本发明涉及废液处理，具体涉及一种单晶硅片用二氧化硅抛光废液的处理方法与应用。
背景技术：
1、材料表面的加工精度是衡量一个国家超精密加工的关键指标，会对微电子技术的集成度和可靠性、导弹射程偏差、计算机硬盘存储等造成直接影响。化学机械抛光(cmp)技术是目前在半导体工业中唯一能够实现全局平坦化的技术。在化学机械抛光制成中，抛光液对晶圆表面质量的影响至关重要，同时也是核心耗材。抛光液主要由包括磨料、ph调节剂、氧化剂、分散剂、表面活性剂和去离子水，磨料在抛光液中分散均匀且稳定，抛光晶圆后仍难以与水分离，若直接作为废水处理不仅不符合国家标准，而且处理成本较高。
2、一般二氧化硅抛光废液具有良好的化学稳定性，常规絮凝剂及絮凝方法难以使其有效沉降。随着集成电路产业的发展，半导体企业对抛光液的需求量和使用量将进一步增大，因此研究如何低成本处理二氧化硅抛光废液具有重要意义。现阶段已有学者对如何处理二氧化硅抛光废液进行了研究，并取得了一定的成果。
3、专利cn112919559a公开了一种二氧化硅抛光废液处理剂的配方，该方法处理对象不明确，不能有针对性地对废水中的物质进行处理；专利cn215470448u和专利cn108002393a都公开了一种抛光废液回收利用的方法或装置，通过浓缩、分离、稀释等操作实现对抛光废液的回收处理，但这两种方法使用设备较多，流程繁琐且操作复杂；专利cn106006848a公开了一种蓝宝石晶体抛光废液的处理方法，该方法主要是通过电化学处理，调节溶液ph值、控制直流电源的电压和电流来处理蓝宝石抛光废液，但操作时流程复杂，且不适用于大批量的废液处理。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种单晶硅片用二氧化硅抛光废液的处理方法，是采用化学和物理方法来处理二氧化硅抛光废液。首先将回收的二氧化硅抛光废液进行过滤，能将大颗粒硅微粉与其它物质进行分离，便于二氧化硅胶体能更好的沉降下来；然后通过改变二氧化硅胶体的稳定性使其发生团聚现象，待废液中的沉淀物与水分层后进行过滤，处理完的废水其悬浮物符合国家排污标准可直接排放，沉淀物可作为固废进行处理，具有处理量大、操作方法简单等优点。
2、本发明解决该技术问题所采用的技术方案为：单晶硅片用二氧化硅抛光废液的处理方法，步骤如下：
3、(1)将抛光废液进行过滤；
4、(2)将处理剂按一定比例与过滤后的抛光废液进行混合；
5、(3)静置一段时间，通过过滤可将固液分离。
6、在本发明所提供的处理二氧化硅抛光废液的方法，所用的废液通常指单晶硅片的抛光废液，其组成一般5-25％二氧化硅、1-5％硅微粉、少量的金属离子和水。
7、在本发明一些实施例中，所述步骤(1)中，可选择pp材质、孔径大小为0.1-1μm的滤膜，采用过滤的方法将硅微粉与其他组分进行分离。
8、在本发明一些实施例中，所述步骤(2)中，所述的处理剂包括如下组分：无机盐5-30％、0.1-2％螯合剂、醇醚类物质改性表面活性剂0.1-0.5％、消泡剂0.001-0.1％、余量为去离子水。
9、在本发明一些实施例中，所述步骤(2)中，所述无机盐的质量百分含量为5-8％，选自硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等中的一种或几种。
10、在本发明一些实施例中，所述步骤(2)中，所述螯合剂的质量百分含量为0.5-1.5％，选自醋酸、柠檬酸、酒石酸、2-磷酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉磷酸等中的一种或几种。
11、在本发明一些实施例中，所述步骤2)中，所述醇醚类物质改性的表面活性剂的质量百分含量为0.2-0.4％，所述醇醚类物质改性表面活性剂的合成，是在碱性条件下，以三甲基溴化铵和烷基缩水甘油醚为原料，添加醇醚类物质后一定温度下进行搅拌、结晶后得到。
12、用于改性表面活性剂的醇醚类物质选自二乙烯基醚、以及乙烯基醚、二乙二醇丁醚和乙二醇丁醚、乙二醇甲醚中的一种或几种。
13、在本发明一些实施例中，所述步骤2)中，所述用于改性表面活性剂的烷基缩水甘油酯，选自碳链长度为8、12、14、16等中的一种或几种，醇醚类物质与烷基缩水甘油酯的质量比为1-10。
14、在本发明一些实施例中，所述步骤2)中，所述消泡剂的质量百分含量为0.005-0.05％，选自聚醚消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或几种，实现泡沫的消失。
15、在本发明一些实施例中，所述步骤2)中，所诉聚醚消泡剂选自gp型甘油聚醚、gpe型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、gpes硬脂酸酯消泡剂中的一种或几种；所诉有机硅消泡剂选自硅油乳液型消泡剂、固体型消泡剂中的一种或几种。
