一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，該方法首先向廢乳酸中加入脫色劑，然后用物理方法進(jìn)行固液分離，再經(jīng)離子交換樹脂除雜，最后用雙效或三效蒸發(fā)器濃縮至成品。本發(fā)明可有效回收硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中的乳酸，回收率高、環(huán)境污染小?；厥杖樗峥衫^續(xù)用于硅片脫膠，或用于鍍鎳、制革及清洗等行業(yè)，能顯著降低硅片切割等企業(yè)生產(chǎn)成本，同時(shí)避免了廢乳酸排放給環(huán)境造成的極大污染。
【專利說明】一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢乳酸回收【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種回收乳酸的方法，尤其是一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乳酸是一種極為重要的有機(jī)酸。工業(yè)生產(chǎn)乳酸主要采用微生物發(fā)酵法，在我國(guó)發(fā)酵原料大都以玉米、山芋、淀粉等糧食為主。乳酸由于具有使用方便，脫膠速度快等優(yōu)點(diǎn)，在太陽能硅片脫膠中廣泛使用。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，單晶硅和多晶硅的使用量不斷增加，尤其是近年來太陽能行業(yè)對(duì)大面積薄硅片的需求量不斷增加，乳酸在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的用量也逐年遞增。
[0003]工業(yè)上硅片切割好后要進(jìn)行預(yù)清洗和脫膠，硅片上的膠在一定溫度范圍內(nèi)會(huì)軟化，之后硅片自動(dòng)從晶托上脫落。在脫膠時(shí)使用乳酸可降低脫膠溫度并縮短膠軟化時(shí)間，從而降低硅片表面反應(yīng)度、提高生產(chǎn)效率，因此在硅片脫膠工序中乳酸被大量使用。但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸中混入的雜質(zhì)會(huì)越來越多，同時(shí)濃度不斷下降，導(dǎo)致脫膠速度明顯降低。因此需要不斷添加或更換新乳酸，進(jìn)而產(chǎn)生了大量的硅片脫膠廢乳酸。由于生產(chǎn)乳酸要耗費(fèi)大量糧食，將廢乳酸無害化處理成本較高，因此對(duì)硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸回收利用研究是很有意義的。
[0004]在用乳酸對(duì)硅片進(jìn)行脫膠時(shí)會(huì)有膠條、膠塊等落入乳酸中，同時(shí)切割后經(jīng)過沖洗的硅片上殘留的少量切割廢砂漿和水等也會(huì)帶入乳酸中，其中切割廢砂漿中的鐵會(huì)和乳酸反應(yīng)生成乳酸亞鐵、乳酸鐵等。目前公開的期刊、專利、手冊(cè)及書籍等均無硅片脫膠后的廢乳酸回收方面的資料。硅片切割企業(yè)目前對(duì)廢乳酸的處置辦法主要是臨時(shí)堆放或送污水處理廠處理，由此可見回收廢乳酸中的乳酸對(duì)于乳酸資源的節(jié)約及有效利用有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，該方法是通過物理分離的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片脫膠后的廢乳酸中乳酸的再次回收利用，同時(shí)使回收后的乳酸能夠滿足硅片脫膠工序或鍍鎳、制革及清洗等行業(yè)的使用要求。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0007]I)脫色及分離固體物:
[0008]向廢乳酸中加入脫色劑進(jìn)行脫色，脫色劑的加入量為廢乳酸質(zhì)量的0.05-5%，再進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體；
[0009]2)除陽離子雜質(zhì):
[0010]將初步除雜的液體通過陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)；
[0011]3)除陰離子雜質(zhì):
[0012]將經(jīng)過步驟2)處理的液體通過陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液；[0013]4)濃縮:
[0014]將稀乳酸溶液用蒸發(fā)設(shè)備濃縮至乳酸含量為80-90% ；
[0015]5)脫色:
[0016]向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入脫色劑進(jìn)行脫色，脫色劑的加入量為濃縮處理后的乳酸溶液質(zhì)量的0.05-8%，再進(jìn)行固液分離去除脫色劑，得到成品乳酸。
[0017]所述步驟I)中的脫色劑采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種；
[0018]所述步驟I)中，固液分離設(shè)備采用板框壓濾器、微孔過濾器、超濾過濾器中的一種或多種。
[0019]所述步驟2)中陽離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂或大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，過柱 流速為0.5-6BV/h。
[0020]所述步驟3)中陰離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂或大孔型弱堿性陰離子交換樹脂，過柱流速為0.5-6BV/h0
[0021]所述步驟4)中，蒸發(fā)設(shè)備采用雙效蒸發(fā)器或三效蒸發(fā)器中的一種。
[0022]所述步驟5)中的脫色劑采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種；
[0023]所述步驟5)中，所述固液分離設(shè)備采用板框壓濾器和微孔過濾器中的一種或兩種。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)同一批料多次回收循環(huán)再利用的目的，最大程度地提高了原材料的利用率，降低了硅片脫膠的成本。本發(fā)明能有效回收硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中的乳酸，回收率高、環(huán)境污染小?；厥杖樗峥衫^續(xù)用于硅片脫膠，或用于鍍鎳、制革及清洗等行業(yè)，能顯著降低生產(chǎn)成本，同時(shí)避免了廢乳酸排放給環(huán)境造成的極大污染。
[0026]進(jìn)一步，本發(fā)明采用板框壓濾器過濾、精濾及超濾等措施去除廢乳酸中固體物質(zhì)及有機(jī)大分子物質(zhì)，再用離子交換樹脂去除陰陽離子雜質(zhì)后濃縮至乳酸含量為80-90%，回收的乳酸濃度高，可繼續(xù)用于硅片脫膠。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法具體包括以下步驟:
[0028]I)脫色及分離固體物
[0029]向廢乳酸中加入脫色劑脫色，脫色劑的加入量為廢乳酸質(zhì)量的0.05-5%，再進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。其中脫色劑采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種；固液分離設(shè)備采用板框壓濾器、微孔過濾器、超濾過濾器中的一種或多種。
[0030]2)除陽離子雜質(zhì)
[0031]將初步除雜的液體通過陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。其中陽離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂或大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，過柱流速為0.5 -6BV/h。
[0032]3)除陰離子雜質(zhì)
[0033]將經(jīng)過步驟2)處理的液體通過陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。其中陰離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂或大孔型弱堿性陰離子交換樹脂，過柱流速為0.5 -6BV/h。
