JP2010047443A - Silicon refining method, silicon refining apparatus and recycled abrasive grain - Google Patents

Silicon refining method, silicon refining apparatus and recycled abrasive grain Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a silicon refining method by which the impurities are removed from a waste liquid produced in the machining of silicon by a method simpler than heretofore, and to provide a silicon refining apparatus suitably used for the refining method. <P>SOLUTION: The silicon refining method includes: a powder separation step of separating powder containing silicon powder having silicon oxide from the waste liquid produced in the machining of the silicon; a melting step of heating the powder to a temperature equal to or above the melting point of the silicon and ≤2,000°C in a heating vessel under a reduced pressure or an inert gas atmosphere to melt the silicon to form molten silicon; and a step of tapping the molten silicon having lower viscosity into a cooling vessel while the silicon oxide having higher viscosity which is contained in the molten silicon and is stuck on the inner wall or the bottom of the heating vessel is left in the heating vessel. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコン精製方法、シリコン精製装置および再生砥粒に関する。   The present invention relates to a silicon purification method, a silicon purification apparatus, and recycled abrasive grains.

ＩＣチップや太陽電池用として広く用いられるシリコン単結晶又は多結晶からなる薄板（以下、「シリコンウェハ」と呼ぶ。）の製造工程において、原料シリコンの約６０％が切断、面取り又は研磨等により廃液中のシリコン粉となっている。このため、製品に対するコスト負荷ならびに廃棄処分（この廃液は濃縮処理や一部材料の回収の後、埋め立て処分されるのが一般的である）に伴う環境への負荷が大きな問題となっている。
また、特に近年、太陽電池の生産量は増加の一途をたどっており、原料シリコンの需要も急激な伸びが見られる。このため太陽電池用シリコンの不足が顕在化している。
そこで切断又は研磨といったシリコンウェハの製造時に発生する廃液からシリコンを回収する方法が望まれている。しかし、廃液に含まれている砥粒の成分であるシリコンカーバイト、シリコンナイトライド、ダイヤモンドなどは化学的に不活性であるため、化学反応を利用した除去は困難である。このため、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液に含まれているシリコンを再利用することが困難となっている。そこで、上記の切断又は研磨といったシリコンウェハの製造時に発生する廃液からシリコンを回収する方法が提案されている。 In the manufacturing process of a thin plate made of silicon single crystal or polycrystal (hereinafter referred to as “silicon wafer”) widely used for IC chips and solar cells, about 60% of the raw material silicon is waste liquid by cutting, chamfering or polishing. It is the silicon powder inside. For this reason, the cost burden on the product and the environmental burden associated with disposal (this waste liquid is generally disposed of in landfill after concentration processing and recovery of some materials) are serious problems.
In particular, in recent years, the production of solar cells has been steadily increasing, and the demand for raw material silicon has been increasing rapidly. For this reason, a shortage of silicon for solar cells has become apparent.
Therefore, a method for recovering silicon from waste liquid generated during the manufacture of silicon wafers such as cutting or polishing is desired. However, since silicon carbide, silicon nitride, diamond and the like, which are components of abrasive grains contained in the waste liquid, are chemically inert, it is difficult to remove them using a chemical reaction. For this reason, it is difficult to reuse silicon contained in the waste liquid generated when machining silicon. Therefore, a method for recovering silicon from waste liquid generated during the manufacture of a silicon wafer, such as cutting or polishing, has been proposed.

たとえば特許文献１においては、砥粒を分散剤に分散させてなるスラリーを供給しながらシリコンの単結晶または多結晶からなるインゴットを金属製の切断手段により切断する処理にて排出される廃スラリーから砥粒を回収し、有機溶剤洗浄工程と分離工程とを行うシリコンの回収方法が開示されている。有機溶剤洗浄工程では、分散剤を除去した後のスラッジを用い、このスラッジを有機溶剤により洗浄し、スラッジに含まれる分散剤を除去している。分離工程では、分散剤の除去が行われた後の固形分から金属分、酸化シリコン及び砥粒を除去して、シリコンを主成分とする粉体を得ている。
すなわち、特許文献１においては廃スラリーから分散剤と砥粒を除去したスラッジを原料としているにも関わらず、さらに分級による分離工程にて砥粒を除去している。 For example, in Patent Document 1, while supplying a slurry in which abrasive grains are dispersed in a dispersant, an ingot composed of a single crystal or a polycrystal of silicon is discharged from a waste slurry discharged in a process of cutting with a metal cutting means. A silicon recovery method is disclosed in which abrasive grains are recovered and an organic solvent cleaning step and a separation step are performed. In the organic solvent cleaning step, the sludge from which the dispersant has been removed is used, and this sludge is washed with an organic solvent to remove the dispersant contained in the sludge. In the separation step, the metal, silicon oxide, and abrasive grains are removed from the solid content after the removal of the dispersant to obtain a powder mainly composed of silicon.
That is, in Patent Document 1, although the sludge obtained by removing the dispersant and abrasive grains from the waste slurry is used as a raw material, the abrasive grains are further removed in a separation step by classification.

また、特許文献２には、研磨又は切断加工に使用した研磨材（砥粒）をメカノケミカル的に、あるいはコロイド化学的に担磁させて磁気分離により回収するという、非常に複雑な工程が開示されている。
特開２００１−２７８６１２号公報 特開２００２−２９２５６５号公報 Patent Document 2 discloses a very complicated process in which abrasives (abrasive grains) used for polishing or cutting are magnetized chemically or colloidally and collected by magnetic separation. Has been.
JP 2001-278612 A JP 2002-292565 A

しかし、特許文献１および特許文献２では、シリコン粉と砥粒の混合粉末から砥粒を除去するために複雑な工程が必要である。また、特許文献１では、２重量％の炭化珪素が回収したシリコン粉に含まれている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から従来よりも簡便な手法にて不純物の除去が可能となるシリコン精製方法、および本精製方法に好ましく使用できるシリコン精製装置を提供するものである。
さらに本発明は、本発明のシリコン精製方法により回収された、従来よりも結晶性の良い再生砥粒を提供するものである。 However, in patent document 1 and patent document 2, in order to remove an abrasive grain from the mixed powder of a silicon powder and an abrasive grain, a complicated process is required. Moreover, in patent document 1, 2 weight% of silicon carbide is contained in the collect | recovered silicon powder.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a silicon purification method capable of removing impurities from waste liquid generated when silicon is machined by a simpler method than before, and A silicon purification apparatus that can be preferably used in the present purification method is provided.
Furthermore, the present invention provides regenerated abrasive grains recovered by the silicon purification method of the present invention and having better crystallinity than conventional ones.

課題を解決するための手段および効果Means and effects for solving the problem

本発明のシリコン精製方法は、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を分離する粉末分離工程と、減圧または不活性ガス雰囲気下の加熱容器中において前記粉末をシリコンの融点以上２０００℃以下の温度に加熱し、シリコンが溶融した溶湯とする溶融工程と、前記溶湯に含まれる前記加熱容器の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを前記加熱容器に残し、粘度の低いシリコン融液を冷却容器に出湯する出湯工程と、を備える。   The silicon purification method of the present invention includes a powder separation step of separating powder containing silicon powder having silicon oxide from waste liquid generated when machining silicon, and a heating container under reduced pressure or inert gas atmosphere. The powder is heated to a temperature not lower than the melting point of silicon and not higher than 2000 ° C. to form a molten metal in which silicon is melted, and the high-viscosity silicon oxide attached to the inner wall or bottom of the heating vessel contained in the molten metal is heated. And a hot water discharge step of leaving the silicon melt having a low viscosity to the cooling container.

本発明では、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から取得した酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を収納工程により、加熱容器に収納する。その後、溶融工程により、シリコンの融点以上２０００℃以下の温度に加熱し、加熱容器内で溶湯とする。この溶湯内において、シリコンは、溶融しており粘度の低いシリコン融液である。また、シリコン粉に含まれていた酸化シリコンは、粘度が高く水飴状である。この溶湯が加熱容器内の対流により攪拌されることにより、粘度の高い酸化シリコンは、加熱容器の内壁または底に粘着する。この結果、出湯工程により、粘度の高い酸化シリコンを加熱容器に残留させたまま、加熱容器から粘度の低いシリコン融液を冷却容器に出湯することができる。この冷却容器のシリコン融液を固化させることにより、精製された高純度シリコンを得ることができる。   In the present invention, powder containing silicon powder having silicon oxide obtained from waste liquid generated when machining silicon is stored in a heating container by a storing process. Then, it is heated to a temperature not lower than the melting point of silicon and not higher than 2000 ° C. by a melting step to form a molten metal in a heating container. In this molten metal, silicon is a molten silicon melt having a low viscosity. Moreover, the silicon oxide contained in the silicon powder has a high viscosity and is in a water tank shape. When this molten metal is stirred by convection in the heating container, silicon oxide having a high viscosity adheres to the inner wall or bottom of the heating container. As a result, the silicon melt having a low viscosity can be discharged from the heating container to the cooling container while the high-viscosity silicon oxide remains in the heating container. Purified high-purity silicon can be obtained by solidifying the silicon melt in the cooling container.

また、本発明では、前記粉末が前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含む場合も、精製された高純度シリコンを得ることができる。
つまり、前記粉末に砥粒が含まれる場合、前記溶湯に砥粒が含まれる。この固定砥粒または遊離砥粒から生じる砥粒は、溶湯内において固体であり、密度がシリコン融液より大きい。その結果、砥粒は、溶湯の加熱容器内の対流により、加熱容器内の内壁または底に付着した粘度の高い酸化シリコンに付着する。その結果、出湯工程により、砥粒を粘度の高い酸化シリコンと共に加熱容器に残留させたまま、加熱容器から粘度の低いシリコン融液を冷却容器に出湯することができる。 In the present invention, purified high-purity silicon can also be obtained when the powder contains abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining.
That is, when the powder contains abrasive grains, the molten metal contains abrasive grains. The abrasive grains generated from the fixed abrasive grains or loose abrasive grains are solid in the molten metal and have a density higher than that of the silicon melt. As a result, the abrasive grains adhere to the high-viscosity silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the heating container by convection of the molten metal in the heating container. As a result, in the hot water discharge process, the silicon melt having a low viscosity can be discharged from the heating container to the cooling container while the abrasive grains remain in the heating container together with the silicon oxide having a high viscosity.

このように酸化シリコンを有するシリコン粉含む粉末、または酸化シリコンを有するシリコン粉及び砥粒を含む粉末について溶融工程および出湯工程を行うことにより、従来よりも簡便な手法にて酸化シリコンまたは酸化シリコンおよび砥粒を除去しシリコンを精製することが可能となる。また、太陽電池などに使用するシリコン材料として好ましく使用できるレベルにまで簡便に精製された高純度シリコンを得ることができる。このため、太陽電池用シリコンの不足の解消を図ることができ、さらに廃棄物量の削減を図ることができる。
また、加熱容器に付着した酸化シリコンおよび砥粒から砥粒を回収することにより、結晶化が促進され強度が高く、約１μｍやサブミクロンの粒径の再生砥粒を得ることができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。 In this way, by performing a melting step and a hot water discharge step on the silicon powder containing silicon oxide, or the silicon powder containing silicon oxide and the powder containing abrasive grains, silicon oxide or silicon oxide and It is possible to remove the abrasive grains and refine the silicon. In addition, high-purity silicon that is easily purified to a level that can be preferably used as a silicon material used for solar cells or the like can be obtained. For this reason, the shortage of silicon for solar cells can be solved, and the amount of waste can be further reduced.
Further, by recovering the abrasive grains from the silicon oxide and abrasive grains adhering to the heating container, crystallization is promoted and the strength is high, and regenerated abrasive grains having a particle diameter of about 1 μm or submicron can be obtained.
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be exemplified.

