液晶显示器蚀刻工艺废液处理及回收技术探索

黄秀武 吴杰

摘要：液晶显示器刻蚀过程中产生的大量无机废液与有机废液的处理问题是社会关注的一个重点，本文探讨了如何合理处理废液，避免其直接排放造成的环境污染以及如何对废液中的有价值物质进行回收再利用。

关键词：废液处理；刻蚀工艺；回收

液晶显示器在如今的平板显示领域正取代传统阴极摄像管显示设备，日益占据主流地位，尽管液晶显示器具有亮度高、视角广阔、解析度高、成本低廉以及耗能量较低等诸多优点，然而其生产过程处理不当的话会引发严重的环境问题。液晶显示器的蚀刻操作中会产生很多不同种类的废液，例如AI刻蚀废液、玻璃基板刻蚀废液等，若将这些废液直接排放，不仅会浪费废液中存在的大量可回收资源而且会造成严重的环境污染，探讨如何处理与回收液晶显示器刻蚀废液是极为必要的。

一、液晶显示器蚀刻工艺的主要废液类型及对应处理方式

液晶显示器的生产和制作过程中刻蚀工艺是十分重要的一项操作，刻蚀主要分为两种方法：干法刻蚀和湿法刻蚀。其中干法刻蚀依靠的是低压放电技术，通过放电时引发的离子或是游离基与材料结合并发生化学变化实现刻蚀，或者利用物理变化如轰击作用等对液晶显示器进行刻蚀，该种方法具有较高的精度，污染性较低，然而设备的购置需要大量成本，并且设备的运作伴随着大量能耗。湿法刻蚀的手段是采用液态化学溶液与材料接触，利用化学反应达到刻蚀，虽然该方法的操作比干法刻蚀简单，设备原理也不复杂，但在成品率以及刻蚀精度方面与干法刻蚀有较大差距，此外，湿法刻蚀容易造成大量废液。

液晶显示器的刻蚀过程通常将干法刻蚀和湿法刻蚀结合在一起，由于我国液晶显示器的研发和生产尚处于起步加速过程中，相关工艺流程与技术不够成熟，在刻蚀工艺中容易产生大量废液，主要的废液类型包括如下几种，分别是基板玻璃刻蚀、ITO刻蚀、铝刻蚀造成的废液，还有剥离光刻胶产生的废液等。

对于ITO刻蚀液的处理，目前应用较多的是利用焚烧手段对其做无害化处理，而ITO刻蚀液中含有的铟资源是值得回收的重要资源，近年来由于电子行业迅速发展带来的高需求以及锢矿产资源的不断减少，导致锢的价值日益升高，回收锢资源一般采用的是萃取手段，采用目前应用最广、效果最佳的酸性磷萃取剂，使废液中的锢资源最大程度的得到回收利用。

对于基板玻璃刻蚀造成的废液的处理主要采用的是化学反应以及沉淀过滤的方式。基板玻璃刻蚀废液中含有的主要化学物质有硫酸、氯化氢以及氟化氢等，具体的处理方式是将碱金属盐加入反应槽中，通过化学反应，使沉淀生成并进行下一步的沉降以及过滤处理，对于处理后溶液中含量较高的碱金属元素，可以在回收前对其进行扩散渗析处理，使金属离子被剔除。将处理后的废液进行酸碱中和便可以对其进行再生利用。对于反应中的副产品可以进一步反应制成含氟副产品，使之进入流通市场被利用。

二、有机废液处理系统介绍

除了以上含有氟元素以及磷元素的酸性无机废液，液晶显示器的刻蚀中也会产生大量有机废水，对有机废水的处理拟构建如下废液处理与回收系统，对废液做分流处理，并根据可回收与不可回收类型分别进行处理。

（一）回收设备设计原则

回收设备的稳定运行离不开对废液的预处理。由于经过生化处理后的废液中含有一部分微生物，为了对其进行处理可采用气浮措施，使密度较小的微生物固体物质从废液中剔除。另外，在实施气浮工艺后利用重力过滤器使水质进一步得到提升，重力过滤的方式相比非压力过滤方式可以更好地保持气浮絮体的完整性，确保絮体被过滤设备有效阻隔。另外，废液的处理中还利用了菌种抑制剂，使杀菌水平得到有效提升。

（二）废液处理流程

对于可回收的有机废液，利用生化手段对其进行预处理后使之进入回收系统得到深層处理及利用。而不可回收的有机废液进行中和后流入排放系统，最终导入污水处理厂被处理。

三、有机废液回收流程

对有机废液进行预处理之后，废液中含有的氨、氮等元素以及其他有机物等实现了有效去除，继而将废液导入回收系统中进行深层次处理及有用元素回收。回收流程如下：首先利用混凝以及化学反应等方式使废液发生絮凝过程，并将废液导入气浮池汇总，利用微气泡的附着作用使絮凝物上升到水面，携带者浮渣的絮凝物质到达水平后已经进行了浓缩，将水面的浮渣在收集器的作用下聚合到一起，随之对浮渣实施脱水工艺。气浮完成后将废液引入过滤设备例如活性炭过滤仪、重力过滤设备以及自动过滤设备等，使废液中的较大颗粒物、微粒以及一些离子都得到去除，经该过程处理后的废液继而转移到中水池中，使废液中的可回收物质经过一系列化学反应得到回收利用。

四、结语

液晶显示器作为信息化覆盖全社会的重要贡献者，其飞速发展是信息时代的必然趋势，然而液晶显示器的刻蚀工艺中带来的大量废液也是社会应该重点关注的问题，刻蚀造成的废液成分十分复杂，含有的化学物质也多种多样，具有极为重要的回收价值，面对如今资源短缺的严峻形势，探讨如何在减少环境污染的基础上最大程度的利用废液中的物质，使之得到有效回收是科研人员以及液晶显示器生产企业关心与研究的重点，不断研发新型技术手段，并遵循环保与可持续发展的要求，使废液的处理难度以及处理成本有效降低是液晶显示器产业发展的关键课题。随着相关技术手段的完善，我们有理由相信未来液晶显示器的刻蚀中伴随的大量废液必将得到更有效的处理与应用。

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