一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺
阅读说明：本技术 一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺 (Production and preparation process of environment-friendly recycled electronic-grade tetramethyl ammonium hydroxide ) 是由 季中伟 马立军 乔正收 李玉芬 刘庆五 张勇 王金城 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺,依次包括如下步骤：废料预处理步骤；交换材料预处理步骤；交换材料转型处理步骤；废料交换除杂处理步骤；杂质吸附处理步骤；硫酸四甲基铵溶液处理步骤；硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤和四甲基铵溶液过滤处理步骤。该环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺,首先通过加热使得交换材料热涨将内部的杂质进行排出,之后采用酸、碱、酸依次清洗对交换材料进行清洁,最后通过超纯水将杂质和其他的残留物进行冲洗,这种方式能够使得装置在使用的时候更加的稳定,防止交换材料中的杂质影响到成品的质量。(The invention discloses an environment-friendly recycled production and preparation process of electronic-grade tetramethyl ammonium hydroxide, which sequentially comprises the following steps: a waste pretreatment step; pretreatment of exchange materials; a step of transformation treatment of the exchange material; waste exchange and impurity removal treatment; an impurity adsorption treatment step; treating tetramethyl ammonium sulfate solution; a decomposition treatment step of a tetramethylammonium sulfate solution and a filtration treatment step of the tetramethylammonium solution. This electronic grade tetramethyl ammonium hydroxide production preparation technology that environmental protection was recycled makes exchange material heat rise through the heating at first and discharges inside impurity, later adopts acid, alkali, sour to wash in proper order and cleans exchange material, washes impurity and other residues through ultrapure water at last, and this kind of mode can make the device more stable when using, prevents that impurity in the exchange material from influencing finished product quality.)
技术领域
本发明涉及四甲基氢氧化铵技术领域，具体为一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺。
背景技术
四甲基氢氧化铵是一种无色结晶，极易吸潮，有一定的氨气味，具有强碱性，在空气中能迅速吸收二氧化碳。其主要用途用于：在分析方面，四甲基氢氧化铵作为极谱试剂。在产品提纯方面作为无灰碱用以沉淀许多金属元素。在有机硅片生产中常用作计算机硅片面用光亮剂、清洗剂和蚀刻剂等。在电路板的印刷和显微镜片的制造中，可作为集成电路板的清洗剂和半导体微加工技术中si-sio2界面的各向异性腐蚀剂。四甲基氢氧化优点是：它具有强碱性，在不超过分解点的温度下稳定。当催化完毕后很容易除掉，不留任何残渣。对有机硅产品无污染。因此又称为“暂时催化剂”，在分析中可用于极谱试剂用来沉淀不含灰分的许多元素的氢化物。
但是目前市面上用于生产四甲基氢氧化铵的技术相对不完善，已经无法满足人们的需求了，现有技术中对四甲基氢氧化铵的废料进行回收处理的时候往往是通过阴离子膜电解进行处理，这种方式不仅会造成设备投资高，运行费用大，并且目前市面上采用阳离子交换材料在进行交换前没有进行充分的清洁和处理，造成后期在进行转型和交换的时候会出现杂质，从而使得成品质量大大的降低，导致其无法应用在实际的工况当中。所以我们提出了一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，以解决上述背景技术提出的目前市面上用于生产四甲基氢氧化铵的技术相对不完善，已经无法满足人们的需求了，现有技术中对四甲基氢氧化铵的废料进行回收处理的时候往往是通过阴离子膜电解进行处理，这种方式不仅会造成设备投资高，运行费用大，并且目前市面上采用阳离子交换材料在进行交换前没有进行充分的清洁和处理，造成后期在进行转型和交换的时候会出现杂质，从而使得成品质量大大的降低，导致其无法应用在实际的工况当中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