前記固定砥粒または前記遊離砥粒は、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドまたはダイヤモンドを含んでもよい。
前記機械加工は、シリコンの円筒研削、切断、研磨またはウェハスライスであってもよい。
前記粉末分離工程は、（１）前記廃液をフィルターまたは遠心分離機を用いて固体分を捕捉し乾燥させることにより固体部分を取得する方法、（２）前記廃液を回収し加熱または蒸留することにより固体部分を取得する方法および（３）前記廃液に対して凝集剤を用いて固体部分を取得する方法のうち少なくとも１つを含む工程である固体部分分離工程を含んでもよい。
前記粉末分離工程は、前記固体部分分離工程により取得した前記固体部分を水、酸溶液、アルカリ溶液および有機溶剤のうち少なくとも１つを用いて洗浄する洗浄工程をさらに含んでもよい。
前記出湯工程において出湯されなかった部分である残留部を回収する残留部回収工程をさらに備えてもよい。
前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含み、かつ前記砥粒を含む前記残留部と酸溶液またはアルカリ溶液とを混合し、前記砥粒を分離する砥粒回収工程をさらに備えてもよい。
前記砥粒回収工程により得られた前記砥粒をふるい分けまたは分級する分級工程をさらに備えてもよい。
本発明は、前記砥粒回収工程または前記分級工程により得られた再生砥粒も提供する。 The fixed abrasive or the loose abrasive may include silicon carbide, silicon nitride, or diamond.
The machining may be cylindrical grinding, cutting, polishing or wafer slicing of silicon.
The powder separation step includes (1) a method of obtaining a solid portion by capturing and drying the solid content using a filter or a centrifuge, and (2) collecting or heating or distilling the waste liquid. A solid part separation step, which is a step including at least one of a method for obtaining a solid part and (3) a method for obtaining a solid part using a flocculant with respect to the waste liquid, may be included.
The powder separation step may further include a washing step of washing the solid portion obtained by the solid partial separation step using at least one of water, an acid solution, an alkaline solution, and an organic solvent.
You may further provide the residual part collection | recovery process which collect | recovers the residual part which is a part which was not discharged in the said hot water extraction process.
The powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining, and the residual portion containing the abrasive grains is mixed with an acid solution or an alkali solution to separate the abrasive grains. You may further provide an abrasive grain collection | recovery process.
You may further provide the classification process of sieving or classifying the said abrasive grain obtained by the said abrasive grain collection | recovery process.
The present invention also provides regenerated abrasive grains obtained by the abrasive grain recovery step or the classification step.

本発明は、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から分離され、かつ酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を溶湯とする加熱容器、前記加熱容器を加熱する加熱手段および前記溶湯に含まれるシリコン融液を出湯する出湯手段を有する溶融炉と、前記溶湯に含まれる粘度の低いシリコン融液を収納し冷却する冷却容器と、前記加熱容器の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを含む残留部を収納する残留部容器とを備え、前記溶融炉、前記冷却容器および前記残留部容器は、減圧可能な減圧容器の内部にあるシリコン精製装置も提供する。
前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含んでもよい。
前記機械加工は、シリコンの円筒研削、切断、研磨またはウェハスライスであってもよい。
前記加熱容器の内壁または底に付着した酸化シリコンを含む前記残留部を物理的な方法で掻き出し、前記残留部容器に移動させる残留部回収機構をさらに備えてもよい。
前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含み、かつ前記砥粒を含む前記残留部と酸溶液またはアルカリ溶液とを混合し、前記砥粒を分離する洗浄機構をさらに備えてもよい。
前記洗浄機構により分離された前記砥粒をふるい分けまたは分級する分粒機構をさらに備えてもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。 The present invention includes a heating container in which a powder containing silicon powder containing silicon oxide, which is separated from a waste liquid generated when machining silicon, is used as a molten metal, heating means for heating the heating container, and the molten metal. A melting furnace having a means for discharging a molten silicon melt, a cooling container for storing and cooling a low-viscosity silicon melt contained in the molten metal, and a high-viscosity silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the heating container A refining part container for containing a remnant part including the melting furnace, the cooling container, and the remnant part container.
The powder may include abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining.
The machining may be cylindrical grinding, cutting, polishing or wafer slicing of silicon.
You may further provide the residual part collection | recovery mechanism which scrapes off the said residual part containing the silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the said heating container by a physical method, and moves to the said residual part container.
The powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining, and the residual portion containing the abrasive grains is mixed with an acid solution or an alkali solution to separate the abrasive grains. A cleaning mechanism may be further provided.
You may further provide the classification mechanism which sifts or classifies the said abrasive grain isolate | separated by the said washing | cleaning mechanism.
The various embodiments shown here can be combined with each other.

以下、本発明の一実施形態を説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.

図１は、本発明の一実施形態のシリコン精製方法のフローチャートである。
また、図２は、本発明の一実施形態のシリコン精製方法に用いるシリコン精製装置の概略断面図である。
本発明の一実施形態のシリコン精製方法では、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液１について、まずシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３を得る粉末分離工程を行う。粉末分離工程では、廃液１中の液体部分を除去する固体部分分離工程を行うことができ、固体部分分離工程により固体部分２を得ることができる。なお、固体部分２は粉末３と同一である場合がある。また、粉末分離工程では、固体部分２の金属成分などを除去する洗浄工程を行うことができ、洗浄工程によりシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３を得ることもできる。その後、粉末３について、シリコン精製装置２４を用いて収納工程、溶融工程および出湯工程を行うことにより高純度シリコン６を得ることができる。また、残留部回収工程、砥粒回収工程、分級工程を行うことにより、再生砥粒８を得ることもできる。
以下、本実施形態について説明する。 FIG. 1 is a flowchart of a silicon purification method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a silicon purification apparatus used in the silicon purification method of one embodiment of the present invention.
In the silicon refining method of one embodiment of the present invention, the powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 is first obtained with respect to the waste liquid 1 generated when silicon is machined. A separation step is performed. In the powder separation step, a solid partial separation step for removing the liquid portion in the waste liquid 1 can be performed, and the solid portion 2 can be obtained by the solid partial separation step. The solid portion 2 may be the same as the powder 3. Moreover, in the powder separation process, a cleaning process for removing metal components and the like of the solid portion 2 can be performed, and the powder 3 including the silicon powder 4 or the powder 3 including the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 is obtained by the cleaning process. You can also. Then, the high purity silicon 6 can be obtained by performing a storing process, a melting process, and a tapping process for the powder 3 using the silicon purification device 24. Moreover, the reproduction | regeneration abrasive grain 8 can also be obtained by performing a residual part collection | recovery process, an abrasive grain collection | recovery process, and a classification process.
Hereinafter, this embodiment will be described.

１．シリコンの精製方法および精製装置
１−１．シリコンの機械加工
シリコン単結晶又は多結晶からなる薄板（シリコンウェハ）の製造工程などシリコンの加工工程において、シリコンについて様々な機械加工が行われる。シリコンの機械加工は、特に限定されないが、たとえばシリコンの円筒研削、切断、研磨、ウェハスライス、ダイシング切断および外周切削などである。これらのシリコンの機械加工に用いられるものはそれぞれの機械加工により異なるが、たとえば、水、潤滑油、切断刃、ワイヤー、遊離砥粒および固定砥粒などのうち１つ以上が用いられる。
なお、遊離砥粒とは、粉末状の砥粒であり、一般的に水、潤滑油中に遊離した状態で使用される。また、固定砥粒とは、結合剤などで固定された砥粒である。
また、遊離砥粒および固定砥粒は、特に限定されないが、たとえば、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドまたはダイヤモンドを１つ以上含むものが用いられる。 1. 1. Silicon purification method and purification apparatus 1-1. Silicon machining Various machining processes are performed on silicon in a silicon processing process such as a manufacturing process of a thin plate (silicon wafer) made of silicon single crystal or polycrystal. The machining of silicon is not particularly limited, and includes, for example, cylindrical grinding, cutting, polishing, wafer slicing, dicing cutting, and peripheral cutting of silicon. What is used for the machining of these silicon differs depending on the machining, but for example, one or more of water, lubricating oil, cutting blade, wire, loose abrasive and fixed abrasive are used.
The loose abrasive grains are powdery abrasive grains and are generally used in a state of being liberated in water and lubricating oil. Fixed abrasive grains are abrasive grains fixed with a binder or the like.
Further, the loose abrasive grains and the fixed abrasive grains are not particularly limited, but, for example, those containing at least one of silicon carbide, silicon nitride or diamond are used.

これらのシリコンの機械加工による廃液１には、それぞれの加工により異なるが、一般に下記のようなものが含まれる。
（１）水分
（２）シリコンが削られることのより生じるシリコン粉４。このシリコン粉４は、表面に酸化膜（酸化シリコン）を有する。また、このシリコン粉４は、粒度が０．００１μｍ〜９９．９μｍである。また、このシリコン粉４は、酸化膜（ＳｉＯx）の比率が高い。
（３）機械加工に使用した固定砥粒、遊離砥粒から生じる砥粒５。
（４）切断刃、ワイヤー等から生じる金属成分
（５）潤滑油のオイル成分 The waste liquid 1 obtained by machining these silicons is different depending on each process, but generally includes the following.
(1) Moisture (2) Silicon powder 4 produced by cutting silicon. The silicon powder 4 has an oxide film (silicon oxide) on the surface. The silicon powder 4 has a particle size of 0.001 μm to 99.9 μm. The silicon powder 4 has a high oxide film (SiO x ) ratio.
(3) Abrasive grains 5 generated from fixed abrasive grains and free abrasive grains used in machining.
(4) Metal component generated from cutting blade, wire, etc. (5) Oil component of lubricating oil

１−２．粉末分離工程
粉末分離工程において、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液１からシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３を取得する。粉末分離工程は、固体部分分離工程を含むことができる。また、粉末分離工程は、洗浄工程を含むこともできる。
また、図３は、本発明の一実施形態のシリコンの各機械加工についての粉末分離工程のフローチャートである。 1-2. Powder Separation Step In the powder separation step, powder 3 containing silicon powder 4 or powder 3 containing silicon powder 4 and abrasive grains 5 is obtained from waste liquid 1 generated when silicon is machined. The powder separation step can include a solid partial separation step. Further, the powder separation step can include a washing step.
FIG. 3 is a flowchart of a powder separation process for each machining of silicon according to an embodiment of the present invention.

１−２−１．固体部分分離工程
固体部分分離工程により、廃液１から固体部分２を得ることができる。なお、固体部分２は粉末３と同一の場合がある。固体部分分離工程は、（１）廃液１をフィルターまたは遠心分離機を用いて固体分を捕捉し乾燥させることにより固体部分２を取得する方法、（２）廃液１を回収し加熱または蒸留することにより固体部分２を取得する方法及び（３）廃液１に対して凝集剤を用いて固体部分２を取得する方法のうち少なくとも１つを含む工程である。
なお、この固体部分２には、オイル成分および金属成分が含まれている場合がある。また、固体部分２は、粉末３である場合もある。
固体部分分離工程は特に限定されないが、以下に、具体的なシリコンの機械加工を行った際に発生する廃液１についての固体部分分離工程の一例について説明する。 1-2-1. Solid part separation process The solid part 2 can be obtained from the waste liquid 1 by the solid part separation process. The solid part 2 may be the same as the powder 3. In the solid partial separation step, (1) a method of obtaining the solid portion 2 by capturing and drying the solid content of the waste liquid 1 using a filter or a centrifuge, and (2) collecting and heating or distilling the waste liquid 1. The method includes at least one of a method for obtaining the solid portion 2 by (3) and a method for obtaining the solid portion 2 from the waste liquid 1 using a flocculant.
The solid portion 2 may contain an oil component and a metal component. The solid part 2 may be a powder 3.
The solid partial separation step is not particularly limited, but an example of the solid partial separation step for the waste liquid 1 generated when specific silicon machining is performed will be described below.

１−２−１−１．シリコンの外周切削、切断加工、研削加工を行った場合
シリコンの機械加工は、たとえば円筒研削盤、バンドソー、平面研削盤、ロータリー研削盤、マルチワイヤソーなどを用いて行うことができる。潤滑材には、水またはオイルを用いることができる。これらのシリコンの機械加工により発生する廃液１について、固体部分分離工程を行うことができる。たとえば、水またはオイルを循環させる際にフィルターろ過または遠心分離で切断屑を捕集すること、切断後の水またはオイルをフィルタープレス等で絞って切断屑を回収すること、または凝集剤を用いて切断屑を回収することなどにより固体部分２を得ることができる。
また、凝集剤は、たとえばアニオン、カチオン系の高分子凝集剤が適用可能である。ただし、後工程において使用した凝集剤に対して可溶性を示す有機溶剤等を用いて凝集剤を除去することが必要となる場合がある。
シリコンの外周切削、切断加工を行った場合、金属不純物を含む場合があり、また、シリコン粉４の酸化膜の比率が高い場合がある。 1-2-1-1. When silicon peripheral cutting, cutting, and grinding are performed Silicon machining can be performed using, for example, a cylindrical grinder, a band saw, a surface grinder, a rotary grinder, a multi-wire saw, or the like. Water or oil can be used as the lubricant. A solid partial separation step can be performed on the waste liquid 1 generated by machining these silicon. For example, when circulating water or oil, collecting cutting waste by filtering or centrifuging, collecting the cutting waste by squeezing the water or oil after cutting with a filter press, or using a flocculant The solid part 2 can be obtained, for example, by collecting cutting waste.
As the flocculant, for example, anionic and cationic polymer flocculants can be applied. However, it may be necessary to remove the flocculant using an organic solvent that is soluble in the flocculant used in the subsequent step.
When silicon outer peripheral cutting or cutting is performed, metal impurities may be included, and the ratio of the oxide film of the silicon powder 4 may be high.

