一種去除單多晶硅切削液中微量水分的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除單多晶硅切削液中微量水分的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在單、多晶硅的加工過程中，國際上通常使用線切割設(shè)備將硅棒切割成不同直徑和厚度的片材。切割中使用高硬度的碳化硅微粉作為主要的切削介質(zhì)，為使碳化硅微粉在切削過程中均勻分散，及時帶走切削產(chǎn)生的巨大摩擦熱，通常需要將碳化硅微粉按照一定比例加入到切削液中，配置成均勻、穩(wěn)定、分散性好的砂漿用于硅片的切割。
[0003]切削液的主要成分為聚乙二醇，在線切割過程中，要求切削液要有合適的粘度、流變性和分散性，才能使碳化硅顆粒在其中穩(wěn)定分散，從而防止顆粒粘結(jié)，避免在硅片表面形成短粗的淺劃線，造成硅片損傷；切削液也要有一定的帶砂能力，才能保證有足夠的切削力，提高硅片的切割效率。
[0004]切削液的一端通過氫鍵吸附在碳化硅顆粒表面，另一端伸向遠處，吸附另外一顆碳化硅顆粒，形成空間位阻作用，從而達到分散碳化硅的目的。由于水分子為強極性分子，更容易和切削液之間形成氫鍵。在切削液的量一定的情況下，如果切削液的氫鍵有一部分被水分子占據(jù)了，那么對碳化硅顆粒的吸附量就會減少，造成砂漿的懸浮能力不足，出現(xiàn)碳化硅顆粒大量沉積、團聚，進而影響硅片切割的穩(wěn)定性、效率和硅片的切割質(zhì)量。因此，硅棒切割過程對切削液的含水率要求較高。
[0005]切削液的含水率一般要小于0.5%，可是由于切削液與水無限互溶，極易吸水(切削液在濕度為80%的空氣中靜置12h，含水率上升約1-3% )，在濕度較大的環(huán)境中，如果切削液的儲藏容器密封不好，切削液的含水率會增加。目前在切削液的生產(chǎn)或回收企業(yè)中，針對水分的上升，除了重新減壓蒸餾，沒有更好、更簡便的方法，這樣做的缺點是:1.減壓蒸餾是一個動態(tài)平衡過程，多次減壓蒸餾，回收液的主要成分和組分會發(fā)生變化，從而影響切削液的使用效果；2.多次進行減壓蒸餾，能耗升高，企業(yè)的成本會上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種簡單、有效地去除單多晶硅切削液中微量水分的方法及其裝置。
[0007]—種去除單多晶硅切削液中微量水分的方法，步驟如下:
[0008]將含有微量水分的切削液用離心泵通過進料管送入內(nèi)裝干燥劑的干燥裝置，切削液與干燥裝置中的干燥劑進行充分交換后，從出料管排出含水率合格的切削液，所述干燥劑為分子篩或氧化鋁微球中混入少量變色硅膠。
[0009]該方法還包括干燥劑再生步驟，當(dāng)干燥劑中的變色硅膠徹底變?yōu)榧t色時，向干燥裝置中通入溫度為120°C的熱干空氣對干燥劑進行干燥再生。
[0010]通過控制干燥劑的量和/離心泵的流量來得到不同含水率的切削液。
[0011]所述裝置由進料管、干燥裝置和出料管組成，其中干燥裝置由殼體、干燥劑和液體分布器組成，所述殼體上設(shè)有視窗且其內(nèi)裝有干燥劑和液體分布器，所述進料管和出料管分別與干燥裝置的兩端相連接，所述干燥劑為分子篩或氧化鋁微球中混入少量變色硅膠。
[0012]用變色硅膠做指示劑來考察干燥劑的吸附程度，通過液體分布器使切削液在干燥裝置中均勻分布。
[0013]所述殼體為耐腐蝕不銹鋼管或玻璃鋼管。
[0014]所述液體分布器為堰盤式或堰槽式。
[0015]本發(fā)明具有裝置簡單、操作簡便、脫水效果好、分子篩可反復(fù)再生使用、再生處理簡單、降低企業(yè)成本、減少能耗等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0016]實施例一
[0017]用直徑0.5米、長度1.6米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長度為1.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分數(shù)為5%的變色硅膠。將含水率為0.8%的切削液從干燥裝置的進料口用離心泵打入，離心泵的流量為10m3/h，從出料口得到含水率0.37%的切削液。
[0018]當(dāng)分子篩中間位置的硅膠徹底變?yōu)榧t色時，對分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對切削液進行脫水干燥，在同樣的條件下，從出料口得到的切削液的含水率為0.38%。
