液晶顯示器蝕刻工藝廢液處理及回收技術(shù)探索

黃秀武 吳杰

摘要：液晶顯示器刻蝕過程中產(chǎn)生的大量無機(jī)廢液與有機(jī)廢液的處理問題是社會關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)，本文探討了如何合理處理廢液，避免其直接排放造成的環(huán)境污染以及如何對廢液中的有價(jià)值物質(zhì)進(jìn)行回收再利用。

關(guān)鍵詞：廢液處理；刻蝕工藝；回收

液晶顯示器在如今的平板顯示領(lǐng)域正取代傳統(tǒng)陰極攝像管顯示設(shè)備，日益占據(jù)主流地位，盡管液晶顯示器具有亮度高、視角廣闊、解析度高、成本低廉以及耗能量較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而其生產(chǎn)過程處理不當(dāng)?shù)脑挄l(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題。液晶顯示器的蝕刻操作中會產(chǎn)生很多不同種類的廢液，例如AI刻蝕廢液、玻璃基板刻蝕廢液等，若將這些廢液直接排放，不僅會浪費(fèi)廢液中存在的大量可回收資源而且會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，探討如何處理與回收液晶顯示器刻蝕廢液是極為必要的。

一、液晶顯示器蝕刻工藝的主要廢液類型及對應(yīng)處理方式

液晶顯示器的生產(chǎn)和制作過程中刻蝕工藝是十分重要的一項(xiàng)操作，刻蝕主要分為兩種方法：干法刻蝕和濕法刻蝕。其中干法刻蝕依靠的是低壓放電技術(shù)，通過放電時(shí)引發(fā)的離子或是游離基與材料結(jié)合并發(fā)生化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)刻蝕，或者利用物理變化如轟擊作用等對液晶顯示器進(jìn)行刻蝕，該種方法具有較高的精度，污染性較低，然而設(shè)備的購置需要大量成本，并且設(shè)備的運(yùn)作伴隨著大量能耗。濕法刻蝕的手段是采用液態(tài)化學(xué)溶液與材料接觸，利用化學(xué)反應(yīng)達(dá)到刻蝕，雖然該方法的操作比干法刻蝕簡單，設(shè)備原理也不復(fù)雜，但在成品率以及刻蝕精度方面與干法刻蝕有較大差距，此外，濕法刻蝕容易造成大量廢液。

液晶顯示器的刻蝕過程通常將干法刻蝕和濕法刻蝕結(jié)合在一起，由于我國液晶顯示器的研發(fā)和生產(chǎn)尚處于起步加速過程中，相關(guān)工藝流程與技術(shù)不夠成熟，在刻蝕工藝中容易產(chǎn)生大量廢液，主要的廢液類型包括如下幾種，分別是基板玻璃刻蝕、ITO刻蝕、鋁刻蝕造成的廢液，還有剝離光刻膠產(chǎn)生的廢液等。

對于ITO刻蝕液的處理，目前應(yīng)用較多的是利用焚燒手段對其做無害化處理，而ITO刻蝕液中含有的銦資源是值得回收的重要資源，近年來由于電子行業(yè)迅速發(fā)展帶來的高需求以及錮礦產(chǎn)資源的不斷減少，導(dǎo)致錮的價(jià)值日益升高，回收錮資源一般采用的是萃取手段，采用目前應(yīng)用最廣、效果最佳的酸性磷萃取劑，使廢液中的錮資源最大程度的得到回收利用。

對于基板玻璃刻蝕造成的廢液的處理主要采用的是化學(xué)反應(yīng)以及沉淀過濾的方式。基板玻璃刻蝕廢液中含有的主要化學(xué)物質(zhì)有硫酸、氯化氫以及氟化氫等，具體的處理方式是將堿金屬鹽加入反應(yīng)槽中，通過化學(xué)反應(yīng)，使沉淀生成并進(jìn)行下一步的沉降以及過濾處理，對于處理后溶液中含量較高的堿金屬元素，可以在回收前對其進(jìn)行擴(kuò)散滲析處理，使金屬離子被剔除。將處理后的廢液進(jìn)行酸堿中和便可以對其進(jìn)行再生利用。對于反應(yīng)中的副產(chǎn)品可以進(jìn)一步反應(yīng)制成含氟副產(chǎn)品，使之進(jìn)入流通市場被利用。

