一种废硫酸中双氧水的去除方法技术

本发明专利技术提供了一种废硫酸中双氧水的去除方法，包括：加热废硫酸溶液至30～60℃；向废硫酸溶液中加入金属离子催化剂，在30～60℃温度下反应；反应过程中氧气、酸雾引出进行废气处理，实时检测废硫酸溶液中过氧化氢的浓度；当过氧化氢的浓度≤50ppm时停止反应，将硫酸产品降温至室温后输出；或当过氧化氢的浓度＞50ppm时，对废硫酸溶液进行再处理，直至过氧化氢的浓度≤50ppm后停止反应，将硫酸产品降温至室温后输出。本发明专利技术的去除方法，可以降低过废硫酸溶液中过氧化氢分解反应的温度，实现过氧化氢在中低温(30～60℃)条件下快速分解，提高过氧化氢的分解效率，避免了操作过程中的安全隐患，降低废硫酸的处理成本。降低废硫酸的处理成本。降低废硫酸的处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种废硫酸中双氧水的去除方法


[0001]本专利技术属于危废领域，涉及废硫酸安全回收处理工艺领域，具体为一种废硫酸中双氧水的去除方法，其特别适用于半导体行业中电子硅晶片生产过程的清洗和蚀刻后副产废硫酸中双氧水的去除。

