[發明專利]一種利用刻蝕廢渣生產煉鋼化渣精煉劑的方法

有效

• 申請號: 202210352403.7
• 申請日: 2022-04-05
• 公開（公告）號: CN114774626B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王強;俞海明
• 申請（專利權）人: 王強
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00;C21C7/076
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用刻蝕廢渣生產煉鋼化渣精煉劑的方法，涉及半導體行業含氟廢物、電解鋁工業產生的二次鋁灰兩種廢棄物的資源化利用和鋼鐵冶煉三個行業的技術。通過冶金物理化學原理，結合半導體行業刻蝕廢渣和電解鋁工業二次鋁灰的特點，將刻蝕廢渣和電解鋁工業產生的鋁灰，按照一定的比例添加還原劑和碳酸鹽，生產成為鋼水精煉過程中的化渣脫氧材料，在CAS、LF和RH等精煉工藝過程中做為化渣脫氧材料使用，既能夠替代鋼水精煉過程中使用的化渣劑螢石和氧化鋁質造渣劑，又能夠實現半導體產業產生的含氟刻蝕渣與電解鋁工業產生的危險廢棄物二次鋁灰的資源化利用，彰顯技術創新的力量。

技術領域

本發明涉及一種利用刻蝕廢渣生產煉鋼化渣精煉劑的方法。

背景技術

在半導體元件的制造過程中，作為代替等離子體蝕刻的、能夠進行微細化蝕刻的方法，在腔室內不生成等離子體而是進行化學性蝕刻的、被稱作化學氧化物去除處理。

化學刻蝕后的廢棄物，即刻蝕廢渣，含有高濃度的易溶性氟化物和可溶性含鋇化合物等組分，不加以處理排放，對于環境有危害。中國華南某市產生的刻蝕廢渣成分檢測如下表1：

表1：某廠產生的刻蝕廢渣的組分（質量百分數，W()%）

從刻蝕廢渣的化學組分來看，刻蝕廢渣中含有多種對于環境和生物有危害的易溶性氟和重金屬氧化物，其氟的濃度含量很高，重金屬氧化物呈現多組分分布的特點。

查閱文獻（1）蓋晨在?2014年第8期《光半導體技術》上公布了題為“40?nm一體化刻蝕工藝技術研究”的論文，文中有“本文主要闡述了華力微電子有限公司40?nm低功耗芯片工藝研發過程中，一體化刻蝕工藝開發所遇到的諸多工藝問題，以及這些問題產生的機理分析，并結合工藝設備與工藝特性，給出了解決這些工藝問題的方向與方法。”的內容表述，文中沒有提及刻蝕廢渣的資源化利用；（2）王紅松在2020年2月第四期的《化工管理》雜志上，公布了題為“淺談化學蝕刻技術的發展及意義”的論文，文中有“蝕刻過程中產生的廢液對水的污染是利用化學蝕刻技術對工件進行加工生產中普遍存在的問題。一般采取的措施是采用第二次噴淋操作的方法，腐蝕劑不重復使用，一方面提高蝕刻效率，另一方面減輕了由于鹽類聚集而造成的廢液難處理問題。”文中同樣沒有提及刻蝕廢渣的資源化利用；

通過以上公開的文獻可知，沒有刻蝕廢渣在鋼鐵行業資源化利用研究的內容介紹。

二次鋁灰，是指把一次鋁灰中間的金屬鋁，通過炒灰、熔融等工藝，回收其中的金屬鋁以后，產生的以氧化鋁為主，同時含有多種鹽類化合物的廢棄物。

二次鋁灰的成分因各生產廠家原料及操作條件的不同而略有變化，但通常都含有金屬鋁，鋁的氧化物、氮化物、碳化物、鹽和金屬或非金屬氧化物，如SiO₂、MgO等。其中Si0₂的含量一般在5%～12%，A1₂0₃的含量一般在43%～95%，AlN含量在5%～17%之間。利用二次鋁灰生產鋼水精煉劑已有文獻介紹，但是鋁灰對于鋼液增氮的技術難題仍然沒有解決，這影響了鋁灰作為煉鋼材料的資源化利用。