优选的，所述步骤(2)中的交换材料采用阳离子交换树脂。
优选的，所述步骤(2)中的清洗酸采用盐酸、磷酸和甲磺酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为50～60℃。
优选的，所述步骤(5)中的超滤设备采用YHMBR-1。
优选的，所述步骤(7)中采用的不活泼金属为Cu或者Ag，且加热温度为40～60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺：
(1)首先通过加热使得交换材料热涨将内部的杂质进行排出，之后采用酸、碱、酸依次清洗对交换材料进行清洁，最后通过超纯水将杂质和其他的残留物进行冲洗，这种方式能够使得装置在使用的时候更加的稳定，防止交换材料中的杂质影响到成品的质量；
(2)通过使用不活泼金属来分离硫酸盐和四甲基氢氧化铵溶液，这种方式能够减少回收再利用的成本，能够使得成品回收更加的经济，从而能够使得产品在市面上脱颖而出；
(3)通过超滤设备对清洗的杂质进行过滤，防止残留的物质和杂质与水一同排放，造成环境的污染，破坏生态环境，使得生产的过程更加的环保和稳定。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用，交换材料采用阳离子交换树脂，清洗酸采用盐酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为50℃；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害，超滤设备采用YHMBR-1；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液，不活泼金属为Cu，且加热温度为40℃；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用，交换材料采用阳离子交换树脂，清洗酸采用磷酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为52℃；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害，超滤设备采用YHMBR-1；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液，不活泼金属为Ag，且加热温度为45℃；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用，交换材料采用阳离子交换树脂，清洗酸采用甲磺酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为55℃；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害，超滤设备采用YHMBR-1；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液，不活泼金属为Cu，且加热温度为55℃；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
实施例四
本发明提供一种技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用，交换材料采用阳离子交换树脂，清洗酸采用盐酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为58℃；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害，超滤设备采用YHMBR-1；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液，不活泼金属为Ag，且加热温度为53℃；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
实施例五
本发明提供一种技术方案：一种环保再利用的电子级四甲基氢氧化铵生产制备工艺，依次包括如下步骤：
(1)废料预处理步骤：首先将废液加入沉淀池内部将废料中的大颗粒杂质和金属颗粒物质等进行沉淀，并且通过过滤系统进行粗滤，过滤完成之后等待备用；
(2)交换材料预处理步骤：将交换材料加入至清洗池内部进行加热，之后反复的浸洗和冲洗，直至清洗至浸洗液清澈，泡沫量少为止，然后将清洗完成的交换材料加入至酸池内洗涤，之后加入至碱池清洗，碱池清洗完成后再次加入至酸池内进行清洗，并且清洗完成后通过超纯水将表面的酸碱残留物进行冲洗，等待备用，交换材料采用阳离子交换树脂，清洗酸采用盐酸，且清洗碱采用氢氧化钠溶液，并且加热温度为60℃；
(3)交换材料转型处理步骤：将步骤(2)中的清洗完成的交换材料通过吸附步骤(1)的废液中四甲基铵离子进行吸附，使得交换材料成为四甲基铵型；
(4)废料交换除杂处理步骤：将步骤(3)中的吸附完成的交换材料使用超纯水进行表面的冲洗，去除光刻胶和沉淀物等杂质；
(5)杂质吸附处理步骤：通过超滤材料将步骤(4)中冲洗的沉淀物进行过滤处理，防止直接排除污水对环境造成污染和伤害，超滤设备采用YHMBR-1；
(6)硫酸四甲基铵溶液处理步骤：将步骤(4)中吸附完成的交换材料通过硫酸进行洗脱出得到硫酸四甲基铵溶液；
(7)硫酸四甲基铵溶液分解处理步骤：将步骤(6)中的硫酸四甲基铵溶液加入不活泼金属，并且进行加热产生二氧化硫、硫酸盐沉淀物和四甲基氢氧化铵溶液，不活泼金属为Ag，且加热温度为60℃；
(8)四甲基铵溶液过滤处理步骤：将步骤(7)中的反应物进行过滤，得到四甲基氢氧化铵粗产物，之后再次使用交换材料进行浓缩净化处理，最终得到纯净的成品。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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