[0019]實施例二
[0020]用直徑0.8米、長度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分數(shù)為5%的變色硅膠。將含水率為0.8%的切削液從干燥裝置的進料口用離心泵打入，離心泵的流量為10m3/h，從出料口得到含水率0.29%的切削液。
[0021]當(dāng)分子篩中間位置的硅膠徹底變?yōu)榧t色時，對分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對切削液進行脫水干燥，在同樣的條件下，從出料口得到的切削液的含水率為0.29%。
[0022]實施例三
[0023]用直徑0.8米、長度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分數(shù)為5%的變色硅膠。將含水率為1.2%的切削液從干燥裝置的進料口用離心泵打入，離心泵的流量為10m3/h，從出料口得到含水率0.32%的切削液。
[0024]當(dāng)分子篩中間位置的硅膠徹底變?yōu)榧t色時，對分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對切削液進行脫水干燥，在同樣的條件下，從出料口得到的切削液的含水率為0.32%。
[0025]實施例四
[0026]用直徑0.8米、長度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分數(shù)為5%的變色硅膠。將含水率為1.2%的切削液從干燥裝置的進料口用離心泵打入，離心泵的流量為20m3/h，從出料口得到含水率0.36%的切削液。
[0027]當(dāng)分子篩中間位置的硅膠徹底變?yōu)榧t色時，對分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對切削液進行脫水干燥，在同樣的條件下，從出料口得到的切削液的含水率為0.37%。
【主權(quán)項】
1.一種去除單多晶硅切削液中微量水分的方法，其特征在于:將含有微量水分的切削液用離心泵通過進料管送入裝有干燥劑的干燥裝置后經(jīng)出料管排出，其中所述干燥劑為分子篩或氧化鋁微球中混入少量變色硅膠。2.如權(quán)利要求1所述的去除單多晶硅切削液中微量水分的方法，其特征在于:通過控制所述離心泵的流量和/干燥劑的量來獲得含水率不同的切削液。3.如權(quán)利要求1所述的去除單多晶硅切削液中微量水分的方法，其特征在于:該方法中還包括干燥劑再生步驟，當(dāng)干燥劑中的變色硅膠徹底變?yōu)榧t色時，向干燥裝置中通入溫度為120°C的熱干空氣對干燥劑進行干燥再生。4.一種去除單多晶硅切削液中微量水分的裝置，其特征在于:所述裝置由進料管、干燥裝置和出料管組成，其中干燥裝置由殼體、干燥劑和液體分布器組成，所述殼體上設(shè)有視窗且內(nèi)裝有干燥劑和液體分布器，所述進料管和出料管分別與干燥裝置的兩端相連接，所述干燥劑為分子篩或氧化鋁微球中混入少量變色硅膠。5.如權(quán)利要求4所述的去除單多晶硅切削液中微量水分的裝置，其特征在于:所述殼體為耐腐蝕不銹鋼管或玻璃鋼管。6.如權(quán)利要求4或5所述的去除單多晶硅切削液中微量水分的裝置，其特征在于:所述液體分布器為堰盤式或堰槽式。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種去除單多晶硅切削液中微量水分的方法和裝置，利用離心泵將含有微量水分的切削液從進料管送入內(nèi)裝干燥劑的干燥裝置，切削液與干燥裝置中的干燥劑進行充分交換后，從出料管排出含水率合格的切削液，所述干燥劑為分子篩或氧化鋁微球中混入少量變色硅膠，當(dāng)變色硅膠徹底變?yōu)榧t色時，向干燥裝置中通入溫度為120℃的熱干空氣對干燥劑進行干燥再生處理。本發(fā)明具有方法簡便、裝置簡單、脫水效果好、干燥劑可反復(fù)再生使用、降低企業(yè)能耗等優(yōu)點。
【IPC分類】C10M177/00, C10M175/00, B01D15/08
【公開號】CN105214338
【申請?zhí)枴緾N201410285851
【發(fā)明人】曾憲偉
【申請人】江蘇華研精粹新能源有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年6月14日