１−２−１−２．シリコンの研磨、ダイシング切断を行った場合
シリコンの機械加工は、たとえば研磨装置、ダイシングソーなどを用いて加工を行うことができる。潤滑材には、水が用いられることが多い。これらのシリコンの機械加工により発生する廃液１について、固体部分分離工程を行うことができる。たとえば、廃液１をフィルタープレス、遠心分離機等を用いて切断屑として固体部分２を回収することができる。
シリコンの研磨で用いられる研磨パッドやダイシング切断で用いられるダイシングブレードには、固定砥粒としてダイヤモンドを分散させているものが用いられることが多い。このため、回収された固体部分２には、砥粒５としてダイヤモンドが含まれる場合が多い。また、シリコン粉４の酸化膜の比率が大きい場合がある。 1-2-1-2. When silicon is polished or diced and cut The silicon can be machined using, for example, a polishing apparatus or a dicing saw. Water is often used for the lubricant. A solid partial separation step can be performed on the waste liquid 1 generated by machining these silicon. For example, the solid portion 2 can be recovered by using the waste liquid 1 as a cutting waste using a filter press, a centrifuge, or the like.
In many cases, a polishing pad used for polishing silicon or a dicing blade used for dicing cutting is one in which diamond is dispersed as fixed abrasive grains. For this reason, the recovered solid portion 2 often contains diamond as the abrasive grains 5. Moreover, the ratio of the oxide film of the silicon powder 4 may be large.

１−２−１−３．シリコンウェハの製造を行った場合
シリコンの機械加工は、マルチワイヤソーを用いて加工を行うことができる。潤滑材には、水溶性または油性のオイルが用いられることが多い。具体的には、潤滑材中にシリコンカーバイト、シリコンナイトライドなどの遊離砥粒を混合してスラリーを製造し、金属ワイヤーを走行させながらシリコンに送りを与えて切断を行うことができる。
例えば、切断後のスラリーを回収し、これをフィルタープレス、遠心分離などの方法を用いて切断屑として固体部分２を回収することができる。
この方法で回収した固体部分２は、オイル成分、ワイヤー起因の金属粉、シリコンカーバイト、シリコンナイトライド等の砥粒５が含まれる場合が多い。また、シリコン粉４の酸化膜の比率が大きい場合がある。
また、具体的には、マルチワイヤソーを用い、潤滑材に水、水溶性または油性のオイルを用い、金属ワイヤー中にダイヤモンド等の固定砥粒を固着させたワイヤーを走行させながらシリコンに送りを与えて切断を行うこともできる。
たとえば、水またはオイルを循環させる際にフィルターろ過または遠心分離で切断屑を捕集すること、または切断後の水またはオイルをフィルタープレス等で絞って切断屑を回収することなどにより固体部分２を得ることができる。
この方法で回収した固体部分２は、ワイヤー起因の金属粉、ダイヤモンド等の砥粒５が比較的多く含まれる場合が多い。また、シリコン粉４の酸化膜の比率が大きい場合がある。また、潤滑材に水溶性または油性のオイルを用いた場合、オイル成分も含まれる。 1-2-1-3. When a silicon wafer is manufactured Silicon processing can be performed using a multi-wire saw. As the lubricant, water-soluble or oil-based oil is often used. Specifically, a slurry can be produced by mixing free abrasive grains such as silicon carbide and silicon nitride in a lubricant, and cutting can be performed by feeding the silicon while running a metal wire.
For example, the solid portion 2 can be recovered by recovering the slurry after cutting and using the slurry as a cutting waste using a method such as filter pressing or centrifugation.
The solid portion 2 collected by this method often contains abrasive grains 5 such as oil components, metal powder derived from wires, silicon carbide, and silicon nitride. Moreover, the ratio of the oxide film of the silicon powder 4 may be large.
Specifically, using a multi-wire saw, water, water-soluble or oil-based oil is used as the lubricant, and a wire with diamond or other fixed abrasive grains fixed in the metal wire is fed to the silicon to feed it. Can also be cut.
For example, when water or oil is circulated, the solid part 2 is collected by collecting cutting waste by filtering or centrifuging, or by collecting the cutting waste by squeezing the water or oil after cutting with a filter press or the like. Obtainable.
In many cases, the solid portion 2 collected by this method contains a relatively large amount of abrasive grains 5 such as metal powder and diamond derived from a wire. Moreover, the ratio of the oxide film of the silicon powder 4 may be large. In addition, when water-soluble or oil-based oil is used for the lubricant, an oil component is also included.

１−２−１−４．水溶性または油性のオイルを使用した場合
水溶性または油性のオイルを使用した場合、オイルの再利用も考慮し、切断後のスラリーを回収し、蒸留を行い、固体を回収することにより、固体部分２を回収することも可能である。この方法により得られた固体部分２はオイル成分の含有量が比較的少ない。また、蒸留により得られた液体はオイルとして再利用することも可能である。このことにより、廃棄物量の削減が可能である。 1-2-1-4. When water-soluble or oil-based oil is used When water-soluble or oil-based oil is used, considering the reuse of the oil, the slurry after cutting is recovered, distilled, and the solid is recovered. 2 can also be recovered. The solid portion 2 obtained by this method has a relatively low content of oil components. Moreover, the liquid obtained by distillation can also be reused as oil. As a result, the amount of waste can be reduced.

１−２−２．洗浄工程
洗浄工程において、固体部分分離工程により分離された固体部分２を水、酸溶液、アルカリ溶液および有機溶剤のうち少なくとも１つを用いて洗浄することができる。洗浄工程により、たとえば固体部分２に含まれるオイル成分および金属成分などを除去することができる。なお、シリコンの酸化膜である酸化シリコンは、酸洗浄により除去される場合があるが、放置している間に自然酸化膜のようなかたちで酸化膜が再度形成される場合がある。
洗浄工程は、特に限定されないが、以下に固体部分２からオイル成分および金属成分を除去した洗浄工程の一例について説明する。 1-2-2. Washing Step In the washing step, the solid portion 2 separated by the solid portion separation step can be washed using at least one of water, an acid solution, an alkaline solution, and an organic solvent. By the washing step, for example, oil components and metal components contained in the solid portion 2 can be removed. Silicon oxide, which is a silicon oxide film, may be removed by acid cleaning, but the oxide film may be formed again in the form of a natural oxide film while being left standing.
Although a washing | cleaning process is not specifically limited, Below, an example of the washing | cleaning process which removed the oil component and the metal component from the solid part 2 is demonstrated.

１−２−２−１．固体部分からのオイル成分の除去方法
固体部分分離工程により得られた固体部分２のうち、水溶性または油性のオイルを用いるシリコンの切断加工の廃液１から回収した固体部分２は、オイル成分が２％〜５０％の高い成分で残留している場合がある。
このオイル成分を除去するために洗浄工程を行うことができる。たとえば、固体部分２をオイルの沸点以上に加熱することにより潤滑油のオイル成分を除去することができる。また、たとえば固体部分２を酸溶液または有機溶剤により洗浄することによりオイル成分を除去するができる。
固体部分２をオイルの沸点以上に加熱する方法は、特に限定されないが、たとえば、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気中でオイルの沸点以上に加熱することにより、オイル成分をたとえば１％以下とすることができる。
また、固体部分２を洗浄する酸溶液は、特に限定されないが、たとえば、塩酸、硫酸などである。また、固体成分２を洗浄する有機溶剤は、特に限定されないが、たとえば、イソプロピルアルコール、エタノール、アセトンなど、低分子であり、オイル成分に対して可溶性の有機溶剤などである。
固体部分２の回収に凝集剤を使用した場合、凝集剤に対して可溶な有機溶剤を用いて固体部分２の洗浄を行う場合がある。 1-2-2-1. Method of removing oil component from solid part Of the solid part 2 obtained by the solid part separation step, the solid part 2 recovered from the waste liquid 1 of silicon cutting using water-soluble or oily oil has an oil component of 2 In some cases, it remains as a high component of 50% to 50%.
A washing step can be performed to remove this oil component. For example, the oil component of the lubricating oil can be removed by heating the solid portion 2 to the boiling point of the oil or higher. Further, for example, the oil component can be removed by washing the solid portion 2 with an acid solution or an organic solvent.
The method for heating the solid portion 2 to be higher than the boiling point of the oil is not particularly limited. For example, the oil component is reduced to, for example, 1% or less by heating the oil in the vacuum atmosphere or the inert gas atmosphere to the oil boiling point or higher. Can do.
Moreover, the acid solution for washing the solid portion 2 is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid and sulfuric acid. Moreover, the organic solvent for washing the solid component 2 is not particularly limited, but is, for example, an organic solvent that has a low molecular weight such as isopropyl alcohol, ethanol, acetone, and is soluble in the oil component.
When a flocculant is used for recovery of the solid portion 2, the solid portion 2 may be washed using an organic solvent that is soluble in the flocculant.

１−２−２−２．固体部分からの金属成分の除去方法
固体部分分離工程により得られた固体部分２は金属成分を含んでいる場合がある。特にシリコンウェハの製造した際に発生する廃液１から得られた固体部分２は金属成分を例えば０．０１ｗｔ％〜９．９ｗｔ％で含んでいる場合がある。
この金属成分を除去するために洗浄工程を行うことができる。たとえば、固体部分２を酸溶液で洗浄することにより金属成分を除去することができる。また、固体部分２から金属成分を偏析などにより除去することもできる。
固体部分２を洗浄する酸溶液は、特に限定されないが、たとえば、塩酸、硫酸、フッ酸などである。なお、固体部分２に含まれる金属成分は、単一粒として存在しているため、酸溶液による洗浄により除去が容易である。
なお、高濃度で金属成分を含有している固体部分２を高温で溶融すると合金を形成する場合がある。合金の形成後、偏析で除去することは困難である場合が多い。 1-2-2-2. Method for removing metal component from solid portion The solid portion 2 obtained by the solid portion separation step may contain a metal component. In particular, the solid portion 2 obtained from the waste liquid 1 generated when a silicon wafer is manufactured may contain a metal component in an amount of 0.01 wt% to 9.9 wt%, for example.
A cleaning step can be performed to remove this metal component. For example, the metal component can be removed by washing the solid portion 2 with an acid solution. Further, the metal component can be removed from the solid portion 2 by segregation or the like.
The acid solution for washing the solid portion 2 is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid, sulfuric acid, and hydrofluoric acid. In addition, since the metal component contained in the solid part 2 exists as a single grain, it can be easily removed by washing with an acid solution.
An alloy may be formed when the solid portion 2 containing a metal component at a high concentration is melted at a high temperature. After the alloy is formed, it is often difficult to remove by segregation.

