本申請(qǐng)涉及boe廢液資源化，具體為一種boe廢液資源化再利用的方法。

背景技術(shù)：

1、電子級(jí)半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，以濕法蝕刻來精細(xì)控制芯片微觀尺寸圖案成為芯片生產(chǎn)的一道重要工序。boe作為一種重要的濕法蝕刻劑，被廣泛用于蝕刻二氧化硅和氮化硅薄膜。

2、boe原液中主要含有氫氟酸和氟化銨，但boe在完成對(duì)二氧化硅薄膜的蝕刻后，boe廢液中還會(huì)增加少量的氟硅酸，如果直接以廢液形式將boe廢液排放掉，不但會(huì)造成資源浪費(fèi)，還將造成環(huán)境污染。況且，螢石礦作為稀缺的不可再生資源，目前已被列為戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)，所以將boe廢液資源化利用，減少螢石礦的消耗，具有重大意義。

3、傳統(tǒng)boe廢液處理工藝是直接用生石灰和熟石灰沉淀boe廢液中的氟離子，但由于boe廢液中還含有氟硅酸，導(dǎo)致沉淀出來的caf2中還含有不少的sio2雜質(zhì)，使得caf2的純度不高，無法直接用于生產(chǎn)hf。而申請(qǐng)?zhí)枮閏n2021114611532的專利雖然能獲得高純度caf2，但方法繁雜，過程中使用多種化學(xué)試劑，會(huì)形成較多鹽類，所以，為了獲得高純度caf2，該工藝中需高溫?zé)疲瑢?dǎo)致了大量的能耗。

4、申請(qǐng)?zhí)枮閏n2023102478553的專利公開了一種boe廢液的資源化處理方法，可根據(jù)boe廢液中的硫酸鹽或氯化物等雜質(zhì)含量的高低來決定是以生產(chǎn)氯化銨產(chǎn)品為主還是以生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品為主?？沙浞謱?shí)現(xiàn)boe廢液中的主要成分的資源化利用，生產(chǎn)得到符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的氟硅酸鈉、冰晶石和農(nóng)用銨鹽產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)資源的高價(jià)值化利用，該專利雖然也涉及boe廢液的資源化處理，但是無法實(shí)現(xiàn)組分的循環(huán)使用，也無法實(shí)現(xiàn)獲得caf2。

5、因此如何高得率地獲得高純度caf2，還能回收復(fù)用boe中的nh4+，是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種boe廢液資源化再利用的方法，以解決上述背景技術(shù)中的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：一種boe廢液資源化再利用的方法，包括：

3、步驟一：在一定ph范圍和一定反應(yīng)溫度內(nèi)將boe廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為sio2沉淀去除，并將boe廢液中的氟離子轉(zhuǎn)化為nh4f；

4、步驟二：將步驟一得到的濾液中的氟離子轉(zhuǎn)化為caf2，銨根離子轉(zhuǎn)化為氨水；

5、步驟三：在一定反應(yīng)溫度內(nèi)將步驟二的反應(yīng)液中的氨氣逸出，過濾后將濾液冷卻后分離caf2，分離得到的caf2用于生產(chǎn)hf，hf用作制備boe循環(huán)使用；

6、步驟四：步驟三得到的濾液濾液基本不含f-和nh4+，可直接送污水處理；

7、步驟五：將步驟三得到的氨氣用作步驟一除硅及制備boe循環(huán)使用。

8、經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，本申請(qǐng)得到的caf2的純度可以達(dá)到95%以上，氟離子的回收率可以達(dá)到96%，不但可以高得率地獲得高純度caf2，還能回收復(fù)用boe中的nh4+，整個(gè)過程資源利用率高，氟離子的回收率高。

9、進(jìn)一步的，步驟一中，采用氨水分別與boe廢液中的hf和h2sif6反應(yīng)，將boe廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為sio2，同時(shí)將氟離子轉(zhuǎn)化為nh4f，反應(yīng)式為：

10、，

11、。

12、進(jìn)一步的，步驟一的反應(yīng)ph范圍為8.5-9.5，反應(yīng)溫度為30-40℃。

13、進(jìn)一步的，去除sio2時(shí)，向反應(yīng)液中加入絮凝劑使得sio2沉淀后進(jìn)行過濾完成去除。

14、進(jìn)一步的，步驟一得到的濾液中要含nh4f，向?yàn)V液中加入1.0-1.05反應(yīng)當(dāng)量的氧化鈣，充分反應(yīng)后，氧化鈣和nh4f反應(yīng)將濾液中氟離子轉(zhuǎn)化為caf2，銨根離子轉(zhuǎn)化為氨水，反應(yīng)式為：