[0034]4)濃縮
[0035]將上述稀乳酸溶液濃縮用蒸發(fā)設(shè)備濃縮至乳酸含量為80-90%。其中所述蒸發(fā)設(shè)備采用雙效蒸發(fā)器或三效蒸發(fā)器。
[0036]5)脫色
[0037]向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入脫色劑脫色，脫色劑的加入量為濃縮處理后的乳酸溶液質(zhì)量的0.05-8%，再進(jìn)行固液分離去除脫色劑，得到成品乳酸。其中脫色劑采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種；固液分離設(shè)備采用板框壓濾器和微孔過濾器中的一種或兩種。
[0038]以下給出幾組本發(fā)明的較佳實(shí)例:
[0039]實(shí)施例1
[0040]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的0.05%的活性白土攪拌脫色，依次采用板框壓濾器和超濾過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0041]2)將初步除雜的液體以3BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0042]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以0.5BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0043]4)將上述稀乳酸溶液用三效蒸`發(fā)器濃縮至乳酸含量為81.7%。
[0044]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的3.95%的硅藻土和0.05%的活性白土進(jìn)行脫色，再用板框壓濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0045]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為81.8%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.002%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于硅片脫膠。
[0046]實(shí)例2
[0047]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的0.02%的活性碳和0.03%的硅藻土攪拌脫色，采用板框壓濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0048]2)將初步除雜的液體以0.5BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0049]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以6BV/h的流速通過大孔型弱堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0050]4)將上述稀乳酸溶液用雙效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為85.2%。
[0051]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的2.0%的活性炭和2.0%的活性白土進(jìn)行脫色，再依次用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳fe。
[0052]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為85.1%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.003%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于鍍鎳。
[0053]實(shí)例3
[0054]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的5.0%的活性碳攪拌脫色，依次采用板框壓濾器、微孔過濾器和超濾過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。[0055]2)將初步除雜的液體以6BV/h的流速通過大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0056]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以3BV/h的流速通過凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0057]4)將上述稀乳酸溶液用三效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為89.6%。
[0058]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的0.05%的活性白土進(jìn)行脫色，再依次用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0059]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為89.5%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.002%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于皮革脫鈣。
[0060]實(shí)例4
[0061]I)向廢乳酸中加入廢乳 酸質(zhì)量的1.0%的硅藻土和1.5%的活性白土攪拌脫色，依次采用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0062]2)將初步除雜的液體以6BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0063]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以3BV/h的流速通過大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0064]4)將上述稀乳酸溶液用雙效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為88.7%。
[0065]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的0.03%的活性炭和0.02%的硅藻土進(jìn)行脫色，再用板框壓濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0066]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為88.7%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于0.002%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.001%，經(jīng)測(cè)試該乳酸可作為除垢劑原料。
[0067]實(shí)例5
[0068]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的0.05%的活性碳攪拌脫色，依次采用板框壓濾器和超濾過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0069]2)將初步除雜的液體以0.5BV/h的流速通過大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0070]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以6BV/h的流速通過大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0071]4)將上述稀乳酸溶液用雙效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為85.1%。
