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從砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料中制備砷的硫化物的方法與流程

682   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:華東師范大學(xué);  
2023-09-25 15:02:48
本發(fā)明涉及屬于電子廢棄物中的金屬回收、再生及資源化技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種從砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料中制備砷的硫化物的方法。 背景技術(shù): 當(dāng)前世界電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,以砷為主要成分的半導(dǎo)體芯片如砷化鎵、砷化銦等,由于其優(yōu)異的電學(xué)特性,在電子產(chǎn)品中扮演著越來越重要的角色,被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、光電產(chǎn)品以及發(fā)光二極管中。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局年報(bào)顯示,2014年,美國大約34噸的砷用于制造砷化鎵芯片。芯片生產(chǎn)主要有外延片生長、制作電極、減薄、劃片、測(cè)試等生產(chǎn)環(huán)節(jié),由于技術(shù)水平的限制,生產(chǎn)過程不可避免地會(huì)產(chǎn)生邊角料及殘次品。對(duì)于這些生產(chǎn)廢料,合理的回收利用一方面可以實(shí)現(xiàn)資源再生,另一方面可以避免有害成分被釋放到環(huán)境中,對(duì)人體和環(huán)境造成危害。 目前,針對(duì)砷化鎵芯片的回收工藝已有涉及,例如真空法(劉大春,楊斌等,2004)、酸浸法(Chen, W. T.; Tsai, L. C.等,2012)和有機(jī)溶劑萃取(Ahmed, I.; El-Nadi, Y.等,2013)等方法。真空法對(duì)砷的回收率很高,但設(shè)備要求很高,操作復(fù)雜;而酸浸法和有機(jī)溶劑萃取的核心是濕法回收,該類方法一方面會(huì)大量消耗化學(xué)試劑,另外也會(huì)伴隨著大量廢液的產(chǎn)生,增加后續(xù)處理的成本和難度,對(duì)環(huán)境有潛在污染危害。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 本發(fā)明的目的在于提供一種從砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料中制備砷的硫化物的方法,使砷以硫化物形式得以冷凝回收,同時(shí)砷化鎵中的鎵也以硫化物形式穩(wěn)定存在于坩堝中,有助于解決砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料的資源浪費(fèi)及潛在的環(huán)境污染問題,實(shí)現(xiàn)對(duì)砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料的回收、再生和資源化處理。 本發(fā)明提出的一種從砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料中制備砷的硫化物的方法,將砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料經(jīng)過破碎、研磨,將芯片粉末與升華硫混合均勻,在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行加熱、蒸發(fā)、冷凝、除硫,回收得到低毒性砷的硫化物。 本發(fā)明從砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料中制備砷的硫化物的方法中,采用硫化蒸發(fā)分離方法處理砷化鎵芯片粉末,制備得到砷的硫化物;所述制備方法包括: 步驟1:將砷化鎵芯片生產(chǎn)廢料破碎、研磨成粉末; 步驟2:將步驟1得到的粉末與升華硫以質(zhì)量比1:10-15的比例混合于坩堝中,然后置于管式爐內(nèi); 步驟3:管式爐內(nèi)預(yù)先通氮?dú)?0-15min排盡空氣,然后啟動(dòng)加熱程序,全程保持氮?dú)夥諊?,常壓;加熱至中間硫化溫度為120~240℃,保溫時(shí)間為20~80min;
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