技术介绍

[0002]硫酸与过氧化氢按比例组成有强氧化性的清洗液，其能够去除具有耐酸耐氧特性的物体表面的杂质，例如半导体硅圆片在生产制造过程中，为了获得高质量、高产率的集成电路芯片，通常需要使用硫酸与过氧化氢按比例配置的SPM清洗液，清洗除去硅圆片表面的各种沾污物，SPM清洗液使用后形成含有过氧化氢的废硫酸。
[0003]废硫酸属于危险废物，其具有酸度高、腐蚀性强的化学性质，由于双氧水在强酸(硫酸)环境下稳定性差，其存在一定的安全风险，严重情况下甚至容易引发爆炸，因此含有双氧水的废硫酸需要回收处理，以提高硫酸纯度、去除双氧水(含量≤50ppm)，实现废硫酸安全可靠的再利用。
[0004]目前，废硫酸内过氧化氢大多是采用负压蒸发浓缩去除和常规单质金属氧化还原反应去除，采用蒸发浓缩去除双氧水，具有设备装置要求较高、工艺复杂及成本较高的问题；采用常规的单质金属氧化还原反应去除双氧水，处理过程中存在金属与硫酸反应性，容易引入大量金属杂质的问题，造成废酸中不溶性杂质含量高，造成硫酸中灰分指标超过的问题，影响废硫酸梯级再利用。
[0005]因此，有必要重新设计一种废硫酸中过氧化氢的去除方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决负压蒸发浓缩去除和常规金属催化反应去除废硫酸中过氧化氢时，存在的安全隐患及灰分超标的问题，设计了一种处理过程安全、处理效率高、产物质量高的废硫酸中双氧水的去除方法。
[0007]实现专利技术目的的技术方案如下：一种废硫酸中双氧水的去除方法，包括以下步骤：
[0008]S1、加热废硫酸溶液至30～60℃；
[0009]S2、搅拌硫酸溶液并向废硫酸溶液中加入金属离子催化剂，在30～60℃温度下进行反应；
[0010]S3、反应过程中，氧气、酸雾引出进行废气处理，并实时检测废硫酸溶液中过氧化氢的浓度；
[0011]S4、当废硫酸溶液中过氧化氢的浓度≤50ppm时停止反应，并将硫酸产品降温至室温后输出；
[0012]或当废硫酸溶液中过氧化氢的浓度＞50ppm时，对废硫酸溶液进行再处理，直至过氧化氢的浓度≤50ppm后停止反应，并将硫酸产品降温至室温后输出。
[0013]本专利技术通过对废硫酸中双氧水的去除方法进行改进，通过加入金属离子催化剂有
利于降低过废硫酸溶液中过氧化氢反应的温度，实现在中低温(30～60℃)条件下即可快速的使废硫酸溶液中过氧化氢快速的分解，提高过氧化氢的分解效率，能避免操作过程中的安全隐患，同时可降低废硫酸的处理成本。
[0014]进一步的，上述金属离子催化剂为二价铁离子催化剂。
[0015]优选的，废硫酸溶液的加热温度为40～50℃。
[0016]进一步的，上述金属离子催化剂加入废硫酸溶液的方式为：将金属离子催化剂配置为金属离子催化剂溶液，并将金属离子催化剂溶液以雾化形式喷入废硫酸溶液中或废硫酸溶液表面。
[0017]进一步的，上述废硫酸溶液的再处理方法为：
[0018]重复步骤S2至S3，直至废硫酸溶液中过氧化氢的浓度≤50ppm；
[0019]或向废硫酸溶液中加入非金属类还原剂，进行氧化还原反应去除废硫酸溶液中过氧化氢，至废硫酸溶液中过氧化氢的浓度≤50ppm。在上述去除方法的一个实施例中，在步骤S1中加热废硫酸溶液前，还包括废硫酸预处理步骤：过滤去除废硫酸溶液中不溶性杂质。
[0020]进一步的，废硫酸溶液采用碳化硅无机陶瓷膜进行过滤处理。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]1.通过对废硫酸中双氧水的去除方法进行改进，通过加入金属离子催化剂有利于降低废硫酸溶液中过氧化氢反应的温度，实现在中低温(30～60℃)条件下即可快速的使废硫酸溶液中过氧化氢快速的自分解，提高过氧化氢的分解效率，能避免操作过程中的安全隐患，同时可降低废硫酸的处理成本。
[0023]2.通过控制废硫酸处于中低温(30～60℃)条件下，通过对金属离子催化剂进行优化选择使用二价铁离子催化剂，一方面二价铁离子催化剂中二价铁离子可以与过氧化氢反应，消耗部分过氧化氢；另一方面当二价铁离子转换为三价铁离子时其仍然能够起到催化作用，不影响废硫酸中过氧化氢的去除；第三方面，选择使用二价铁离子催化剂时，其加入量比较小(每方废硫酸中二价铁离子催化剂的加入量约为50～100g)，其不会影响处理后获得的硫酸产品的灰分；第四方面，选用的二价铁离子催化剂在该浓度下不显色，加入到废硫酸溶液中，不会影响硫酸产品色泽。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为具体实施方式中一种废硫酸中双氧水的去除方法的流程图；
[0026]图2为具体实施方式中另一种废硫酸中双氧水的去除方法的流程图；
[0027]图3为具体实施方式中废硫酸中双氧水的去除系统的示意图；
[0028]其中，1.废硫酸储液罐；2.反应釜；3.硫酸产品储罐；4.金属离子催化剂罐；5.搅拌器；6.浓度测量仪器；7.废气喷淋系统处理；8.过滤装置；9.非金属类还原剂罐。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0030]在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。
[0031]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0032]本具体实施方式提供了一种废硫酸中双氧水的去除方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0033]S1、加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废硫酸中双氧水的去除方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、加热废硫酸溶液至30～60℃；S2、搅拌硫酸溶液并向废硫酸溶液中加入金属离子催化剂，在30～60℃温度下进行反应；S3、反应过程中，氧气、酸雾引出进行废气处理，并实时检测废硫酸溶液中过氧化氢的浓度；S4、当废硫酸溶液中过氧化氢的浓度≤50ppm时停止反应，并将硫酸产品降温至室温后输出；或当废硫酸溶液中过氧化氢的浓度＞50ppm时，对废硫酸溶液进行再处理，直至过氧化氢的浓度≤50ppm后停止反应，并将硫酸产品降温至室温后输出。2.根据权利要求1所述的废硫酸中双氧水的去除方法，其特征在于，金属离子催化剂为二价铁离子催化剂。3.根据权利要求1所述的废硫酸中双氧水的去除方法，其特征在于，步骤S1中，废硫酸溶液的加热温度为40～50℃。4.根据权利要求1所述的废硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奎，邢建南，孙波，
申请(专利权)人：上海天汉环境资源有限公司，
类型：发明
国别省市：