15、?。

16、進(jìn)一步的，步驟三中：在70-90℃內(nèi)加熱吹脫將步驟二的反應(yīng)液中的氨氣逸出，過濾后將濾液冷卻至25-40℃過濾得到濾餅并洗滌后分離caf2，得到高純度的螢石粉，該高純螢石粉可直接用于生產(chǎn)hf，并用作boe循環(huán)使用。

17、進(jìn)一步的，步驟三得到的氨氣被水吸收后形成氨水循環(huán)使用，用于實(shí)現(xiàn)步驟一中將boe廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為sio2，同時(shí)將氟離子轉(zhuǎn)化為nh4f。

18、進(jìn)一步的，步驟三得到的氨氣被水吸收后，用于制備nh4f，nh4f用作制備boe循環(huán)使用。

19、進(jìn)一步的，氨水與boe廢液中的hf和h2sif6反應(yīng)生成nh4f和sio2。

20、進(jìn)一步的，絮凝劑采用聚丙烯酰胺、淀粉衍生物和纖維素衍生物絮凝劑中的至少一種。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果是：

22、本申請(qǐng)的boe廢液資源化再利用的方法不但可以高得率地獲得高純度caf2，還能回收復(fù)用boe中的nh4+，整個(gè)過程資源利用率高，且使用生石灰作為沉淀劑，可充分利用其放熱效應(yīng)，減少吹脫氨氣時(shí)所使用的蒸汽量，降低回收過程的能量消耗，同時(shí)，吹脫氨氣后，ca(oh)2可更充分的轉(zhuǎn)化為caf2，得到高純度的回收螢石粉末。

技術(shù)特征：

1.一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟一中，采用氨水分別與boe廢液中的hf和h2sif6反應(yīng)，將boe廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為sio2，同時(shí)將氟離子轉(zhuǎn)化為nh4f。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟一的反應(yīng)ph范圍為8.5-9.5，反應(yīng)溫度為30-40℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：去除sio2時(shí)，向反應(yīng)液中加入絮凝劑使得sio2沉淀后進(jìn)行過濾完成去除。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟二中：向步驟一得到的濾液中加入氧化鈣或氫氧化鈣，氧化鈣或氫氧化鈣與nh4f反應(yīng)，將濾液中的氟離子轉(zhuǎn)化為caf2，銨根離子轉(zhuǎn)化為氨水。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟三中：在70-90℃內(nèi)加熱吹脫將步驟二的反應(yīng)液中的氨氣逸出，過濾后將濾液冷卻至25-40℃過濾得到濾餅并洗滌后分離caf2。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟三得到的氨氣被水吸收后形成氨水循環(huán)使用，用于實(shí)現(xiàn)步驟一中將boe廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為sio2，同時(shí)將氟離子轉(zhuǎn)化為nh4f。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：步驟三得到的氨氣被水吸收后循環(huán)使用，用于制備nh4f，nh4f用作制備boe循環(huán)使用。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：氨水與boe廢液中的hf和h2sif6反應(yīng)生成nh4f和sio2。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種boe廢液資源化再利用的方法，其特征在于：絮凝劑采用聚丙烯酰胺、淀粉衍生物和纖維素衍生物絮凝劑中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種BOE廢液資源化再利用的方法，包括：步驟一：將BOE廢液中的硅離子轉(zhuǎn)化為SiO<subgt;2</subgt;沉淀去除，并將BOE廢液中的氟離子轉(zhuǎn)化為NH<subgt;4</subgt;F；步驟二：將步驟一得到的濾液中的氟離子轉(zhuǎn)化為CaF<subgt;2</subgt;，銨根離子轉(zhuǎn)化為氨水；步驟三：將步驟二得到的濾液中的氨氣逸出，將濾液冷卻后分離CaF<subgt;2</subgt;，分離得到的CaF<subgt;2</subgt;用于生產(chǎn)HF，HF用作制備BOE循環(huán)使用；步驟四：將步驟三得到的濾液直接送污水處理；步驟五：將步驟三得到的氨氣用作步驟一除硅及制備BOE循環(huán)使用，本發(fā)明不但可以高得率地獲得高純度CaF<subgt;2</subgt;，還能回收復(fù)用BOE中的NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;，整個(gè)過程資源利用率高，氟離子的回收率高。

技術(shù)研發(fā)人員：王元超,胡法祥,潘美華,湯帥,金碩,王晶,王航帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江森田新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9