美国研发出砷化镓晶片批量生产技术
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　　美国研发出砷化镓晶片批量生产技术
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美国研发出砷化镓晶片批量生产技术
作者：佚名
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&&& 新华网伦敦５月２０日电& 新一期英国《自然》杂志报告说，美国研究人员研发出一种可批量生产砷化镓晶片的技术，克服了成本上的瓶颈，从而使砷化镓这种感光性能比硅更优良的材料有望大规模用于半导体和太阳能相关产业。
&&&&据介绍，砷化镓是一种感光性能比当前广泛使用的硅更优良的材料，理论上它可将接收到的阳光的４０％转化为电能，转化率约是硅的两倍，因此卫星和太空飞船等多采用砷化镓作为太阳能电池板的材料。然而，传统的砷化镓晶片制造技术每次只能生成一层晶片，成本居高不下，限制了砷化镓的广泛应用。
&&&&美国伊利诺伊大学等机构研究人员报告说，他们开发出的新技术可以生成由砷化镓和砷化铝交叠的多层晶体，然后利用化学物质使砷化镓层分离出来，可同时生成多层砷化镓晶片，大大降低了成本。这些砷化镓晶片可以像“盖章”那样安装到玻璃或塑料等材料表面，然后可使用已有技术进行蚀刻，根据需要制造半导体电路或太阳能电池板。
&&&&不过，该技术目前还只能用于批量生产较小的砷化镓晶片，如边长５００微米的太阳能电池单元，这与现在广泛使用的硅晶片相比还是太小。下一步研究将致力于利用新技术批量生产更大的砷化镓晶片。
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LEC砷化镓单晶的晶体缺陷研究
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你可能喜欢砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65&10-10m，熔点1237℃，禁带宽度1.4电子伏。砷化镓于1964年进入实用阶段。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、&光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。&&&&
产品规格说明 &&&&晶体材料Single Crystal Gallium Arsenide, VGF / LECgrown, 高纯单晶晶向(1 0 0) / (1 1 1)掺杂UndopedZnSi / Te直径50~150mm & 0.25mm（2&、 3&、 4&、6&）厚度350 & 25um / 550 & 25um / 625 &plu...&&&&
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出门在外也不愁一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置及方法
专利名称一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置及方法
技术领域本发明涉及一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置及方法，属于废水处理技术领域。
背景技术在砷化镓晶片生产加工过程中涉及到的晶体合成、生长、切割、研磨、抛光、清洗等工序均会产生大量含砷废水，砷浓度最高可达100mg/L，主要以三价砷形态存在，废水呈乳白色，含有大量悬浮颗粒，粒径大多分布在50 200nm之间，具有极好的悬浮性和分散性，不易被凝集和沉淀。目前，处理含砷废水的方法主要有化学沉淀法、物化法和生物法。化学沉淀法是通 过加入化学药品，生成不溶性沉淀的途径去除废水中的砷。物化法主要利用离子交换、吸附、膜过滤等原理将砷去除，此类方法在污染物浓度低、水量大的废水或饮用水除砷中应用较多，直接应用于砷化镓晶片生产加工废水除砷一般需复杂的预处理，难度较大。生物法主要通过生物体对砷进行吸收和富集而去除，同时可通过生物氧化和甲基化等生化过程降低砷的存在形态和生物毒性。但是，由于砷化镓晶片生产加工废水中存在的高浓度的三价砷及其它污染物对生物具有很大的毒性，直接应用此类方法可行性也不大。由此可见，化学沉淀法相对而言是砷化镓晶片生产加工废水除砷比较合适的方法，也是目前处理废水的主流工艺，其中以铁盐絮凝沉降法应用最为广泛。然后，从除砷过程和效果来看，化学沉淀法处理此类废水时遇到的最大问题是废水悬浮物浓度高、分散性好，从而导致絮凝沉降效果稳定性不佳，砷的去除效率也会受到较大的干扰。而且，根据我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》，处理后废水砷浓度满足日夜严格的排放标准的同时还需要实行更严格的总量控制要求，这对砷的去除效率提出了更大的挑战。
