研磨材料再生方法技术

本发明专利技术从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中得到高纯度的再生研磨材料。研磨材料是选自氧化铈、金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铝-氧化锆以及氧化锆中的至少一种，且经由下述工序A～D从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中再生研磨材料，即，回收包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料的浆料回收工序A，该使用过的研磨材料是对主成分为硅的被研磨物3进行研磨得到的；调整回收得到的研磨材料浆料的pH使得pH为7～10的pH调整工序B；向调整过pH的研磨材料浆料中添加作为无机盐的含碱土金属元素的金属盐，使研磨材料凝聚，从母液分离研磨材料并进行浓缩的分离浓缩工序C；将分离浓缩了的研磨材料固液分离并回收的研磨材料回收工序D。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨材料再生方法
本专利技术涉及一种研磨材料再生方法。
技术介绍
作为在玻璃光学元件、玻璃基板、半导体设备的制造工序中进行精密研磨的研磨材料，目前使用以氧化铈为主成分，并向其中加入氧化镧，氧化钕，氧化镨等而形成的稀土元素氧化物。作为其他的研磨材料，可以列举金刚石、氧化铁、氧化铝、氧化锆、胶体二氧化硅等。通常，在研磨材料的主要构成元素中，包含由日本国内不出产的矿物得到的材料，一部分依赖进口资源，且大多材料价格昂贵。因此，对于含有使用过的研磨材料的研磨材料废液，需要在技术上对应资源的再利用化。通常，作为在各种产业领域中产生的含有悬浮微粒的废水的处理方法，目前如下处理：使用中和剂、无机凝聚剂或高分子凝聚剂等将悬浮微粒凝聚分离，然后排放处理水，凝聚分离得到的污泥通过焚烧等方法进行废弃处理。另外，含使用过的研磨材料的废液中混入了在研磨工序中大量产生的被研磨成分，例如光学玻璃屑等。通常难以将该废液中所含的研磨材料成分和被研磨成分有效地分离，因此，现状是，研磨材料废液大多情况下在使用过后被废弃，在废弃成本方面存在问题。因此，近年来，高效地回收及再利用研磨材料的主要构成元素来实现稀有且价值高的元素的资源节约化成为重要的问题。关于研磨材料成分的回收方法，已经公开了回收胶体二氧化硅类的研磨材料的方法，即，在镁离子的存在下，向研磨材料废液中添加碱将pH值调整到10以上，由此进行凝聚处理来回收研磨材料的方法(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-254659号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1的方法中，当使用主成分为氧化铈的研磨材料，以主成分为硅的玻璃等作为研磨对象时，如果在包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料的pH为10以上的条件下添加氯化镁等添加剂，则研磨材料成分与玻璃成分共同凝聚，导致得到的再生研磨材料的纯度降低。其原因是，在pH超过10的范围下，被研磨物即玻璃成分的凝聚性提高，加入添加剂时，其比研磨材料成分更容易凝聚。本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种研磨材料再生方法，其可以从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中得到高纯度的再生研磨材料。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的所述技术问题可通过下述方案来解决：1、一种研磨材料再生方法，其从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中再生研磨材料，该使用过的研磨材料是对主成分为硅的被研磨物进行研磨而得到的，该研磨材料是选自下述研磨材料组中的至少一种，并且，该方法经由下述工序A～D再生研磨材料，工序A：回收包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料的浆料回收工序A；工序B：调整该回收得到的研磨材料浆料的pH使得其在换算成25℃下的pH为7～10的pH调整工序B；工序C：向该调整过pH的研磨材料浆料中添加作为无机盐的含碱土金属元素的金属盐，使研磨材料凝聚，从母液中分离出该研磨材料并进行浓缩的分离浓缩工序C；工序D：对该分离并浓缩后的研磨材料进行固液分离并且回收的研磨材料回收工序D，研磨材料组：氧化铈、金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铝-氧化锆、氧化锆。2、第二项的专利技术涉及第一项所述的研磨材料再生方法，其中，所述pH调整工序B中，调整该回收得到的研磨材料浆料的pH使得其在换算成25℃下的pH为7.8～9.5。3、第三项的专利技术涉及第一项或第二项所述的研磨材料再生方法，其中，所述分离浓缩工序C中使用的含碱土金属元素的金属盐为镁盐。4、第四项的专利技术涉及第一项至第三项中任意一项所述的研磨材料再生方法，其中，所述研磨材料回收工序D中，研磨材料的回收方法是采用自然沉降进行的倾析分离法。5、第五项的专利技术涉及第一项至第四项中任意一项所述的研磨材料再生方法，其中，在所述研磨材料回收工序D之后，还包括工序E：对所述回收得到的研磨材料的粒径进行调整的粒径控制工序E。专利技术效果利用本专利技术的上述方法，可以从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中得到高纯度的再生研磨材料。