１−２−３．粉末
固体部分分離工程および洗浄工程を経て回収、洗浄されたシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３は、オイル成分、金属成分は少ないが、シリコン粉４の酸化膜の割合が大きい。また一般にシリコンカーバイト、シリコンナイトライド、ダイヤモンド等からなる砥粒５を含む場合が多く、そのままでは太陽電池などに使用するシリコン材料としては好ましいものではない。
粉末３が砥粒５を含む場合、砥粒５の含有量は、特に限定されないが、たとえば１〜２０ｗｔ％（たとえば１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８および２０ｗｔ％の何れか２つの間の範囲）である。
また、シリコン粉４は、粒度が０．００１μｍ〜９９．９μｍ（たとえば０．００１、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、３、４、５、７、１０、３０、５０、７０、および９９．９μｍの何れか２つの間の範囲）であり、酸化膜（ＳｉＯx）の比率が高い。シリコン粉中の酸化シリコンの含有量は、たとえば３ｗｔ％〜３０ｗｔ％（たとえば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９および３０ｗｔ％の何れか２つの間の範囲）である。
よって、粉末分離工程を経て回収、洗浄されたシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３は、シリコン精製装置２４を用いる収納工程、溶融工程および出湯工程を経ることによって、太陽電池などに使用するシリコン材料として好ましく使用できるレベルにまで簡便に精製できる。 1-2-3. Powder The powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 collected and washed through the solid partial separation process and the washing process has few oil components and metal components, but the silicon powder 4 is oxidized. A large proportion of the membrane. In general, it often contains abrasive grains 5 made of silicon carbide, silicon nitride, diamond or the like, and as such is not preferable as a silicon material used for solar cells.
When the powder 3 includes the abrasive grains 5, the content of the abrasive grains 5 is not particularly limited, but for example, 1 to 20 wt% (for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, Range between any two of 16, 18 and 20 wt%).
The silicon powder 4 has a particle size of 0.001 to 99.9 μm (for example, 0.001, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 30, 50, 70, and 99.9 μm), and the ratio of the oxide film (SiO x ) is high. The silicon oxide content in the silicon powder is, for example, 3 wt% to 30 wt% (for example, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 and a range between any two of 30 wt%).
Therefore, the powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 collected and washed through the powder separation process is subjected to a storing process, a melting process and a hot water process using the silicon purifier 24. Therefore, it can be easily purified to a level that can be preferably used as a silicon material used for solar cells and the like.

１−３．シリコン精製装置
溶融工程および出湯工程について説明する前に、これらの工程で用いる図２に示したシリコン精製装置２４について説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
本発明の一実施形態であるシリコン精製装置２４は、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液１から分離され、かつ酸化シリコンを有するシリコン粉４を含む粉末３を溶湯２１とする加熱容器１０、加熱容器１０を加熱する加熱手段１１および溶湯２１に含まれるシリコン融液を出湯する出湯手段１２を有する溶融炉１３と、溶湯２１に含まれる粘度の低いシリコン融液を収納し冷却する冷却容器１４と、加熱容器１０の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを含む残留部を収納する残留部容器１５とを備え、溶融炉１３、冷却容器１４および残留部容器１５は、減圧可能な減圧容器９の内部にある。
また、本発明の一実施形態のシリコン精製法に用いるシリコン精製装置２４は、残留部回収機構２０、搬送機構１６、粉末収納機構１９、洗浄機構および分粒機構を備えてもよい。
以下、本発明の一実施形態のシリコン精製装置２４の各構成要素について説明する。 1-3. Silicon Purification Device Before describing the melting process and the hot water process, the silicon purification device 24 shown in FIG. 2 used in these steps will be described. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.
A silicon purifying apparatus 24 according to an embodiment of the present invention is a heating vessel that uses a powder 3 containing a silicon powder 4 separated from a waste liquid 1 generated when silicon is machined and containing silicon oxide as a molten metal 21. 10. A cooling furnace 13 having a heating means 11 for heating the heating vessel 10 and a tapping means 12 for tapping the silicon melt contained in the molten metal 21, and a cooling for storing and cooling the low-viscosity silicon melt contained in the molten metal 21. A container 14 and a residual container 15 for storing a residual part containing high-viscosity silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the heating container 10 are provided. The melting furnace 13, the cooling container 14, and the residual container 15 can be decompressed. The inside of the vacuum container 9 is
In addition, the silicon purification apparatus 24 used in the silicon purification method of one embodiment of the present invention may include a residual portion recovery mechanism 20, a transport mechanism 16, a powder storage mechanism 19, a cleaning mechanism, and a sizing mechanism.
Hereinafter, each component of the silicon refiner | purifier 24 of one Embodiment of this invention is demonstrated.

１−３−１．減圧容器
減圧容器９は、溶融炉１３、冷却容器１４および残留部容器１５を内部に納めることができ、内部を減圧または不活性ガス雰囲気にすることができれば、特に限定されない。また、残留部回収機構２０、搬送機構１６、および粉末収納手段１９などを備える場合は、これらを内部に納めること、または備えることができる。また、減圧容器９の内部圧力は、たとえば１〜７６０Ｔｏｒｒとすることができることが望ましい。また、不活性ガスは、たとえば、アルゴン、ヘリウムまたは窒素を含むガスである。 1-3-1. Depressurized container The depressurized container 9 is not particularly limited as long as the melting furnace 13, the cooling container 14, and the residual container 15 can be accommodated therein, and the interior can be depressurized or an inert gas atmosphere. Moreover, when the residual part collection | recovery mechanism 20, the conveyance mechanism 16, the powder storage means 19, etc. are provided, these can be accommodated inside or can be provided. Moreover, it is desirable that the internal pressure of the decompression vessel 9 can be set to 1 to 760 Torr, for example. The inert gas is a gas containing, for example, argon, helium or nitrogen.

１−３−２．溶融炉
溶融炉１３は、加熱手段１１、加熱容器１０および出湯手段１２を有する。 1-3-2. Melting furnace The melting furnace 13 includes a heating means 11, a heating container 10, and a tapping means 12.

１−３−２−１．加熱手段
加熱手段１１は、シリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３をシリコンが溶融した溶湯２１とすることができる温度まで加熱することができれば特に限定されないが、たとえば、抵抗加熱ヒーター、誘導加熱、アーク溶融またはプラズマ溶融である。 1-3-2-1. Heating means The heating means 11 is not particularly limited as long as the powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 can be heated to a temperature at which the silicon melted molten metal 21 can be obtained. For example, resistance heater, induction heating, arc melting or plasma melting.

１−３−２−２．加熱容器
加熱容器１０は、シリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３をシリコンが溶融した溶湯２１とすることができる容器であれば、特に限定されない。
加熱容器１０の材質は、たとえば、カーボン、ムライト、アルミナ、マグネシアまたは水冷銅鋳型などである。また、加熱容器１０は、アーク溶融、プラズマ溶融のように、局所的に大きな温度が印加されるような加熱手段１１を用いる場合、水冷銅鋳型が好ましく、抵抗加熱ヒーター、誘導加熱を用いる場合、カーボン坩堝が望ましい。
また、加熱容器１０は、出湯手段１２を備えてもよい。 1-3-2-2. Heating container The heating container 10 is not particularly limited as long as it is a container that can make the powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 into the molten metal 21 in which silicon is melted.
The material of the heating container 10 is, for example, carbon, mullite, alumina, magnesia, or a water-cooled copper mold. In addition, the heating container 10 is preferably a water-cooled copper mold when using a heating means 11 to which a locally high temperature is applied, such as arc melting or plasma melting, and when using a resistance heater or induction heating, A carbon crucible is desirable.
Further, the heating container 10 may include a hot water discharge means 12.

１−３−２−３．出湯手段
出湯手段１２は、加熱容器１０内の溶湯２１に含まれるシリコン融液部２２を出湯するための手段である。なお、シリコン融液部２２とは、溶湯２１に含まれるシリコン融液からなる部分である。出湯手段１２は、シリコン融液部２２を出湯することができれば特に限定されないが、たとえば、加熱容器１０を傾けることができる傾動手段である。
また、たとえば加熱容器１０に出湯手段１２を設けることもできる。
図４は、本発明の一実施形態の出湯手段１２を有する加熱容器１０の斜視図である。
たとえば、図４（ａ）に示すように加熱容器１０の上面に出湯手段１２を設けること、または図４（ｂ）に示すように加熱容器１０の側面／下面の任意の位置に出湯手段１２を設けることもできる。図４（ｂ）の出湯手段１２を設ける場合、開閉可能な構造とする必要がある。 1-3-2-3. The hot water discharge means The hot water discharge means 12 is a means for hot water discharge of the silicon melt part 22 contained in the molten metal 21 in the heating container 10. Note that the silicon melt portion 22 is a portion made of a silicon melt contained in the molten metal 21. The hot water discharge means 12 is not particularly limited as long as the silicon melt portion 22 can be discharged. For example, the hot water discharge means 12 is a tilting means that can tilt the heating container 10.
Further, for example, the hot water discharge means 12 can be provided in the heating container 10.
FIG. 4 is a perspective view of the heating container 10 having the hot water discharge means 12 according to one embodiment of the present invention.
For example, as shown in FIG. 4 (a), the hot water discharge means 12 is provided on the upper surface of the heating container 10, or as shown in FIG. 4 (b), the hot water discharge means 12 is placed at an arbitrary position on the side surface / lower surface of the heating container 10. It can also be provided. When providing the hot water means 12 of FIG.4 (b), it is necessary to set it as the structure which can be opened and closed.

１−３−３．冷却容器
冷却容器１４は、溶湯２１に含まれるシリコン融液部２２を収納することができ、シリコン融液部２２を冷却することができる容器であれば特に限定されないが、たとえば、シリカ坩堝や砂を焼結した坩堝など安価な使い捨てのものを用いることが望ましいが、カーボン鋳型や水冷銅鋳型などに出湯し、鋳型を再利用してもよい。 1-3-3. Cooling container The cooling container 14 is not particularly limited as long as it can store the silicon melt part 22 contained in the molten metal 21 and can cool the silicon melt part 22, but for example, a silica crucible or sand It is desirable to use an inexpensive disposable material such as a crucible sintered, but the mold may be reused by pouring hot water into a carbon mold or a water-cooled copper mold.

１−３−４．残留部容器
残留部容器１５は、加熱容器１０に粘着した粘着部２３を残留部７として収納することができる容器であれば、特に限定されないが、たとえば、シリカ坩堝や砂を焼結した坩堝など安価な使い捨てのもの、カーボン鋳型や水冷銅鋳型のような冷却容器と同様のもの、ステンレスや耐熱ボードなどのような簡易的なもののいずれを用いてもよい。なお、粘着部２３とは、溶湯２１に含まれる酸化シリコン又は酸化シリコンおよび砥粒５が加熱容器１０に粘着した部分である。
また、本実施形態のシリコン精製装置２４は、残留部容器１５の位置と冷却容器１４の位置とを移動させることができる運搬機構１６を備えてもよい。また、運搬機構１６は、減圧容器９内を不活性ガス雰囲気または減圧状態を保持したまま、冷却容器１４と残留部容器１５を回転台やベルトコンベア等の搬送機構１６を用いて搬送可能にすることで位置を交代できることが望ましく、減圧容器９外へ搬出できることがさらに望ましい。 1-3-4. Residual part container The residual part container 15 is not particularly limited as long as it can accommodate the adhesive part 23 adhered to the heating container 10 as the residual part 7. For example, a silica crucible or a crucible obtained by sintering sand is used. Any one of an inexpensive disposable one, a similar one as a cooling container such as a carbon mold or a water-cooled copper mold, or a simple one such as stainless steel or a heat-resistant board may be used. The adhesive portion 23 is a portion where silicon oxide or silicon oxide and abrasive grains 5 contained in the molten metal 21 are adhered to the heating container 10.
In addition, the silicon purification device 24 of the present embodiment may include a transport mechanism 16 that can move the position of the residual container 15 and the position of the cooling container 14. Further, the transport mechanism 16 enables the cooling container 14 and the residual container 15 to be transported using the transport mechanism 16 such as a turntable or a belt conveyor while maintaining the inert gas atmosphere or the decompressed state in the decompression container 9. Thus, it is desirable that the position can be changed, and it is further desirable that the position can be carried out of the decompression container 9.

１−３−５．粉末収納機構
粉末収納機構１９は、加熱容器１０に粉末３を投入し、その粉末３を溶湯２１にすることができれば、特に限定されない。粉末収納機構１９は、減圧容器９内を不活性ガス雰囲気または減圧状態を保持したまま、粉末３を投入することができることが望ましい。
粉末収納機構１９は、たとえば、減圧容器９が備える粉末投入口１７、棒状体１８、ガス吹き付け口などである。棒状体１８の材料は特に限定されないが、たとえばカーボンまたはモリブデン等の高融点金属である。 1-3-5. Powder Storage Mechanism The powder storage mechanism 19 is not particularly limited as long as the powder 3 is charged into the heating container 10 and the powder 3 can be used as the molten metal 21. It is desirable that the powder storage mechanism 19 can supply the powder 3 while maintaining the inert gas atmosphere or the reduced pressure state in the reduced pressure container 9.
The powder storage mechanism 19 is, for example, a powder charging port 17, a rod-shaped body 18, a gas blowing port, and the like included in the decompression container 9. Although the material of the rod-shaped body 18 is not specifically limited, For example, it is a refractory metal such as carbon or molybdenum.