本发明的目的是为了解决上述化学沉淀法处理砷化镓晶片生产加工废水时絮凝沉降效果不稳定、除砷效率受限的问题，提出了一种高效稳定的砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置及方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置，该装置包括一级除砷罐、二级除砷罐、中间池、砂滤池和清水池五个单元。其中，一级除砷罐配备一级除砷罐搅拌机和一级提升泵，反应后的废水经一级提升泵输送至二级除砷罐；二级除砷罐配备二级除砷罐搅拌机和二级提升泵，反应后的废水经二级提升泵输送至中间池；中间池配备三级提升泵，废水经三级提升泵连续输送至砂滤池；砂滤池滤料为石英砂，过滤出水自流至清水池；清水池配备反冲泵，定期对砂滤池进行反冲洗。本发明的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其步骤为I)通过自流或泵提，将原水输送至一级除砷罐，进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、pH调节、絮凝、沉淀和出水；2)经过步骤I)处理后的上清液进入二级除砷罐，首先进行氧化反应，将三价砷氧化成五价砷，然后再进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、氧化、PH调节、絮凝、沉淀和出水；3)经过步骤2)处理的上清液首先汇入中间池，然后通过三级提升泵输送至砂滤池进行重力过滤，过滤后最终出水进入清水池，最后外排；4)砂滤池需利用反冲泵定期进行反冲洗，反冲洗水取自清水池。上述一级除砷罐和二级除砷罐中产生的沉淀物经浓缩脱水后作为危险废物由专门的危废处置中心处置。
上述一级除砷罐中所用的絮凝剂为氯化铁，pH调节剂为氢氧化钙和氢氧化钠，助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中铁离子浓度为800 1200mg/L，氢氧化钙浓度为400 500mg/L，聚丙酰胺浓度为3 5mg/L，用氢氧化钠将絮凝沉淀pH调至6. 5 7. O。上述二级除砷罐中所用的氧化剂为次氯酸钠，絮凝剂为氯化铁，pH调节剂为氢氧化钠，助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中有效氯浓度为100 200mg/L，铁离子浓度为20 30mg/L，阴离子聚丙酰胺浓度为2 3mg/L，用氢氧化钠将絮凝沉淀pH调至 6. 5
7. O。上述砂滤采用重力过滤，以去除二级除砷罐出水中剩余悬浮态砷。有益效果本发明砷去除率高，出水砷浓度可控制在O. 02mg/L以下，易于操作，运行稳定，适用于处理砷化镓晶片生产加工废水及相关行业的含砷废水。
图I是本发明的除砷装置示意图；其中，I-原水进水口，2- —级除砷罐，3- 一级除砷罐搅拌机，4- 一级提升泵，5- 二级除砷罐，6- 二级除砷罐搅拌机，7- 二级提升泵，8-中间池，9-三级提升泵，10-砂滤池，11-清水池，12-反冲泵，13- 一级除砷罐排泥口，14- 二级除砷罐排泥口，15-反冲水出口，16-清水出水口。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。实施例本发明的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置，该装置包括一级除砷罐2、一级除砷罐搅拌机3、二级除砷罐5、二级除砷罐搅拌机6、二级提升泵7、中间池8、三级提升泵9、砂滤池10、清水池11和反冲泵12。其中，一级除砷罐2出水口经一级提升泵4与二级除砷罐5进水口连通；二级除砷罐5出水口经二级提升泵7与中间池8进水口连通；中间池8出水口经三级提升泵9与砂滤池10进水口连通；砂滤池10与清水池11通过管道连通；清水池11经反冲泵12与砂滤池10反冲水进口连通。
本发明的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其步骤为I)通过自流将原水从原水进水口 I输送至一级除砷罐2，进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、pH调节、絮凝、沉淀和出水。2)经过步骤I)处理后的上清液进入二级除砷罐5，首先进行氧化反应，将三价砷氧化成五价砷，然后再进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、氧化、PH调节、絮凝、沉淀和出水。3)经过步骤2)处理的上清液首先汇入中间池8，然后通过三级提升泵9输送至砂滤池10进行重力过滤，过滤后最终出水进入清水池11。4)砂滤池10需利用反冲泵12定期进行反冲洗，反冲洗水取自清水池11。上述一级除砷罐2和二级除砷罐5中产生的沉淀物经浓缩脱水后作为危险废物由 专门的危废处置中心处置。