【摘 要】
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随着我国LED照明行业的迅猛发展,处于其生产上游环节的衬底需求不增加,从而导致衬底加工所需的碳化硼研磨液用量也随之增长。据统计,全国每年产生的研磨废液量达6千余吨,由于当前缺乏切实有效的技术方法,对于废液中大量可循环再利用的碳化硼未能进行有效回收,既浪费资源,又污染环境。针对上述问题,本文在2016年国家首批工业和信息化部绿色制造系统集成项目的支持下,以重庆某光电公司为依托,对LED蓝宝石衬底研磨
【基金项目】
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工业和信息化部2016年绿色制造系统集成项目（国家首批）:基于先进电子材料的LED绿色制造工艺与装备应用,项目编号:2016-59；
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随着我国LED照明行业的迅猛发展,处于其生产上游环节的衬底需求不增加,从而导致衬底加工所需的碳化硼研磨液用量也随之增长。据统计,全国每年产生的研磨废液量达6千余吨,由于当前缺乏切实有效的技术方法,对于废液中大量可循环再利用的碳化硼未能进行有效回收,既浪费资源,又污染环境。针对上述问题,本文在2016年国家首批工业和信息化部绿色制造系统集成项目的支持下,以重庆某光电公司为依托,对LED蓝宝石衬底研磨废液中碳化硼磨料的循环再利用问题展开相关研究。本文的主要研究工作如下:首先,在LED衬底研磨废液的物化成分方面,重点从废料整体（F240-W）、废液（F240-WL）和废固（F240-WS）的物化特性三个层面对研磨废液料进行了研究。提出了一种针对研磨废液F240-W可用水溶性溶剂进行固液分离,且可按固体颗粒粒径差异进行固固分离的方法。其次,通过理论和实验对比分析了常规过滤法、离心分离法、重力沉降法以及振动筛分法的可行性。并在此基础上,通过数学建模和计算,确定振动筛分法为最佳的碳化硼回收方法。再次,基于振动筛分法,在对碳化硼回收设备初步设计的基础上,利用TRIZ理论中的“九屏幕法”和“SAFC模型”对设备方案进行优化再设计,确定了最终方案并完成了设备结构的详细设计。最后,完成了样机实体的加工制作与控制系统的开发,并在生产现场进行了实际应用,实现了研磨废液中碳化硼的有效循环再利用。此外,提出了一套紧贴样机应用实际的回收率测算方案,在验证了其可行性的前提下,测算出碳化硼平均回收率达到55.9%。
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