專利名稱：硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法背景技術(shù)在半導(dǎo)體分立器件(簡稱半導(dǎo)體器件)與半導(dǎo)體集成電路工業(yè)中，都會(huì)有因各種原因?qū)е缕骷Фa(chǎn)生的各種廢棄硅片，其中有一部分硅片表面已經(jīng)沉積有金屬鋁、銅、銀、鉑、金等，在將這部分廢棄硅片回收利用時(shí)，首先要將這些硅片表面的金屬去除干凈，否則，這些硅片在后道的加工過程中就會(huì)有金屬的沾污，嚴(yán)重影響硅片的質(zhì)量。另一方面，硅片表面的貴金屬銀、鉑、金資源十分珍貴，必須回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法。
方法的步驟如下1)將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入鹽酸或稀硫酸中以去除鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛比氫活潑的金屬，用硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片，氧化反應(yīng)溫度為30～80℃；2)將溶解有銀的硝酸銀溶液加熱或加堿除去酸，所得的硝酸銀溶液中加鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛置換得到銀；3)溶解金和鉑的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸中加熱或加堿除去的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。
所述鹽酸的濃度為10～30％。稀硫酸的濃度為10～60％。硝酸的濃度為10～70％。濃鹽酸和濃硝酸的混合酸配比為3∶1～5∶1。氫氟酸和硝酸的混合酸的配比為1∶1～1∶10。
本發(fā)明有效去除了廢棄硅片表面的金屬雜質(zhì)，處理后的硅片可作為太陽能硅單晶的原料，也可進(jìn)一步加工成太陽能電池硅片，同時(shí)又回收了貴金屬，有利于資源的循環(huán)利用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)
1.硅廢棄片的分類根據(jù)硅片表面的顏色將其分為二類，一類表面是銀白色，一類表面有深淺不同的金黃色。硅片的分類有利于分別回收銅與銀，金與鉑。
2.表面金屬的溶解和去除1)鹽酸或稀硫酸剝離輕金屬廢棄硅片用專用的花藍(lán)裝載，置于鹽酸或稀硫酸溶液內(nèi)，金屬活性順序表中比氫活潑的金屬都能與稀酸反應(yīng)。
如常見金屬活動(dòng)順序如下K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au反應(yīng)至無氣體產(chǎn)生后，用水洗凈。
鹽酸或稀硫酸濃度選擇既要考慮到有足夠快的反應(yīng)速度，同時(shí)要考慮到使用的方便與安全，由于濃鹽酸的強(qiáng)揮發(fā)性和濃硫酸強(qiáng)脫水性與氧化性，建議使用的鹽酸濃度為10～30％，稀硫酸的濃度為10～60％。
因?yàn)檩p金屬不回收，所以二類廢棄片可在同一槽溶液中進(jìn)行。
2)硝酸溶解銅或銀經(jīng)過上述1)處理的硅廢棄片，再用硝酸溶液并加熱可溶解銅或銀，HNO3的濃度為10～70％。銅或銀與稀硝酸和濃硝酸反應(yīng)如下
硅片同樣置花藍(lán)內(nèi)與硝酸溶液反應(yīng)，由于金屬與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生有害氣體NO、NO2，所以，反應(yīng)必須在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，尾氣要用吸收塔吸收有害氣體后排放。
二類廢棄片或分次或分槽在不同的溶液中進(jìn)行，這樣銅與銀就能分開溶解，分別回收。
3)濃鹽酸和濃硝酸的混合酸(王水)溶解貴重金屬金或鉑經(jīng)過前述1)和2)二步處理，硅廢棄片表面剩余的金屬就是貴重金屬金和鉑，金和鉑要用王水溶解，王水的配比為用36％的濃鹽酸和65％濃硝酸按體積比4∶1配制，反應(yīng)式為
上述反應(yīng)同樣需要加熱，二類廢棄片或分槽或分次分別用王水溶解，可分別回收金和鉑。
4)氫氟酸和硝酸混合酸剝離金屬硅化物、硅氧化物、氮化物。
除去了輕金屬和重金屬的硅片表面，可能還殘留有金屬硅化物、硅氧化物、氮化物等，這些化合物除了與混酸反應(yīng)而溶解外，既使不與混酸反應(yīng)，由于氫氟酸和硝酸混合酸與表面的硅反應(yīng)，隨著支撐這些化合物的硅基體的溶解，這些化合物也會(huì)隨反應(yīng)而剝離。
反應(yīng)后的硅片用純水洗凈，完整的硅片可用甩干機(jī)甩干，再進(jìn)一步加工成太陽能電池硅片，也可用作原料硅片，破片可烘干得到原料硅片作為太陽能硅單晶錠或鑄造多晶錠的原料。
3.銀、鉑、金的置換上述2(2)步驟中所得的硝酸銀和硝酸銅溶液中，加熱或加NaOH中和，以去除過量硝酸，得硝酸銀和硝酸銅溶液，再在硝酸銀溶液中加Mg、Al、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb等活潑金屬，則置換出銀。
如硝酸銅溶液中加Mg、Al、Zn、Fe、Ni Sn、Pb等活潑金屬，則置換出銅。
上述2(3)步驟中所得的HAuCl4、HPtCl2溶液中，加熱或加NaOH中和，以去除過量酸，得HAuCl4、HPtCl2溶液，再在此溶液中加Cu或Ag，則置換出金、鉑。
如
4.銀、鉑、金的提純上述3置換出的銀中含有過量的Mg、Al、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb等活潑金屬，在所得的銀中加鹽酸或稀硫酸可以除去這些金屬。
如上述3置換出的金、鉑中含有過量的所加的銅或銀，為除去過量的銅或銀，在所得的金和鉑中加硝酸并加熱，得到提純的金和鉑。
如
實(shí)施例1