１−３−６．残留部回収機構
残留部回収機構２０は、加熱容器１０に粘着した粘着部２３を残留部７として残留部容器１５に移動させることができる手段であれば、特に限定されないが、たとえば、ヘラ状の掻き出し棒などである。また、残留部回収機構２０の材料は、加熱容器１０に粘着した粘着部２３を残留部容器１５に移動させることができれば特に限定されないが、たとえばカーボンまたはモリブデン等の高融点金属である。 1-3-6. Residual part recovery mechanism The residual part recovery mechanism 20 is not particularly limited as long as it can move the adhesive part 23 adhered to the heating container 10 to the residual part container 15 as the residual part 7. Such as a scraping bar. Moreover, the material of the residual part collection | recovery mechanism 20 will not be specifically limited if the adhesion part 23 adhere | attached on the heating container 10 can be moved to the residual part container 15, For example, it is a refractory metal, such as carbon or molybdenum.

１−３−７．洗浄機構
本発明の一実施形態のシリコン精製装置２４は、さらに残留部７と酸溶液またはアルカリ溶液とを混合し、残留部７に含まれる砥粒５を分離する洗浄機構をさらに備えることができる（図示せず）。この洗浄機構は、「１−６」に記載の砥粒回収工程において使用することができる。なお、この洗浄機構は、残留部７が砥粒５を含まない場合、使用されない。 1-3-7. Cleaning Mechanism The silicon purification apparatus 24 according to an embodiment of the present invention can further include a cleaning mechanism that further mixes the residual portion 7 with an acid solution or an alkaline solution and separates the abrasive grains 5 contained in the residual portion 7. (Not shown). This cleaning mechanism can be used in the abrasive grain recovery process described in “1-6”. This cleaning mechanism is not used when the remaining portion 7 does not include the abrasive grains 5.

１−３−８．分粒機構
本発明の一実施形態のシリコン精製装置２４は、さらに前記洗浄機構により分離された前記砥粒をふるい分けまたは分級する分粒機構をさらに備えることができる（図示せず）。この分粒機構は、「１−７」に記載の分級工程において使用することができる。 1-3-8. Sorting mechanism The silicon purifying apparatus 24 according to an embodiment of the present invention may further include a sorting mechanism for sieving or classifying the abrasive grains separated by the cleaning mechanism (not shown). This sizing mechanism can be used in the classification process described in “1-7”.

１−４．粉末から酸化シリコンの除去又は酸化シリコンおよび砥粒の除去
以下に、シリコン精製装置２４を用いる粉末３から酸化シリコン又は酸化シリコンおよび砥粒５を除去し、高純度シリコン６を得る方法を説明する。
なお、この方法は、溶融工程および出湯工程からなる。また、収納工程を備えることもできる。これらの工程は、減圧容器９の内の雰囲気が減圧または不活性ガスで行われる。不活性ガスは、特に限定されないが、たとえばアルゴン、ヘリウムまたは窒素を含むガスである。また、減圧雰囲気での減圧容器９の内部圧力は、たとえば１Ｔｏｒｒ以上７６０Ｔｏｒｒ以下（たとえば、１、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、７６０Ｔｏｒｒのいずれか二つの間の範囲）である。
この条件で行うことにより、より高純度のシリコンを得ることができる。 1-4. Removal of Silicon Oxide from Silicon or Removal of Silicon Oxide and Abrasive Grains Hereinafter, a method for obtaining high purity silicon 6 by removing silicon oxide or silicon oxide and abrasive grains 5 from powder 3 using silicon purifier 24 will be described.
In addition, this method consists of a melting process and a tapping process. Moreover, the accommodation process can also be provided. In these steps, the atmosphere in the decompression vessel 9 is performed under reduced pressure or an inert gas. Although an inert gas is not specifically limited, For example, it is a gas containing argon, helium, or nitrogen. The internal pressure of the decompression vessel 9 in the decompressed atmosphere is, for example, 1 Torr or more and 760 Torr or less (for example, between any two of 1, 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, and 760 Torr). Range).
By performing under these conditions, higher purity silicon can be obtained.

１−４−１．収納工程
収納工程において、粉末分離工程を経たシリコン粉４を含む粉末３又はシリコン粉４および砥粒５を含む粉末３をシリコン精製装置２４の減圧容器９内の加熱容器１０に収納することができる。収納方法は特に限定されないが、溶融炉１３を減圧容器９内に入れる前に収納することもできる。また、粉末収納手段１９を使用して収納することもできる。 1-4-1. Storage process In the storage process, the powder 3 containing the silicon powder 4 or the powder 3 containing the silicon powder 4 and the abrasive grains 5 that have undergone the powder separation process can be stored in the heating container 10 in the vacuum container 9 of the silicon purifier 24. . Although the storage method is not particularly limited, the melting furnace 13 can be stored before being placed in the decompression vessel 9. Further, it can be stored using the powder storing means 19.

１−４−２．溶融工程
溶融工程において、加熱手段１１により加熱容器１０内の粉末３をシリコンの融点以上２０００℃以下に加熱し、粉末３に含まれるシリコンをシリコン融液とした溶湯２１とする。加熱温度は、たとえば１４１２℃以上２０００℃以下（たとえば、１４１２、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１８００、１９００および２０００℃のいずれか二つの間の範囲）、望ましくは１６００℃以上１８００℃以下とする。
シリコン粉４には酸化膜としての酸化シリコンが多く含まれるため、粉末３をシリコンの融点である１４１２℃近傍に加熱しても溶湯２１の形成に時間を要する場合が多い。このため、粉末３を１６００℃以上の温度に加熱することが望ましい。加熱温度を上げすぎるとシリコンの蒸発が促進される場合があるため、２０００℃以下、望ましくは１８００℃以下とすることが好ましい。
また、溶融工程において粉末収納機構１９により粉末３の追加収納を行ってもよい。また、粉末３は、溶湯２１に含まれるシリコン融液に対して浮く傾向があるため、たとえば棒状体１８やガス吹き付けなどで物理的に粉末３を沈めることもできる。このことにより、加熱容器１０内の溶湯２１を十分な量とすることができる。 1-4-2. Melting process In the melting process, the powder 3 in the heating container 10 is heated by the heating means 11 to a melting point of silicon or higher and 2000 ° C. or lower to obtain a molten metal 21 using silicon contained in the powder 3 as a silicon melt. The heating temperature is, for example, 1412 ° C. or more and 2000 ° C. or less (for example, a range between any one of 1412, 1450, 1500, 1550, 1600, 1800, 1900, and 2000 ° C.), preferably 1600 ° C. or more and 1800 ° C. or less. .
Since the silicon powder 4 contains a large amount of silicon oxide as an oxide film, it often takes time to form the molten metal 21 even if the powder 3 is heated to around 1412 ° C., which is the melting point of silicon. For this reason, it is desirable to heat the powder 3 to a temperature of 1600 ° C. or higher. If the heating temperature is raised too much, the evaporation of silicon may be promoted, so that it is preferably 2000 ° C. or lower, preferably 1800 ° C. or lower.
Further, the powder 3 may be additionally stored by the powder storage mechanism 19 in the melting step. Moreover, since the powder 3 tends to float with respect to the silicon melt contained in the molten metal 21, the powder 3 can be physically submerged by, for example, a rod 18 or gas blowing. Thereby, the molten metal 21 in the heating container 10 can be made into a sufficient amount.

図５は、本発明の一実施形態の溶湯２１を有する加熱容器１０の概略断面図である。
溶湯２１に含まれるシリコン粉４に起因するシリコンは、溶融してシリコン融液として存在する。
溶湯２１は、シリコン融液が主成分である。しかし、シリコン粉４の酸化膜に起因する酸化シリコン２５が存在する。また、固定砥粒または遊離砥粒に起因する砥粒５が存在する場合がある。
酸化シリコン２５は、１４１２℃以上２０００℃以下の溶湯２１においてシリコン融液より高い粘度を持った状態で存在する。一般的に言われているシリコン融液の粘度は０．５ｍＰａ・ｓで水状であるが、酸化シリコン２５の粘度は１６００℃で１０7〜１０9ｍＰａ・ｓ、１８００℃で１０6〜１０8ｍＰａ・ｓで水飴状であり、顕著な差がある。
溶湯２１全体は対流等により攪拌されるため、粘度の高い酸化シリコン２５は、加熱容器１０の内壁または底へ粘着する。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the heating container 10 having the molten metal 21 according to an embodiment of the present invention.
Silicon resulting from the silicon powder 4 contained in the molten metal 21 melts and exists as a silicon melt.
The molten metal 21 is mainly composed of a silicon melt. However, silicon oxide 25 resulting from the oxide film of silicon powder 4 exists. Moreover, the abrasive grain 5 resulting from a fixed abrasive grain or a loose abrasive grain may exist.
The silicon oxide 25 exists in the molten metal 21 of 1412 degreeC or more and 2000 degrees C or less with the viscosity higher than a silicon melt. Although the viscosity of the silicon melt which is generally referred to is a water-like in 0.5 mPa · s, the viscosity of the silicon oxide 25 at 1600 ℃ 10 7 ~10 9 mPa · s, 1800 ℃ in 10 6 to 10 8 mPa · s is in a water tank shape, and there is a remarkable difference.
Since the entire molten metal 21 is stirred by convection or the like, the silicon oxide 25 having a high viscosity sticks to the inner wall or bottom of the heating container 10.

砥粒５は、固定砥粒または遊離砥粒に起因するため、たとえばシリコンカーバイト、シリコンナイトライド、ダイヤモンドなどの粒子である。表１にシリコン、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドおよびダイヤモンドの密度および融点、沸点または昇華点を示す。溶湯２１の温度が１４１２℃以上２０００℃以下であるため、砥粒５は、溶湯２１で固体の粒子として存在する。なお、砥粒５がシリコンナイトライドであり、溶湯２１の温度が１９００℃以上である場合、シリコンナイトライドは、昇華し溶湯２１に含まれない場合がある。また、これらの砥粒５は、シリコン融液より密度が大きい。   Since the abrasive grains 5 are caused by fixed abrasive grains or loose abrasive grains, they are particles such as silicon carbide, silicon nitride, and diamond. Table 1 shows the density and melting point, boiling point or sublimation point of silicon, silicon carbide, silicon nitride and diamond. Since the temperature of the molten metal 21 is 1412 ° C. or higher and 2000 ° C. or lower, the abrasive grains 5 exist as solid particles in the molten metal 21. In addition, when the abrasive grains 5 are silicon nitride and the temperature of the molten metal 21 is 1900 ° C. or higher, the silicon nitride may be sublimated and not included in the molten metal 21. Moreover, these abrasive grains 5 have a higher density than the silicon melt.

溶湯２１に砥粒５が含まれる場合、固体で存在する砥粒５は、シリコン融液の対流により攪拌される。砥粒５は、攪拌されながら多くは加熱容器１０の内壁および底に粘着した酸化シリコン２５に粘着し捕捉される。
溶湯２１の主成分はシリコン融液であり、加熱容器１０の内壁および底に酸化シリコン２５が粘着する。さらに溶湯２１に砥粒が含まれる場合、酸化シリコン２５にさらに砥粒が付着する。
なお、粉末３に含まれるシリコン粉４は、粒度が０．００１μｍ〜９９．９μｍ程度であり、酸化膜（ＳｉＯｘ）の比率が高い。このため、溶湯２１に含まれる砥粒５のすべてが粘着するために必要な酸化シリコン２５は十分に存在すると考えられる。 When the abrasive grains 5 are contained in the molten metal 21, the abrasive grains 5 existing in a solid are agitated by convection of the silicon melt. While being agitated, most of the abrasive grains 5 are adhered and trapped on the silicon oxide 25 adhered to the inner wall and bottom of the heating container 10.
The main component of the molten metal 21 is a silicon melt, and the silicon oxide 25 adheres to the inner wall and the bottom of the heating container 10. Further, when the molten metal 21 contains abrasive grains, the abrasive grains further adhere to the silicon oxide 25.
The silicon powder 4 contained in the powder 3 has a particle size of about 0.001 μm to 99.9 μm and a high ratio of oxide film (SiOx). For this reason, it is considered that there is sufficient silicon oxide 25 necessary for all the abrasive grains 5 contained in the molten metal 21 to adhere.