附图说明图1是表示本专利技术的研磨材料再生方法基本工序流程的一个例子的示意图。具体实施方式下面，对本专利技术的构成要素及用于实施本专利技术的实施方式、实施方案进行详细的说明。需要说明的是，在以下的说明中示出的“～”的意义是包含其前后所记载的数值作为下限值及上限值。下面，对已有的研磨材料，本专利技术的研磨材料再生方法及构成技术的详细内容进行说明。〔研磨材料〕通常，作为光学玻璃或半导体基板等的研磨材料，使用将氧化铁红(αFe2O3)、氧化铈、氧化铝、氧化锰、氧化锆、胶体二氧化硅等微粒分散在水或油中制成浆料状而得到的材料，而本专利技术的研磨材料再生方法的特征在于，适用于回收选自氧化铈、金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铝-氧化锆及氧化锆的至少1种研磨材料，这些材料可以适用于在半导体基板的表面或玻璃的研磨加工中为了高精度地维持平坦性，同时得到充分的加工速度而通过物理作用和化学作用这两者进行研磨的化学机械研磨(CMP)。另外，作为研磨材料所使用的氧化铈(例如，C.I.Kasei公司制造，TechnoRise公司制造，和光纯药公司制造等)，大多使用将被称为氟碳铈镧矿且含有大量稀土元素的矿石进行烧成后粉碎而成的材料而非纯粹的氧化铈。氧化铈为主要成分，作为其它的成分，还含有镧、钕和镨等稀土元素，除氧化物以外，有时还含有氟化物等。下面使用氧化铈作为所使用的研磨材料进行举例说明，但并不仅限于此例。本专利技术中所使用的研磨材料对于其成分及形状没有特别限定，可以使用通常作为研磨材料而销售的材料，在研磨材料含量为50质量％以上的情况下，效果明显，优选。下面用图说明本专利技术的研磨材料再生方法整体的工序流程。图1是表示本专利技术的研磨材料再生方法基本工序流程的一个例子的示意图。本专利技术中，将在图1所示的浆料回收工序A之前进行的研磨工序中使用的使用过的研磨材料进行再生得到再生研磨材料。在对研磨材料的再生方法进行说明之前，对采用研磨材料进行的研磨工序进行说明。〔研磨工序〕以玻璃基板的研磨为例，研磨工序通常由制备研磨材料浆料、研磨加工及研磨部的清洗构成一个的工序。在图1所示的研磨工序的整体流程中，研磨机1具有研磨平台2，该研磨平台2可旋转，所述研磨平台2贴附有由无纺布、合成树脂泡沫、合成皮革等构成的砂布K。研磨作业时，使用保持具H将主成分为硅的被研磨物(例如，光学玻璃、信息记录介质用玻璃基板、硅片等)3以指定的挤压力N按压在上述研磨平台2上，并且使研磨平台2旋转。同时，从浆料喷嘴5中经由泵P供给预先制备的研磨材料液4(研磨材料浆料)。使用过的研磨材料液4(含有使用过的研磨材料的研磨材料浆料)通过流路6贮存在浆料槽T1中，在研磨机1和浆料槽T1之间反复循环。另外，用于清洗研磨机1的清洗水7积存于清洗水贮存槽T2，由清洗水喷射喷嘴8喷射至研磨部后进行清洗，制成包含研磨材料的清洗液10(含有使用过的研磨材料的研磨材料浆料)，再经由泵通过流路9，之后积存于清洗液贮存槽T3。该清洗液贮存槽T3是用于积存在清洗(冲洗)中使用后的清洗水的槽。为了防止沉淀、凝聚，使用搅拌桨经常对该清洗液贮存槽T3中进行搅拌。另外，在研磨中产生并积存在浆料槽T1中之后被循环使用的研磨材料液4、和积存于清洗液贮存槽T3的清洗液10均呈现含有研磨材料粒子并且还含有从被研磨的被研磨物3上刮落下来的来自被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨材料再生方法，其从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中再生研磨材料，该使用过的研磨材料是对主成分为硅的被研磨物进行研磨而得到的，该研磨材料是选自下述研磨材料组中的至少一种，并且，该方法经由下述工序A～D再生研磨材料，工序A：回收包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料的浆料回收工序A；工序B：调整该回收得到的研磨材料浆料的pH使得其换算成25℃下的pH为7～10的pH调整工序B；工序C：向该调整过pH的研磨材料浆料中添加作为无机盐的含碱土金属元素的金属盐，使研磨材料凝聚，从母液中分离出该研磨材料并进行浓缩的分离浓缩工序C；工序D：对该分离并浓缩后的研磨材料进行固液分离并进行回收的研磨材料回收工序D，研磨材料组：氧化铈、金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铝‑氧化锆、氧化锆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 JP 2012-1648211.一种研磨材料再生方法，其从包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料中再生研磨材料，该使用过的研磨材料是对主成分为硅的被研磨物进行研磨而得到的，该研磨材料是选自下述研磨材料组中的至少一种，并且，该方法经由下述工序A～D再生研磨材料，工序A：回收包含使用过的研磨材料的研磨材料浆料的浆料回收工序A；工序B：调整该回收得到的研磨材料浆料的pH使得其换算成25℃下的pH为7～10的pH调整工序B；工序C：向该调整过pH的研磨材料浆料中添加作为无机盐的含碱土金属元素的金属盐，使研磨材料凝聚，从母液中分离出该研磨材料并进行浓缩的分离浓缩工序C；工序D：对该分离并浓缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井佑树，前泽明弘，乾智惠，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP