半導体生産プロセスのフッ素完全除去と水循環利用

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半導体生産関連プロセスのフッ化水素系洗浄排水のフッ素完全除去に適用可能なカラム処理技術の開発を目指し、CaF_2,フッ素アパタイト等をセラミック焼結時に含有させ、フッ素完全除去機能を持つセラミック焼結体を十数種類合成した。CaF_2含有セラミックの作製は、市販ホタル石(CaF_2)を粉砕紛糾したものとシリカ粉末(SiO_2)をそれぞれ組成を変えて結合した後、多孔質化材としてスチロール樹脂粉末、バインダーとしてサンサルを加える。ペレット状に抽出成形したり、球状に丸めたりした後、約1200℃で焼成して、均一形状のセラミック材料が得られた。フッ素アパタイト・骨粉等を混入した。同様に焼成したセラミック材料も加え、フッ素含有排水との反応特性の実験解析と特性評価を実施した。Caf_2沈殿反応系ヘリン酸態を共存させることによって、難溶性のフッ素アパタイトが容易に生成しフッ素アパタイト含有セラミック上に、エピタキシャルに新しいアパタイトが成長する。この反応は、歯の表面に歯石が蓄積する生体反応を模倣したものである。類似の結晶成長現象がセラミック表面で起こるので、充填カラムを用いたフッ素排水の通液実験では、破過が起こるのか否かの観察も含め、破過に至るまでの通液実験とセラミックの再生実験を種々実施する必要があることを認めた。また、今回行った実験結果から、カラム法の方がバッチ法に比べフッ素除去に効果的に働くことが明らかになったが、その理由は接触効率が良いことがあげられる。