また、粉末３に含まれるシリコン粉４に起因するシリコンが完全に溶融し溶湯２１が形成された後、溶湯２１の温度を、シリコンの融点以上、溶湯２１を形成した温度以下とすることにより、酸化シリコン２５の粘度をより大きくすることもできる。酸化シリコン２５の粘度を大きくすることにより、酸化シリコン２５を加熱容器２の内壁または底により粘着するようにすることができる。また、溶湯２１に砥粒５含まれる場合、砥粒５も酸化シリコン２５により付着するようにすることができる。また、後述の出湯工程においてシリコン融液部２２だけを出湯することが容易となる。
このように、加熱容器１０内において粉末３から溶湯２１を形成し、溶湯２１を対流させることにより、加熱容器１０に粘着した酸化シリコン２５又は加熱容器１０に粘着した酸化シリコン２５および酸化シリコン２５に粘着した砥粒５からなる粘着部２３と、シリコンが溶融したシリコン融液部２２とに分離することができる。 Moreover, after the silicon resulting from the silicon powder 4 contained in the powder 3 is completely melted and the molten metal 21 is formed, the temperature of the molten metal 21 is set to be equal to or higher than the melting point of silicon and equal to or lower than the temperature at which the molten metal 21 is formed. The viscosity of the silicon oxide 25 can be further increased. By increasing the viscosity of the silicon oxide 25, the silicon oxide 25 can be adhered to the inner wall or bottom of the heating container 2. Moreover, when the abrasive grains 5 are contained in the molten metal 21, the abrasive grains 5 can also be adhered by the silicon oxide 25. Moreover, it becomes easy to pour out only the silicon melt part 22 in the pour-out process described later.
In this way, the molten metal 21 is formed from the powder 3 in the heating container 10 and the molten metal 21 is convected to form the silicon oxide 25 adhered to the heating container 10 or the silicon oxide 25 and the silicon oxide 25 adhered to the heating container 10. It can be separated into an adhesive part 23 composed of the adhered abrasive grains 5 and a silicon melt part 22 in which silicon is melted.

１−４−３．出湯工程
出湯工程において、加熱容器１０内のシリコン融液部２２を冷却容器１４に出湯する。出湯方法は、シリコン融液部２２が出湯されれば、特に限定されないが、出湯手段１２を用いることもできる。たとえば、出湯手段１２である傾動手段を用い加熱容器１０を傾けることにより加熱容器１０内のシリコン融液部２２を冷却容器１４に出湯することができる。
図６は、傾動手段を用い加熱容器１０を傾けシリコン融液部２２を冷却容器１４に出湯した場合の本発明の一実施形態のシリコン精製装置２４の概略断面図である。
また、図４（ａ）に示すように、加熱容器１０の上面に出湯手段１２を設けることにより、加熱容器１０内のシリコン融液部２２を出湯することもできる。また、図４（ｂ）に示すように、加熱容器１０の側面／下面の任意の位置に出湯手段１２を設けることにより、加熱容器１０内のシリコン融液部２２を出湯することもできる。図４（ｂ）の出湯手段１２を設ける場合、開閉可能な構造とする必要がある。 1-4-3. Hot water discharge process In the hot water discharge process, the silicon melt part 22 in the heating container 10 is discharged into the cooling container 14. The hot water discharge method is not particularly limited as long as the silicon melt portion 22 is discharged, but the hot water discharge means 12 can also be used. For example, the silicon melt part 22 in the heating container 10 can be discharged into the cooling container 14 by tilting the heating container 10 using a tilting means that is the hot water discharging means 12.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the silicon purifier 24 according to one embodiment of the present invention when the heating container 10 is tilted using the tilting means and the silicon melt portion 22 is discharged into the cooling container 14.
Moreover, as shown to Fig.4 (a), the hot_water | molten_metal part 22 in the heating container 10 can also be tapped out by providing the hot water discharge means 12 in the upper surface of the heating container 10. FIG. Moreover, as shown in FIG.4 (b), the silicon | silicone melt part 22 in the heating container 10 can also be tapped out by providing the hot water discharge means 12 in the arbitrary positions of the side surface / lower surface of the heating container 10. FIG. When providing the hot water means 12 of FIG.4 (b), it is necessary to set it as the structure which can be opened and closed.

加熱容器１０内のシリコン融液部２２は、粘度が低いため出湯手段１２を用い容易に出湯することができる。しかし、酸化シリコン２５又は酸化シリコン２５と酸化シリコン２５に付着した砥粒５からなる粘着部２３は、加熱容器１０に粘着しているため、出湯せずに加熱容器１０内部に残留させることができる。
すなわち、冷却容器１４に出湯されたシリコン融液部２２は、加熱容器１０で形成した溶湯２１から不純物である酸化シリコン２５又は酸化シリコン２５と砥粒５からなる粘着部２３が除去された精製された高純度のシリコンである。このシリコン融液部２２を冷却容器１４で冷却することにより高純度シリコン６の塊を得ることができる。この高純度シリコン６は、太陽電池の製造に使用するシリコン材料として使用できるため、太陽電池用シリコン不足の解消を図ることができ、また、廃棄物量を削減することができる。
また、この冷却容器１４を搬送機構１６により減圧容器９外に移動することもできる。
以上の収納工程、溶融工程および出湯工程を繰り返すことにより、粉末３から連続して精製された高純度シリコン６を得ることができる。なお、この工程を繰り返すには、出湯工程後に加熱容器１０から粘着部２３を残留部容器１５に回収することが必要である。 Since the silicon melt part 22 in the heating container 10 has a low viscosity, the hot water can be easily discharged using the hot water discharge means 12. However, the adhesive portion 23 made of the silicon oxide 25 or the abrasive grains 5 attached to the silicon oxide 25 and the silicon oxide 25 adheres to the heating container 10 and therefore can remain inside the heating container 10 without taking out hot water. .
That is, the silicon melt part 22 discharged from the cooling container 14 is refined by removing the silicon oxide 25 or the silicon oxide 25 as an impurity and the adhesive part 23 made of the abrasive grains 5 from the molten metal 21 formed in the heating container 10. High purity silicon. By cooling the silicon melt portion 22 with the cooling vessel 14, a lump of high purity silicon 6 can be obtained. Since this high-purity silicon 6 can be used as a silicon material used in the production of solar cells, it is possible to eliminate the shortage of silicon for solar cells and to reduce the amount of waste.
Further, the cooling container 14 can be moved out of the decompression container 9 by the transport mechanism 16.
By repeating the above storage process, melting process and tapping process, high purity silicon 6 continuously purified from the powder 3 can be obtained. In addition, in order to repeat this process, it is necessary to collect | recover the adhesion parts 23 from the heating container 10 to the residual part container 15 after the hot water discharge process.

１−５．残留部回収工程
出湯工程において出湯されなかった部分である残留部を回収する残留部回収工程をさらに行うこともできる。
図７は、傾動手段を用い加熱容器１０を傾け加熱容器１０に粘着した粘着部２３を残留部７として残留部容器１５に移動した場合の本発明の一実施形態のシリコン精製装置２４の概略断面図である。
たとえば、残留部回収機構２０を用いて、加熱容器１０に粘着した粘着部２３および出湯できなかったシリコン融液を物理的な方法で掻き出し残留部７として残留部容器１５に移動することができる。なお、残留部７は、粘着部２３およびシリコン融液の一部を含む。
また、この残留部７を収納した残留部容器１５を搬送機構１６により減圧容器９外に移動することもできる。
なお、残留部７は、酸化シリコン２５及びシリコン、又は酸化シリコン２５、砥粒５及びシリコンを含む。残留部７が砥粒５を含む場合、粉末３と比較すると、砥粒５の割合が多い。
なお、残留部回収工程を行うことにより、加熱容器１０内は、空または空に近い状態とすることができる。このため、上記残留部回収工程、収納工程、溶融工程および出湯工程は、加熱容器１０の寿命（長期使用による消耗などによる）範囲において繰り返し行うことができる。 1-5. Residual Portion Recovery Step A residual portion recovery step of recovering a residual portion that is a portion that has not been discharged in the hot water discharge step can be further performed.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the silicon purifier 24 according to an embodiment of the present invention when the heating container 10 is tilted and the adhesive part 23 adhered to the heating container 10 is moved to the residual part container 15 as the residual part 7. FIG.
For example, by using the residual portion recovery mechanism 20, the adhesive portion 23 adhered to the heating container 10 and the silicon melt that could not be discharged can be scraped out by a physical method and moved to the residual portion container 15 as the residual portion 7. The remaining portion 7 includes the adhesive portion 23 and a part of the silicon melt.
In addition, the residual container 15 containing the residual part 7 can be moved out of the decompression container 9 by the transport mechanism 16.
The remaining portion 7 includes silicon oxide 25 and silicon, or silicon oxide 25, abrasive grains 5, and silicon. When the residual part 7 includes the abrasive grains 5, the proportion of the abrasive grains 5 is larger than that of the powder 3.
In addition, the inside of the heating container 10 can be made empty or nearly empty by performing the residual part recovery step. For this reason, the said residual part collection | recovery process, an accommodation process, a fusion | melting process, and a tapping process can be repeatedly performed in the lifetime (due to consumption by long-term use) of the heating container 10.

１−６．砥粒回収工程
残留部７に砥粒５が含まれる場合、砥粒回収工程において、残留部７を酸溶液またはアルカリ溶液で残留部７に含まれるシリコンおよび酸化シリコン２５を溶解し、砥粒５を分離することができる。たとえば、残留部７に含まれる酸化シリコン２５およびシリコンをフッ酸、硝酸などの酸溶液、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ溶液で溶解、除去し、砥粒５を回収することができる。たとえば、残留部７および酸などを、残留部７：フッ酸（４６％）：硝酸（７０％）：水＝５：２０：１０：７０の割合で混合することができる。これを攪拌しながら１時間保持することができる。その後、遠心分離機により、砥粒５を回収することができる。この回収された砥粒５は、シリコンの機械加工などにおいて再生砥粒８として再利用することができる。このため、コスト削減を図ることができ、さらに廃棄物量の削減が可能である。 1-6. Abrasive Grain Recovery Step When the abrasive grains 5 are included in the residual portion 7, in the abrasive grain recovery step, the residual portion 7 is dissolved in the residual portion 7 with an acid solution or an alkali solution, and the silicon oxide 25 is dissolved in the abrasive grains 5. Can be separated. For example, the silicon oxide 25 and silicon contained in the residual portion 7 are dissolved and removed with an acid solution such as hydrofluoric acid or nitric acid, or an alkali solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide to recover the abrasive grains 5. it can. For example, the residual part 7 and the acid can be mixed in a ratio of residual part 7: hydrofluoric acid (46%): nitric acid (70%): water = 5: 20: 10: 70. This can be held for 1 hour with stirring. Thereafter, the abrasive grains 5 can be recovered by a centrifuge. The recovered abrasive grains 5 can be reused as recycled abrasive grains 8 in silicon machining or the like. For this reason, cost reduction can be aimed at, and also the amount of waste can be reduced.

１−７．分級工程
砥粒回収工程により得られた砥粒５をふるい分けまたは分級する分級工程をさらに備えることができる。砥粒回収工程により回収された砥粒５は、様々な粒径のものを含んでいる。たとえば、切断加工の際に用いられたものであれば、その際の粒径と同じものも含まれ、切断加工の際に砕かれたより小さい粒径のものも含まれる。これをふるい、あるいは分級すれば、所望の粒径の再生砥粒８を得ることができる。その粒径に適したシリコンの機械加工について、この再生砥粒８を再利用することができる。 1-7. Classification process The classification process which sifts or classifies the abrasive grain 5 obtained by the abrasive grain collection | recovery process can be further provided. The abrasive grains 5 collected by the abrasive grain collecting step include those having various particle diameters. For example, if it was used in the cutting process, the same particle size as that used in the cutting process is included, and the smaller particle size crushed in the cutting process is also included. If this is sieved or classified, regenerated abrasive grains 8 having a desired particle diameter can be obtained. The recycled abrasive grain 8 can be reused for silicon machining suitable for the grain size.