[0072]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的0.05%的活性炭和4.0%的活性白土進(jìn)行脫色，再依次用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0073]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為85.0%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.002%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于硅片脫膠。
[0074]實(shí)例6
[0075]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的2.5%的活性白土和2.5%的硅藻土攪拌脫色，采用板框壓濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0076]2)將初步除雜的液體以3BV/h的流速通過大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。[0077]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以0.5BV/h的流速通過凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0078]4)將上述稀乳酸溶液用雙效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為88.4%。
[0079]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的8.0%的硅藻土進(jìn)行脫色，再用板框壓濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0080]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為88.3%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于
0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.001%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于硅片脫膠。
[0081]實(shí)例7
[0082]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的1%的活性白土、1%的硅藻土和0.5%的活性炭攪拌脫色，依次采用板框壓濾器、微孔過濾器和超濾過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0083]2)將初步除雜的液體以2BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0084]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以2BV/h的流速通過大孔型弱堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0085]4)將上述稀乳酸溶液用三效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為80.2%。
[0086]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的1%的活性白土、1%的硅藻土和1%的活性炭進(jìn)行脫色，再依次用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
`[0087]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為80.1%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于
0.001%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.002%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于皮革除鈣。
[0088]實(shí)例8
[0089]I)向廢乳酸中加入廢乳酸質(zhì)量的5%的硅藻土攪拌脫色，依次采用板框壓濾器和微孔過濾器進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體。
[0090]2)將初步除雜的液體以6BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)。
[0091]3)將經(jīng)過步驟2)處理的液體以3BV/h的流速通過凝膠型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液。
[0092]4)將上述稀乳酸溶液用雙效蒸發(fā)器濃縮至乳酸含量為89.8%。
[0093]5)向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入占濃縮處理后乳酸溶液質(zhì)量的4%的活性炭、2%的硅藻土和2%的活性白土進(jìn)行脫色，再用板框壓濾器進(jìn)行固液分離得到成品乳酸。
[0094]采用上述方法得到的成品乳酸濃度為89.7%，其中鐵鹽含量(以Fe計(jì))小于
0.002%、氯鹽含量(以Cl計(jì))小于0.002%，經(jīng)測(cè)試該乳酸能夠用于硅片脫膠。
【權(quán)利要求】
1.一種從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)脫色及分離固體物: 向廢乳酸中加入脫色劑進(jìn)行脫色，脫色劑的加入量為廢乳酸質(zhì)量的0.05-5%，再進(jìn)行固液分離去除固體物，得到初步除雜液體； 2)除陽離子雜質(zhì): 將初步除雜的液體通過陽離子交換樹脂柱，除去其中陽離子雜質(zhì)； 3)除陰離子雜質(zhì): 將經(jīng)過步驟2)處理的液體通過陰離子交換樹脂柱，除去其中陰離子雜質(zhì)，得到稀乳酸溶液； 4)濃縮: 將稀乳酸溶液用蒸發(fā)設(shè)備濃縮至乳酸含量為80-90% ； 5)脫色: 向經(jīng)過濃縮處理后的乳酸溶液中加入脫色劑進(jìn)行脫色，脫色劑的加入量為濃縮處理后的乳酸溶液質(zhì)量的0.05-8%，再進(jìn)行固液分離去除脫色劑，得到成品乳酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟I)中的脫色劑 采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟I)中，固液分離設(shè)備采用板框壓濾器、微孔過濾器、超濾過濾器中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟2)中陽離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂或大孔型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，過柱流速為0.5-6BV/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟3)中陰離子交換樹脂采用凝膠型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂、凝膠型弱堿性陰離子交換樹脂或大孔型弱堿性陰離子交換樹脂，過柱流速為0.5 -6BV/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟4)中，蒸發(fā)設(shè)備采用雙效蒸發(fā)器或三效蒸發(fā)器中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟5)中的脫色劑采用硅藻土、活性白土、活性炭中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的從硅片脫膠工序產(chǎn)生的廢乳酸中回收乳酸的方法，其特征在于:所述步驟5)中，所述固液分離設(shè)備采用板框壓濾器和微孔過濾器中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】C07C51/47GK103450007SQ201310393353
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】張奶玲, 李新家, 李向東, 卞維真, 姜飛霄, 曹恒 申請(qǐng)人:西安通鑫半導(dǎo)體輔料有限公司