為10-25wt％；當(dāng)經(jīng)過(guò)電滲析分解后，氟化銨溶液濃度降低至5-10wt％時(shí)，從雙極膜電滲析膜組輸出，濃縮至10-25wt％后，重新返回第一雙極膜電滲析膜組。
在一些實(shí)施例中，所述氫氟酸稀液經(jīng)過(guò)蒸餾濃縮，得到濃度為25-35wt％的濃氫氟酸；蒸餾濃縮的加熱溫度為65-125℃，壓力為0.05-0.25Mpa。
本發(fā)明還提出了第二種BOE廢液再生的方法，即：
一種BOE廢液在線再生的方法，包括：
BOE廢液與堿反應(yīng)，生成氟化鹽溶液和氨水；
高溫蒸出氨氣，并將所述氨氣吸收為濃氨水(NH3≥20-25wt％)；所述濃氨水經(jīng)過(guò)高溫高壓蒸氨，得到NH3≥
99.0％的液氨；所述液氨中的一部分返回與所述BOE廢液反應(yīng)；另一部分液氨精制得到超純氨水；
所述氟化鹽溶液經(jīng)過(guò)第一雙極膜電滲析膜組分解為氫氟酸稀液和稀堿液；
所述稀堿液加熱濃縮為濃堿液和廢水，所述濃堿液返回與所述BOE廢液反應(yīng)；
所述氫氟酸稀液蒸餾濃縮為濃氫氟酸和廢水；所述濃氫氟酸與濃硫酸混合，得到氟化氫氣體和稀硫酸；冷凝所述氟化氫氣體并精制，得到超純氫氟酸；
所述稀硫酸經(jīng)過(guò)第二雙極膜電滲析膜組得到超純稀硫酸和廢液；濃縮所述超純稀硫酸得到超純濃硫酸和廢水；所述超純濃硫酸返回與所述濃氫氟酸混合回用；
所述超純氫氟酸與所述超純氨水配制為BOE原液回到半導(dǎo)體產(chǎn)線。
在一些實(shí)施例中，所述堿為氫氧化鉀或/和氫氧化鈉；所述氟化鹽為氟化鉀或/和氟化鈉。
在一些實(shí)施例中，所述第一或第二雙極膜電滲析膜組的電極液為氫氧化鉀或/和氫氧化鈉溶液，濃度0.5-1.5mol/L；所述雙極膜電滲析的電流密度為600-950A/M2；所述氫氟酸稀液的濃度為2-6mol/L，所述稀堿液濃度為1-5mol/L。
在一些實(shí)施例中，所述氟化鹽溶液進(jìn)入雙極膜電滲析時(shí)的濃度為10-25wt％，當(dāng)經(jīng)過(guò)電滲析分解后，溶液濃度降低至5-10wt％時(shí)，從第一雙極膜電滲析膜組輸出，濃縮至10-25wt％后，重新返回第一雙極膜電滲析膜組。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明以BOE廢液為起始原料，經(jīng)過(guò)一系列處理后得到再生的BOE蝕刻液，該BOE蝕刻液可回到半導(dǎo)體產(chǎn)線，半導(dǎo)體工廠就不再需要支付費(fèi)用委外處理BOE廢液，也可大大減低采購(gòu)BOE蝕刻液的成本，不僅節(jié)省了BOE廢液和BOE蝕刻液的運(yùn)輸成本，還可以使有效氟資源和氨資源得到全面的循環(huán)利用，是利國(guó)利民的好事。同時(shí)該過(guò)程中堿液、濃硫酸都進(jìn)行了循環(huán)利用，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，綠色環(huán)保的價(jià)值取向，適合工業(yè)化推廣應(yīng)用。
(2)本發(fā)明的流程設(shè)計(jì)合理，節(jié)能，環(huán)保；同時(shí)，其中的電滲析模塊的小循環(huán)又能提高效率。
（發(fā)明人：周貞鋒;應(yīng)悅;應(yīng)盛榮;姜戰(zhàn);聞濤）