２．再生砥粒
砥粒回収工程、分級工程で得られる再生砥粒８は、たとえば、シリコンカーバイト、シリコンナイトライド、ダイヤモンドなどからなる。また、再生砥粒８は、シリコンの機械加工の際に砕かれた固定砥粒または遊離砥粒から生じる。このため、この再生砥粒８には、およそ１μｍの粒径の再生砥粒８やサブミクロンの粒径（＃１００００以上）の再生砥粒８が多く含まれる。このような粒径の小さい砥粒は、通常の生産では粉砕加工などに非常に手間を要する。従って、再生砥粒８は、粒径の小さい砥粒が得られるため、経済的な利点も有する。
また、溶融工程において、砥粒５は、１４１２℃以上に加熱され結晶化が促進される。このため、再生砥粒８は、結晶化が促進された非常に大きい強度を有する。 2. Recycled abrasive grains The recycled abrasive grains 8 obtained in the abrasive grain recovery process and classification process are made of, for example, silicon carbide, silicon nitride, diamond, or the like. Further, the regenerated abrasive grains 8 are generated from fixed abrasive grains or loose abrasive grains crushed during silicon machining. For this reason, the regenerated abrasive grains 8 contain many regenerated abrasive grains 8 having a particle diameter of approximately 1 μm and regenerated abrasive grains 8 having a submicron particle diameter (# 10000 or more). Such abrasive grains having a small particle size require much labor for pulverization and the like in normal production. Therefore, the regenerated abrasive grain 8 has an economical advantage because an abrasive grain having a small particle diameter can be obtained.
In the melting step, the abrasive grains 5 are heated to 1412 ° C. or higher to promote crystallization. For this reason, the regenerated abrasive grains 8 have a very large strength that promotes crystallization.

３．効果実証実験
次に本発明の効果実証実験について説明する。ここでは、シリコンの切断加工を行った際に発生する廃液１に含まれるシリコンを精製する実験およびこの廃液１に含まれる砥粒５から再生砥粒２５を得る実験を行った。 3. Effect Verification Experiment Next, the effect verification experiment of the present invention will be described. Here, an experiment for purifying silicon contained in the waste liquid 1 generated when silicon was cut and an experiment for obtaining the regenerated abrasive grains 25 from the abrasive grains 5 contained in the waste liquid 1 were performed.

３−１．シリコンの機械加工および固体部分分離工程
マルチワイヤソーを用いてシリコンの切断加工を行った。潤滑材には水溶性オイル（大智化学製、ルナクーラント）を用い、遊離砥粒はシナノ製のシリコンカーバイトＧＣ＃１０００（平均粒径約１１μｍ）を用いた。この切断加工により発生した廃液１は、砥粒およびオイル成分が多いため、遠心分離機で砥粒、鉄分を主とする高密度の固体分と、シリコン粉、オイルを主とする低密度成分に分離した。その後、更に固体分を２００℃、７６Ｔｏｒｒで真空蒸留した。得られた固体部分２の組成を調べた結果を表２に示す。なお、固体部分２が含有する鉄粉の量の分析は、ＩＣＰ発光分析により行った。また、固体部分２が含有する砥粒の量の分析は、固体部分２をフッ酸と硝酸の混合液および苛性ソーダを用いて溶解し、残留物の重量を測定することにより行った。固体部分２が含有するオイルの量の分析は、固形物熱重量測定器を用いて、室温から５００℃まで加熱した後の重量変化を測定することにより行った。
固体部分２には、シリコンが削られた結果生じるシリコン粉４、マルチワイヤソーから発生する鉄粉、遊離砥粒から生じる砥粒５および潤滑材であるオイルが含まれ、不純物である鉄粉およびオイル成分が多く含まれることがわかった。 3-1. Silicon machining and solid partial separation process Silicon was cut using a multi-wire saw. Water-soluble oil (manufactured by Ochi Chemical Co., Ltd., Luna Coolant) was used as the lubricant, and silicon carbide GC # 1000 (average particle diameter of about 11 μm) made by Shinano was used as the free abrasive grains. Since the waste liquid 1 generated by this cutting process has a large amount of abrasive grains and oil components, it is divided into a high density solid content mainly composed of abrasive grains and iron by a centrifugal separator, and a low density component mainly composed of silicon powder and oil. separated. Thereafter, the solid content was further vacuum distilled at 200 ° C. and 76 Torr. The results of examining the composition of the obtained solid portion 2 are shown in Table 2. The amount of iron powder contained in the solid portion 2 was analyzed by ICP emission analysis. The amount of abrasive grains contained in the solid portion 2 was analyzed by dissolving the solid portion 2 using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid and caustic soda, and measuring the weight of the residue. The amount of oil contained in the solid portion 2 was analyzed by measuring a change in weight after heating from room temperature to 500 ° C. using a solid thermogravimetric measuring device.
The solid portion 2 includes silicon powder 4 resulting from the shaving of silicon, iron powder generated from a multi-wire saw, abrasive grains 5 generated from loose abrasive grains, and oil as a lubricant, and iron powder and oil as impurities. It was found that many components were contained.

３−２．洗浄工程
固体部分２から、鉄粉とオイル成分を除去するために、塩酸で洗浄を行った。
まず、固体部分２などを、固体部分２：塩酸（３５％）：水＝１：２：２の割合で混合した。その後、混合したものを攪拌しながら１時間保持した。その後、フィルタープレスを用いて固形分を回収し、リンス水を流して酸を除去した。その後、回収された固形分を振動乾燥機を用いて乾燥を行い、シリコン粉４および砥粒５を含む粉末３が得られた。
乾燥後の粉末３の組成を調べた結果を表３に示す。なお、測定方法は、表２の場合と同様である。また、シリコン粉の酸化分は、ＥＤＡＸ製の蛍光Ｘ線を用いて分析を行った。
粉末３は、シリコン粉４を主成分とし、砥粒５を含んでいた。鉄分およびオイルは洗浄工程によりほとんど除去されたことがわかった。 3-2. Washing Step In order to remove iron powder and oil components from the solid part 2, washing was performed with hydrochloric acid.
First, the solid part 2 and the like were mixed at a ratio of solid part 2: hydrochloric acid (35%): water = 1: 2: 2. Thereafter, the mixture was held for 1 hour with stirring. Then, solid content was collect | recovered using the filter press and the rinse water was poured and the acid was removed. Thereafter, the collected solid content was dried using a vibration drier, and a powder 3 containing silicon powder 4 and abrasive grains 5 was obtained.
Table 3 shows the results of examining the composition of the powder 3 after drying. The measurement method is the same as in Table 2. The oxidized content of the silicon powder was analyzed using fluorescent X-rays made by EDAX.
The powder 3 was mainly composed of silicon powder 4 and contained abrasive grains 5. It was found that iron and oil were almost removed by the washing process.

３−３．粉末から酸化シリコンおよび砥粒の除去
シリコン精製装置２４により粉末３から酸化シリコン２５および砥粒５の除去を行い、シリコンの精製を行った。溶融炉１３は、加熱手段１１として誘導加熱することができるものを用い、加熱容器１０としてカーボン坩堝を用いた。また、減圧容器９の内部は、アルゴンガス雰囲気で、内部圧力を７６０Ｔｏｒｒとした。 3-3. Removal of silicon oxide and abrasive grains from the powder Silicon oxide 25 and abrasive grains 5 were removed from the powder 3 by the silicon purifier 24 to refine the silicon. The melting furnace 13 used what can be induction-heated as the heating means 11, and used the carbon crucible as the heating container 10. FIG. The inside of the decompression vessel 9 was an argon gas atmosphere, and the internal pressure was set to 760 Torr.

３−３−１．収納工程
洗浄工程で得られた粉末３を減圧容器９内部の加熱容器１０内に収納した。具体的には、粉末投入口１７から粉末３を加熱容器１０内に投入した。 3-3-1. Storage process The powder 3 obtained in the cleaning process was stored in a heating container 10 inside the decompression container 9. Specifically, the powder 3 was charged into the heating container 10 from the powder inlet 17.

３−３−２．溶融工程
加熱容器１０と粉末３を誘導加熱により加熱した。粉末３を１７００℃まで加熱することにより粉末３に含まれるシリコンが溶融し、粉末３は、溶湯２１となった。その後、粉末３を加熱容器１０内が溶湯２１で満タンになるまで粉末投入口１７から随時投入を行った。粉末３は、溶湯２１に対して浮く傾向があるため、カーボン製の棒状体１８を用いて物理的に粉末３を沈めた。 3-3-2. Melting process The heating container 10 and the powder 3 were heated by induction heating. By heating the powder 3 to 1700 ° C., silicon contained in the powder 3 was melted, and the powder 3 became a molten metal 21. Thereafter, the powder 3 was charged at any time through the powder inlet 17 until the inside of the heating container 10 was filled with the molten metal 21. Since the powder 3 tends to float with respect to the molten metal 21, the powder 3 was physically submerged using a carbon rod 18.

３−３−３．出湯工程
溶融工程後の加熱容器１０を出湯手段１２である傾動手段を用いて傾動することにより、加熱容器１０内のシリコン融液部２２をカーボン鋳型の冷却容器１４に出湯した。この冷却容器１４内のシリコン融液部２２を冷却することにより高純度シリコン６を得ることができた。 3-3-3. Hot water discharge process The heating container 10 after the melting process is tilted by using a tilting means which is the hot water discharging means 12, whereby the silicon melt portion 22 in the heating container 10 is discharged into the cooling container 14 of the carbon mold. High purity silicon 6 could be obtained by cooling the silicon melt part 22 in the cooling container 14.

３−４．高純度シリコン中の砥粒成分および酸化シリコン成分の測定
上記の出湯工程により得られた冷却容器１４内の高純度シリコン６の砥粒５成分および酸化シリコン２５成分の測定を行った。
表４に、高純度シリコン６中の砥粒５成分であるシリコンカーバイト濃度を測定した結果を示す。測定は高純度シリコン６を前洗浄し、表面の有機物（シリコンカーバイト以外のカーボン不純物）を除去した後、堀場製作所製の固体中炭素分析装置ＥＭＩＡで行った。その後、測定されたＣ濃度を分子量からＳｉＣ換算して求めた。この結果より、粉末３では５％であったシリコンカーバイトの濃度が収納工程、溶融工程および出湯工程を経ることにより３００ｐｐｍまで減少していることがわかった。 3-4. Measurement of abrasive grain component and silicon oxide component in high purity silicon The abrasive 5 component and the silicon oxide 25 component of the high purity silicon 6 in the cooling vessel 14 obtained by the above-described hot water process were measured.
Table 4 shows the results of measuring the silicon carbide concentration, which is the five components of abrasive grains in the high-purity silicon 6. The measurement was performed by pre-cleaning high-purity silicon 6 and removing organic substances (carbon impurities other than silicon carbide) on the surface, and then using a solid-in-carbon analyzer EMIA manufactured by Horiba. Thereafter, the measured C concentration was calculated from the molecular weight in terms of SiC. From this result, it was found that the concentration of silicon carbide, which was 5% in the powder 3, decreased to 300 ppm through the storage process, the melting process, and the hot water discharge process.

表５に、高純度シリコン６中の酸素濃度を測定した結果を示す。測定はＥＤＡＸ製の蛍光Ｘ線を用いた。この結果より、粉末３では５〜１０％であった酸素濃度が収納工程、溶融工程および出湯工程を経ることにより、検出限界以下（０．１％以下）まで減少したことがわかった。この結果から、高純度シリコン６には、酸化シリコンがほとんど含まれていないことがわかった。   Table 5 shows the results of measuring the oxygen concentration in the high purity silicon 6. Measurement was performed using fluorescent X-rays manufactured by EDAX. From this result, it was found that the oxygen concentration which was 5 to 10% in the powder 3 decreased to the detection limit or less (0.1% or less) through the storage process, the melting process and the hot water process. From this result, it was found that the high purity silicon 6 contained almost no silicon oxide.

この結果から、得られた高純度シリコン６は、太陽電池などに使用するシリコン材料として好ましく使用できるレベルにまで精製されたことがわかった。   From this result, it was found that the obtained high-purity silicon 6 was refined to a level that can be preferably used as a silicon material used for solar cells and the like.

３−５．残留部回収工程
出湯工程において出湯されなかった部分である残留部を回収する残留部回収工程を行った。
まず、加熱容器１０内に残留した酸化シリコン２５および砥粒５からなる粘着部２３を残留部回収機構２０であるカーボン製のヘラを用いて物理的に掻き出し、カーボン製の残留部容器１５に残留部７として回収した。 3-5. Residual Portion Recovery Step A residual portion recovery step was performed to recover the residual portion that was not discharged in the hot water discharge step.
First, the adhesive portion 23 composed of the silicon oxide 25 and the abrasive grains 5 remaining in the heating container 10 is physically scraped using a carbon spatula as the residual portion recovery mechanism 20 and remains in the carbon residual portion container 15. Recovered as part 7.

