玻璃減薄蝕刻液中氟硅酸的選擇性脫除方法

摘要：光電玻璃減薄蝕刻液中氟硅酸（H2SiF6）的累積，是導致蝕刻液無(wú)法連續使用而轉化為廢液的主要原因。嘗試對蝕刻廢液中氟硅酸進(jìn)行選擇性脫除工藝，探索刻蝕液循環(huán)利用的有效處理方法。鑒于氟硅酸的堿金屬鹽具有溶解度較低的特點(diǎn)，研究考察了利用鈉鹽或鉀鹽為沉淀劑，將廢液中的H2SiF6以氟硅酸鹽的形式沉淀去除，為實(shí)現蝕刻液的循環(huán)利用提供可能。結果表明，KCl相比NaCl對H2SiF6處理效果更好，但生成的K2SiF6的結晶顆粒過(guò)細，難以自然沉降，過(guò)濾效果較差；而Na2SiF6結晶沉降特性較好，且使用NaCl為沉淀劑具有價(jià)廉易得等特點(diǎn)，可作為氟硅酸的理想沉淀劑。H2SiF6去除率與堿金屬鹽H2SiF6摩爾計量比正相關(guān)，當摩爾計量比NaCl/H2SiF6=2，H2SiF6含量10%的模擬廢液，其H2SiF6去除率可達到90%以上。

隨著(zhù)現代科技的發(fā)展，電子顯示設備越來(lái)越趨向輕薄化，光電玻璃屏的厚度已從1996年的1.1mm降至目前0.5mm，在手機等便攜式設備中應用的玻璃厚度更下降至0.3mm以下。在顯示玻璃屏的制作環(huán)節中，玻璃基板的減薄化處置是確保該工藝完成的重要環(huán)節，玻璃減薄效果的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。目前酸蝕刻處理是常用的玻璃減薄方法，其主要原理是:含HF的混酸與玻璃中的SiO2以及其他金屬氧化物發(fā)生反應，使得玻璃表面發(fā)生剝離，實(shí)現玻璃減薄以及表面強化目的，其主要化學(xué)反應如下：

常見(jiàn)玻璃減薄液的基本配方為15%~30%HF、1%~5%H2SO4，3%~10%HCl以及5%~20%NH4HF2，由（1）、（2）式可知，隨著(zhù)反應的不斷進(jìn)行，減薄液中HF濃度逐漸降低，H2SiF6含量逐漸累積，當H2SiF6濃度達到10%~1%左右時(shí)，玻璃減薄液粘度增加，玻璃表面減薄及處置效果變差，減薄液無(wú)法繼續使用而造成廢液排放。

目前玻璃減薄廢液作為行業(yè)危廢液體，其處理主要采用石灰或石灰石中和處置法。這類(lèi)方法可以使廢液中的F-、SiF62-離子以及PH值等達標排放，但這一過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量的含CaSO4、Ca F2的混合固體，這一固體屬于危險廢物，增加了后續處置的成本（處理費>=2000元/t），且浪費了廢液中大量未反應的HF等酸性原料。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

因此，從清潔生產(chǎn)、資源回用以及環(huán)境保護等方面進(jìn)行考慮，該工藝都有待進(jìn)行改進(jìn)�；�于此點(diǎn)，本文采用選擇性沉淀處理技術(shù)，基于氟硅酸鈉（Na2SiF6）、氟硅酸鉀（K2SiF6）在酸液中的沉淀性，將減薄廢液中H2SiF6以Na2SiF6或K2SiF6沉淀形式進(jìn)行選擇性去除，且不破壞蝕刻液中其他可利用的酸性組分。處理后酸液再經(jīng)過(guò)原料補加及組成調整等工藝進(jìn)行循環(huán)利用。該方案不會(huì )產(chǎn)生大量的危廢固體，惟一產(chǎn)生的Na2SiF6、K2SiF6固體通過(guò)進(jìn)一步處理，制成純Na2SiF6、K2SiF6或其他含氟副產(chǎn)品，進(jìn)行銷(xiāo)售，基本實(shí)現廢物”零”排放，因此該工藝具有潛在的應用前景。

1實(shí)驗方法

1.1材料及原理

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