16、在本发明一些实施例中，所述步骤2)中，将无机盐、螯合剂、醇醚类物质改性的表面活性剂和消泡剂按比例依次加入到水中，完全溶解后得到处理剂。
17、在本发明一些实施例中，所述步骤3)是将步骤2)中配置的处理剂加入到步骤1)的抛光废液中，按重量比加入，处理剂：二氧化硅抛光废液＝1:5-10，搅拌均匀后静置1-2h，待沉淀物与水完全分层后，进行步骤4)，将沉淀物过滤出来(采用pp材质，孔径大小为0.1-1μm的滤膜)，得到处理后的废水，所述处理后的废水悬浮物指标符合国家污水二级排放标准，总金属离子含量小于50mg/l。
18、本发明发现步骤(1)中的抛光废液的主要成分为二氧化硅，属于纳米级的二氧化硅颗粒，能稳定悬浮在水中，且胶体表面带负电。本专利中无机盐的增加能改变二氧化硅胶体的稳定性；改性后的阳离子表面活性剂，能减弱亲水基端的作用，降低气液界面阳离子的浓度，加强表面活性剂的聚集，能进一步促进水溶液中胶体颗粒的团聚和沉降；螯合剂一方面能降低废水中金属离子的含量，另一方面能减少也阳离子表面活性剂亲水端的相互排斥，使其聚集成大分子，加快二氧化硅胶体的沉降；消泡剂主要用于消除溶液中的泡沫。几种物质的协同作用，使得硅溶胶颗粒失去稳定性，产生凝胶或者沉淀，从而达到固液分离的效果。得到的废水中悬浮物指标符合国家排污标准，总金属离子含量少，沉淀物中主要成分为二氧化硅，可当一般固废处理，解决了二氧化硅抛光液废液多、处理成本高等问题。
1.一种单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，包括：
2.根据权利要求1所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，二氧化硅废液中的组分包括5-25％二氧化硅、1-5％硅微粉、少量的金属离子和水。
3.根据权利要求1所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，步骤(1)过滤所选用滤膜孔径为0.1-1μm。
4.根据权利要求1所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述处理剂包括如下组分：无机盐5-30％、0.1-2％螯合剂、醇醚类物质改性表面活性剂0.1-0.5％、消泡剂0.001-0.1％、余量为去离子水。
5.根据权利要求4所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，所述无机盐选自硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化钙或氯化镁中的一种或几种；所述螯合剂选自醋酸、柠檬酸、酒石酸、丙二酸、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸中有机羧酸中的一种或几种；和/或者选自2-磷酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉磷酸有机磷酸中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，所述醇醚类物质改性表面活性剂，是在碱性条件下，以三甲基溴化铵和烷基缩水甘油醚为原料，添加醇醚类物质后一定温度下进行搅拌、结晶后得到。
7.根据权利要求6所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，所述醇醚类物质选自二乙烯基醚、以及乙烯基醚、二乙二醇丁醚和乙二醇丁醚、乙二醇甲醚中的一种或几种；所述烷基缩水甘油酯，选自碳链长度为8、12、14、16中的一种或几种；所述的醇醚类物质与烷基缩水甘油酯的质量比为1-10。
8.根据权利要求4所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，所述消泡剂选自聚醚消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，在持续搅拌的条件下，依次加入无机盐、螯合剂、改性后的表面活性剂和消泡剂，将各组分与水混合到完全溶解，配置处理剂。
10.根据权利要求1所述的单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理方法，其特征在于，把处理剂加入经过过滤后的二氧化硅抛光废液中，按重量比处理剂：过滤后的二氧化硅抛光废液＝1:5-10，搅拌均匀后静置1-2h，待沉淀物与水完全分层后，在将沉淀物过滤出来，得到处理后的废水，即实现单晶硅片用二氧化硅抛光废液处理。