３−６．砥粒回収工程
残留部容器１５内に回収された残留部７を坩堝から取り出し、砥粒５を回収し再生砥粒８を得た。
まず、残留部７および水酸化ナトリウムなどを残留部７：水酸化ナトリウム：水＝５：２０：８０の割合で混合した。これを攪拌しながら５０℃程度の温度に１時間保持した。その後、遠心分離機により、砥粒５を回収し再生砥粒８を得た。 3-6. Abrasive Grain Recovery Step The residual portion 7 recovered in the residual portion container 15 was taken out from the crucible, and the abrasive grains 5 were recovered to obtain regenerated abrasive grains 8.
First, the residual part 7 and sodium hydroxide were mixed in a ratio of residual part 7: sodium hydroxide: water = 5: 20: 80. This was kept at a temperature of about 50 ° C. for 1 hour with stirring. Thereafter, the abrasive grains 5 were collected by a centrifugal separator to obtain regenerated abrasive grains 8.

３−７．分級工程
砥粒回収工程により回収された砥粒５を分粒機構により分級し、０．２μｍ以下と０．３μｍ以上の砥粒５を分離した。その結果、粒径が０．２〜０．３μｍの再生砥粒８、０．２μｍ以下の再生砥粒８、０．３μｍ以上の再生砥粒８を得た。 3-7. Classification process The abrasive grains 5 recovered in the abrasive grain recovery process were classified by a classification mechanism to separate the abrasive grains 5 of 0.2 μm or less and 0.3 μm or more. As a result, regenerated abrasive grains 8 having a particle size of 0.2 to 0.3 μm, regenerated abrasive grains 8 of 0.2 μm or less, and regenerated abrasive grains 8 of 0.3 μm or more were obtained.

３−８．再生砥粒の分析
３−８−１．再生砥粒の結晶性
砥粒回収工程により得られた再生砥粒８の写真の撮影を行った。また、比較例として、砥粒回収工程と同じ条件を用いて粉末３をアルカリ溶液で処理し、得られた砥粒の写真の撮影を行った。
図８は、砥粒回収工程により得られた再生砥粒８の写真である。
図９は、粉末３をアルカリ溶液で洗浄し、シリコン粉４を除去した砥粒５の写真である。
これらの写真から、粉末３から得られた砥粒５は、再結晶化されていないが、砥粒回収工程により得られた再生砥粒８は、溶融工程における加熱により再結晶化が促進され、強度の高いグリーンカーボン（ＧＣ）化されていることがわかった。 3-8. Analysis of recycled abrasive grains 3-8-1. Crystallinity of regenerated abrasive grains A photograph of the regenerated abrasive grains 8 obtained by the abrasive grain collecting step was taken. Moreover, as a comparative example, the powder 3 was treated with an alkaline solution under the same conditions as in the abrasive grain collection step, and a photograph of the obtained abrasive grains was taken.
FIG. 8 is a photograph of the regenerated abrasive grain 8 obtained by the abrasive grain collecting step.
FIG. 9 is a photograph of the abrasive grains 5 in which the powder 3 is washed with an alkaline solution and the silicon powder 4 is removed.
From these photographs, the abrasive grains 5 obtained from the powder 3 are not recrystallized, but the regenerated abrasive grains 8 obtained by the abrasive grain recovery process are accelerated by recrystallization by heating in the melting process, It was found that the carbon was made into high strength green carbon (GC).

３−８−２．再生砥粒の粒径分布
砥粒回収工程により得られた再生砥粒８の粒径分布の測定を行った。
図１０は、各粒子径の再生砥粒８の粒子量（％）および相対粒子量（％）を示す図である。０．２μｍ以上０．３μｍ以下の粒径の再生砥粒８が最も多いことがわかった。 3-8-2. Particle size distribution of regenerated abrasive grains The particle size distribution of the regenerated abrasive grains 8 obtained by the abrasive grain recovery process was measured.
FIG. 10 is a view showing the particle amount (%) and the relative particle amount (%) of the regenerated abrasive grains 8 of each particle diameter. It was found that the number of regenerated abrasive grains 8 having a particle size of 0.2 μm or more and 0.3 μm or less was the largest.

本発明の一実施形態のシリコン精製方法のフローチャートである。It is a flowchart of the silicon | silicone purification method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のシリコン精製装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the silicon refinement | purification apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の粉末分離工程のフローチャートである。It is a flowchart of the powder separation process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の出湯手段を有する加熱容器の斜視図である。It is a perspective view of the heating container which has the hot-water means of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の溶湯を有する加熱容器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the heating container which has the molten metal of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のシリコン精製装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the silicon refinement | purification apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のシリコン精製装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the silicon refinement | purification apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の実証実験で得られた再生砥粒の写真である。It is the photograph of the reproduction | regeneration abrasive grain obtained by the demonstration experiment of this invention. 本発明の実証実験の粉末から得られた砥粒の写真である。It is a photograph of the abrasive grain obtained from the powder of the demonstration experiment of this invention. 本発明の実証実験から得られた再生砥粒の粒径分布である。It is a particle size distribution of the reproduction | regeneration abrasive grain obtained from the demonstration experiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１：廃液 ２：固体部分 ３：粉末 ４：シリコン粉 ５：砥粒 ６：高純度シリコン ７：残留部 ８：再生砥粒 ９：減圧容器 １０：加熱容器 １１：加熱手段 １２：出湯手段 １３：溶融炉 １４：冷却容器 １５：残留部容器 １６：搬送機構 １７：粉末収納口 １８：棒状体 １９：粉末収納機構 ２０：残留部回収機構 ２１：溶湯 ２２：シリコン融液部 ２３：粘着部 ２４：シリコン精製装置 ２５：酸化シリコン   1: Waste liquid 2: Solid part 3: Powder 4: Silicon powder 5: Abrasive grain 6: High-purity silicon 7: Residual part 8: Recycled abrasive grain 9: Depressurized container 10: Heating container 11: Heating means 12: Hot water means 13: Melting furnace 14: Cooling container 15: Residual part container 16: Transfer mechanism 17: Powder storage port 18: Rod-shaped body 19: Powder storage mechanism 20: Residual part recovery mechanism 21: Molten metal 22: Silicon melt part 23: Adhesive part 24: Silicon purification equipment 25: Silicon oxide

Claims (16)

シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を分離する粉末分離工程と、
減圧または不活性ガス雰囲気下の加熱容器中において前記粉末をシリコンの融点以上２０００℃以下の温度に加熱し、シリコンが溶融した溶湯とする溶融工程と、
前記溶湯に含まれる前記加熱容器の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを前記加熱容器に残し、粘度の低いシリコン融液を冷却容器に出湯する出湯工程と、
を備えるシリコン精製方法。 A powder separation step of separating powder containing silicon powder having silicon oxide from waste liquid generated when machining silicon;
A melting step of heating the powder to a temperature not lower than the melting point of silicon and not higher than 2000 ° C. in a heating container under reduced pressure or in an inert gas atmosphere to obtain a molten silicon melted;
Leaving the high viscosity silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the heating vessel contained in the molten metal in the heating vessel, and pouring a low-viscosity silicon melt into a cooling vessel;
A silicon purification method comprising: 前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含む請求項１に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining. 前記固定砥粒または前記遊離砥粒は、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドまたはダイヤモンドを含む請求項２に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the fixed abrasive or the free abrasive includes silicon carbide, silicon nitride, or diamond. 前記機械加工は、シリコンの円筒研削、切断、研磨またはウェハスライスである請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the machining is cylindrical grinding, cutting, polishing or wafer slicing of silicon. 前記粉末分離工程は、（１）前記廃液をフィルターまたは遠心分離機を用いて固体分を捕捉し乾燥させることにより固体部分を取得する方法、（２）前記廃液を回収し加熱または蒸留することにより固体部分を取得する方法および（３）前記廃液に対して凝集剤を用いて固体部分を取得する方法のうち少なくとも１つを含む工程である固体部分分離工程を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。   The powder separation step includes (1) a method of obtaining a solid portion by capturing and drying the solid content using a filter or a centrifuge, and (2) collecting or heating or distilling the waste liquid. 5. The method according to claim 1, further comprising: a solid part separation step which is a step including at least one of a method for obtaining a solid part and (3) a method for obtaining a solid part using a flocculant with respect to the waste liquid. The method according to one. 前記粉末分離工程は、前記固体部分分離工程により取得した前記固体部分を水、酸溶液、アルカリ溶液および有機溶剤のうち少なくとも１つを用いて洗浄する洗浄工程をさらに含む請求項５に記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the powder separation step further includes a washing step of washing the solid portion obtained by the solid partial separation step using at least one of water, an acid solution, an alkaline solution, and an organic solvent. . 前記出湯工程において出湯されなかった部分である残留部を回収する残留部回収工程をさらに備える請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。   The method as described in any one of Claims 1-6 further equipped with the residual part collection | recovery process which collect | recovers the residual part which is a part which was not poured out in the said hot water extraction process. 前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含み、かつ前記砥粒を含む前記残留部と酸溶液またはアルカリ溶液とを混合し、前記砥粒を分離する砥粒回収工程をさらに備える請求項７に記載の方法。   The powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining, and the residual portion containing the abrasive grains is mixed with an acid solution or an alkali solution to separate the abrasive grains. The method according to claim 7, further comprising an abrasive recovery step. 前記砥粒回収工程により得られた前記砥粒をふるい分けまたは分級する分級工程をさらに備える請求項８に記載の方法。   The method according to claim 8, further comprising a classification step of sieving or classifying the abrasive grains obtained by the abrasive grain recovery step. 請求項８または請求項９に記載した方法により得られた再生砥粒。   Recycled abrasive grains obtained by the method according to claim 8 or 9. シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から分離され、かつ酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を溶湯とする加熱容器、前記加熱容器を加熱する加熱手段および前記溶湯に含まれるシリコン融液を出湯する出湯手段を有する溶融炉と、
前記溶湯に含まれる粘度の低いシリコン融液を収納し冷却する冷却容器と、
前記加熱容器の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを含む残留部を収納する残留部容器とを備え、
前記溶融炉、前記冷却容器および前記残留部容器は、減圧可能な減圧容器の内部にあるシリコン精製装置。 A heating container that uses a powder containing silicon powder containing silicon oxide, which is separated from a waste liquid generated when machining silicon, as a molten metal, a heating means for heating the heating container, and a silicon melt contained in the molten metal A melting furnace having a hot water discharge means for discharging hot water;
A cooling container that houses and cools the low-viscosity silicon melt contained in the molten metal;
A remnant container containing a remnant containing high-viscosity silicon oxide that adheres to the inner wall or bottom of the heating container;
The melting furnace, the cooling container, and the residual container are silicon purification apparatuses inside a decompression container that can be decompressed. 前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含む請求項１１に記載の装置。   The apparatus according to claim 11, wherein the powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining. 前記機械加工は、シリコンの円筒研削、切断、研磨またはウェハスライスである請求項１１または請求項１２に記載の装置。   The apparatus according to claim 11 or 12, wherein the machining is silicon cylindrical grinding, cutting, polishing or wafer slicing. 前記加熱容器の内壁または底に付着した酸化シリコンを含む前記残留部を物理的な方法で掻き出し、前記残留部容器に移動させる残留部回収機構をさらに備える請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の装置。   The residual part collection mechanism which scrapes out the residual part containing silicon oxide adhering to the inner wall or bottom of the heating container by a physical method and moves the residual part to the residual part container. The device described. 前記粉末は、前記機械加工に用いる固定砥粒または遊離砥粒から発生する砥粒を含み、かつ前記砥粒を含む前記残留部と酸溶液またはアルカリ溶液とを混合し、前記砥粒を分離する洗浄機構をさらに備える請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の装置。   The powder includes abrasive grains generated from fixed abrasive grains or free abrasive grains used in the machining, and the residual portion containing the abrasive grains is mixed with an acid solution or an alkali solution to separate the abrasive grains. The apparatus according to claim 11, further comprising a cleaning mechanism. 前記洗浄機構により分離された前記砥粒をふるい分けまたは分級する分粒機構をさらに備える請求項１５に記載の装置。   The apparatus according to claim 15, further comprising a sizing mechanism for sieving or classifying the abrasive grains separated by the cleaning mechanism.
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