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(guò)程中，國(guó)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(guò)程中均勻分散，及時(shí)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(guò)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(guò)氫鍵吸附在碳化硅顆粒表面，另一端伸向遠(yuǎn)處，吸附另外一顆碳化硅顆粒，形成空間位阻作用，從而達(dá)到分散碳化硅的目的。由于水分子為強(qiáng)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(duì)碳化硅顆粒的吸附量就會(huì)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(tuán)聚，進(jìn)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(guò)程對(duì)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(wú)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(chǔ)藏容器密封不好，切削液的含水率會(huì)增加。目前在切削液的生產(chǎn)或回收企業(yè)中，針對(duì)水分的上升，除了重新減壓蒸餾，沒(méi)有更好、更簡(jiǎn)便的方法，這樣做的缺點(diǎn)是:1.減壓蒸餾是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，多次減壓蒸餾，回收液的主要成分和組分會(huì)發(fā)生變化，從而影響切削液的使用效果；2.多次進(jìn)行減壓蒸餾，能耗升高，企業(yè)的成本會(huì)上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)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(guò)進(jìn)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(jìn)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(shí)，向干燥裝置中通入溫度為120°C的熱干空氣對(duì)干燥劑進(jìn)行干燥再生。
[0010]通過(guò)控制干燥劑的量和/離心泵的流量來(lái)得到不同含水率的切削液。
[0011]所述裝置由進(jìn)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(jìn)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(lái)考察干燥劑的吸附程度，通過(guò)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(pán)式或堰槽式。
[0015]本發(fā)明具有裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、脫水效果好、分子篩可反復(fù)再生使用、再生處理簡(jiǎn)單、降低企業(yè)成本、減少能耗等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例一
[0017]用直徑0.5米、長(zhǎng)度1.6米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長(zhǎng)度為1.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)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(shí)，對(duì)分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進(jìn)行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對(duì)切削液進(jìn)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(shí)施例二
[0020]用直徑0.8米、長(zhǎng)度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長(zhǎng)度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)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(shí)，對(duì)分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進(jìn)行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對(duì)切削液進(jìn)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(shí)施例三
[0023]用直徑0.8米、長(zhǎng)度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長(zhǎng)度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)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(shí)，對(duì)分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進(jìn)行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對(duì)切削液進(jìn)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(shí)施例四
[0026]用直徑0.8米、長(zhǎng)度3.0米的干燥裝置，內(nèi)部裝滿長(zhǎng)度為2.0米的4A分子篩，在分子篩中均勻混入質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)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(shí)，對(duì)分子篩和硅膠用120°C的熱干空氣進(jìn)行干燥再生20min。再生后的分子篩和硅膠重新作為干燥劑對(duì)切削液進(jìn)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(xiàng)】
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(guò)進(jìn)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(guò)控制所述離心泵的流量和/干燥劑的量來(lái)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(shí)，向干燥裝置中通入溫度為120°C的熱干空氣對(duì)干燥劑進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(pán)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(jìn)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(jìn)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(shí)，向干燥裝置中通入溫度為120℃的熱干空氣對(duì)干燥劑進(jìn)行干燥再生處理。本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)便、裝置簡(jiǎn)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(diǎn)。
【IPC分類】C10M177/00, C10M175/00, B01D15/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105214338
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410285851
【發(fā)明人】曾憲偉
【申請(qǐng)人】江蘇華研精粹新能源有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年6月14日