二、有機(jī)廢液處理系統(tǒng)介紹

除了以上含有氟元素以及磷元素的酸性無機(jī)廢液，液晶顯示器的刻蝕中也會產(chǎn)生大量有機(jī)廢水，對有機(jī)廢水的處理擬構(gòu)建如下廢液處理與回收系統(tǒng)，對廢液做分流處理，并根據(jù)可回收與不可回收類型分別進(jìn)行處理。

（一）回收設(shè)備設(shè)計(jì)原則

回收設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行離不開對廢液的預(yù)處理。由于經(jīng)過生化處理后的廢液中含有一部分微生物，為了對其進(jìn)行處理可采用氣浮措施，使密度較小的微生物固體物質(zhì)從廢液中剔除。另外，在實(shí)施氣浮工藝后利用重力過濾器使水質(zhì)進(jìn)一步得到提升，重力過濾的方式相比非壓力過濾方式可以更好地保持氣浮絮體的完整性，確保絮體被過濾設(shè)備有效阻隔。另外，廢液的處理中還利用了菌種抑制劑，使殺菌水平得到有效提升。

（二）廢液處理流程

對于可回收的有機(jī)廢液，利用生化手段對其進(jìn)行預(yù)處理后使之進(jìn)入回收系統(tǒng)得到深層處理及利用。而不可回收的有機(jī)廢液進(jìn)行中和后流入排放系統(tǒng)，最終導(dǎo)入污水處理廠被處理。

三、有機(jī)廢液回收流程

對有機(jī)廢液進(jìn)行預(yù)處理之后，廢液中含有的氨、氮等元素以及其他有機(jī)物等實(shí)現(xiàn)了有效去除，繼而將廢液導(dǎo)入回收系統(tǒng)中進(jìn)行深層次處理及有用元素回收?；厥樟鞒倘缦拢菏紫壤没炷约盎瘜W(xué)反應(yīng)等方式使廢液發(fā)生絮凝過程，并將廢液導(dǎo)入氣浮池匯總，利用微氣泡的附著作用使絮凝物上升到水面，攜帶者浮渣的絮凝物質(zhì)到達(dá)水平后已經(jīng)進(jìn)行了濃縮，將水面的浮渣在收集器的作用下聚合到一起，隨之對浮渣實(shí)施脫水工藝。氣浮完成后將廢液引入過濾設(shè)備例如活性炭過濾儀、重力過濾設(shè)備以及自動過濾設(shè)備等，使廢液中的較大顆粒物、微粒以及一些離子都得到去除，經(jīng)該過程處理后的廢液繼而轉(zhuǎn)移到中水池中，使廢液中的可回收物質(zhì)經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)得到回收利用。

四、結(jié)語

液晶顯示器作為信息化覆蓋全社會的重要貢獻(xiàn)者，其飛速發(fā)展是信息時(shí)代的必然趨勢，然而液晶顯示器的刻蝕工藝中帶來的大量廢液也是社會應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題，刻蝕造成的廢液成分十分復(fù)雜，含有的化學(xué)物質(zhì)也多種多樣，具有極為重要的回收價(jià)值，面對如今資源短缺的嚴(yán)峻形勢，探討如何在減少環(huán)境污染的基礎(chǔ)上最大程度的利用廢液中的物質(zhì)，使之得到有效回收是科研人員以及液晶顯示器生產(chǎn)企業(yè)關(guān)心與研究的重點(diǎn)，不斷研發(fā)新型技術(shù)手段，并遵循環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的要求，使廢液的處理難度以及處理成本有效降低是液晶顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵課題。隨著相關(guān)技術(shù)手段的完善，我們有理由相信未來液晶顯示器的刻蝕中伴隨的大量廢液必將得到更有效的處理與應(yīng)用。

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