1)將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入濃度為10％鹽酸或稀硫酸的濃度為10％中以去除鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛比氫活潑的金屬，用濃度為10％硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用3∶1的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用1∶1的氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片，氧化反應(yīng)溫度為30℃；2)將溶解有銀的硝酸銀溶液加熱或加堿除去酸，所得的硝酸銀溶液中加鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛置換得到銀；3)溶解金和鉑的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸中加熱或加堿除去的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。
實(shí)施例21)將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入濃度為30％鹽酸或濃度為60％稀硫酸的中以去除鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛比氫活潑的金屬，用濃度為70％硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用5∶1的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用1∶10的氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片，氧化反應(yīng)溫度為80℃；2)將溶解有銀的硝酸銀溶液加熱或加堿除去酸，所得的硝酸銀溶液中加鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛置換得到銀；3)溶解金和鉑的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸中加熱或加堿除去的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。
實(shí)施例31)將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入濃度為20％鹽酸或濃度為40％稀硫酸的中以去除鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛比氫活潑的金屬，用濃度為40％硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用4∶1的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用1∶5的氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片氧化反應(yīng)溫度為50℃；2)將溶解有銀的硝酸銀溶液加熱或加堿除去酸，所得的硝酸銀溶液中加鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛置換得到銀；3)溶解金和鉑的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸中加熱或加堿除去的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。
權(quán)利要求
1.一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于方法的步驟如下1)將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入鹽酸或稀硫酸中以去除鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛比氫活潑的金屬，用硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片，氧化反應(yīng)溫度為30～80℃；2)將溶解有銀的硝酸銀溶液加熱或加堿除去酸，所得的硝酸銀溶液中加鎂、鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛置換得到銀；3)溶解金和鉑的濃鹽酸和濃硝酸的混合酸中加熱或加堿除去的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于所述鹽酸的濃度為10～30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于所述稀硫酸的濃度為10～60％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于所述硝酸的濃度為10～70％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于濃鹽酸和濃硝酸的混合酸配比為3∶1～5∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法，其特征在于所述的氫氟酸和硝酸的混合酸的配比為1∶1～1∶10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅廢棄片表面金屬的去除和貴金屬銀鉑金的回收方法。它是將半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路廢棄硅片浸入鹽酸或稀硫酸中以去除比氫活潑的金屬，用硝酸溶解硅片表面上的銅或銀，用濃鹽酸和濃硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金和鉑，再用氫氟酸和硝酸的混合酸溶解硅片表面上的金屬硅化物，純水洗凈、甩干或烘干得到原料硅片。所得的硝酸銀溶液中加比氫活潑的金屬置換得到銀，溶解金和鉑的王水中加熱或加堿除去過量的鹽酸和硝酸，剩余溶液中加入銅置換得到金或鉑。本發(fā)明有效去除了廢棄硅片表面的金屬雜質(zhì)和金屬硅化物，處理后的硅片可作為太陽能硅單晶的原料，也可進(jìn)一步加工成太陽能電池硅片，同時(shí)又回收了貴金屬，有利于資源的循環(huán)利用。
文檔編號C22B11/00GK1851016SQ20061005170
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者姜益群 申請人:姜益群