上述一级除砷罐2中所用的絮凝剂为氯化铁，pH调节剂为氢氧化钙和氢氧化钠，助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中铁离子浓度为1000mg/L，氢氧化钙浓度为400mg/L,阴离子聚丙酰胺浓度为4mg/L,用氢氧化钠调节pH为6. 7 ;其中进水时间约为8min，絮凝反应时间约为20min，沉淀时间约为15min，排水排泥时间约为lOmin。上述二级除砷罐5中所用的氧化剂为次氯酸钠，絮凝剂为氯化铁，pH调节剂为氢氧化钠，助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中有效氯浓度为150mg/L，铁离子浓度为25mg/L，阴离子聚丙酰胺浓度为2mg/L，调节pH为6. 8 ;其中进水时间约为6min，氧化反应时间约为lOmin，絮凝反应时间约为lOmin，沉淀时间约为15min，排水排泥时间约为IOmin0上述砂滤采用石英砂重力过滤，石英砂粒径分布为O. 8 I. 2mm，滤层厚O. 8m，滤速控制在5m/h。上述一级除砷罐2和二级除砷罐5沉淀物根据实际需要可经数个周期后集中排放I次，达到充分利用化学药剂和简化操作的目的。经过上述装置和方法对砷化镓晶片生产加工废水的除砷效果如表I所示。表I除砷效果
1.一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置，其特征在于该装置包括一级除砷罐(2)、一级除砷罐搅拌机(3)、一级提升泵(4)、二级除砷罐(5)、二级除砷罐搅拌机(6)、二级提升泵(7)、中间池(8)、三级提升泵(9)、砂滤池(10)、清水池(11)和反冲泵(12);其中，一级除砷罐(2)出水口经一级提升泵(4)与二级除砷罐(5)进水口连通；二级除砷罐(5)出水口经二级提升泵(7)与中间池⑶进水口连通；中间池⑶出水口经三级提升泵(9)与砂滤池(10)进水口连通；砂滤池(10)与清水池(11)通过管道连通；清水池(11)经反冲泵(12)与砂滤池(10)反冲水进口连通。
2.一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其特征在于步骤为
1)通过自流或泵提，将原水输送至一级除砷罐(2)，进行序批式絮凝沉淀除砷，沉淀除 砷过程包括进水、PH调节、絮凝、沉淀和出水；
2)经过步骤I)处理后的上清液进入二级除砷罐(5)，首先进行氧化反应，将三价砷氧化成五价砷，然后再进行序批式絮凝沉淀除砷，沉淀除砷过程包括进水、氧化、PH调节、絮凝、沉淀和出水；
3)经过步骤2)处理的上清液首先汇入中间池(8)，然后通过三级提升泵(9)输送至砂滤池(10)进行重力过滤，过滤后最终出水进入清水池(11)，最后外排；
4)砂滤池(10)需利用反冲泵(12)定期进行反冲洗，反冲洗水取自清水池(11)。
3.根据权利要求2所述的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其特征在于步骤I)中絮凝沉淀所用的絮凝剂为氯化铁，PH调节时先用氢氧化钙进行调节，然后再用氢氧化钠调节PH调至6. 5 7. O ;絮凝过程中所用到的助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中铁离子浓度为800 1200mg/L，氢氧化钙浓度为400 500mg/L，聚丙酰胺浓度为3 5mg/L。
4.根据权利要求2所述的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其特征在于步骤2)中氧化反应所用的氧化剂为次氯酸钠，絮凝剂为氯化铁，pH调节剂为氢氧化钠，助凝剂为水解度为25的阴离子聚丙酰胺；反应液中有效氯浓度为100 200mg/L，铁离子浓度为20 30mg/L，阴离子聚丙酰胺浓度为2 3mg/L，用氢氧化钠将絮凝沉淀pH调至6. 5 7.O。
5.根据权利要求2所述的一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷方法，其特征在于步骤3)中砂滤采用重力过滤。
本发明涉及一种砷化镓晶片生产加工废水的除砷装置及方法，属于废水处理技术领域。将原水输送至一级除砷罐，进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、絮凝、沉淀和出水；经过上述处理后的上清液进入二级除砷罐，首先进行氧化反应，然后再进行序批式絮凝沉淀除砷，基本过程包括进水、氧化、絮凝、沉淀和出水；经过上述处理的上清液首先汇入中间池，然后通过三级提升泵输送至砂滤池进行重力过滤，过滤后最终出水进入清水池，最后外排；砂滤池需利用反冲泵定期进行反冲洗，反冲洗水取自清水池。本发明砷去除率高，出水砷浓度可控制在0.02mg/L以下，易于操作，运行稳定，适用于处理砷化镓晶片生产加工废水及相关行业的含砷废水。
文档编号C02F1/52GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者徐文江, 李安峰, 潘涛, 袁阳洋, 骆坚平 申请人:北京市环境保护科学研究院