废水再利用：从半导体显影废水中回收四甲基氯化铵

电子级四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液被广泛用于集成电路、液晶面板、印刷电路板光刻工艺中的显影，被称为显影液。通常，显影液使用过后经盐酸中和等处理，形成含四甲基氯化铵10%左右的废水。四甲基氯化铵废水直接排放势必对环境造成破坏，也带来四甲基氯化铵资源的浪费。本文将介绍一种从半导体显影废水中回收四甲基氯化铵的方法^[1]。

现有技术的不足

蒸发结晶是从含盐溶液中提取晶体的常用方法，其通过加热溶液，不断蒸发出溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，其后过剩溶质以晶体的形式析出。然而，四甲基氯化铵含有活泼的氮原子，受热可分解、氧化后变黄，这就会导致采用高温蒸发结晶从四甲基氯化铵废水中回收的晶体易呈黄色；另一方面，四甲基氯化铵废水中杂质也会进入蒸发结晶的晶体，使得四甲基氯化铵晶体纯度不高。

改进方法

为了改善以上技术的不足，专利 CN113200869A 公开了一种从半导体显影废水中回收四甲基氯化铵的方法。以期通过简便的操作实现四甲基氯化铵的高效回收，并保证回收得到的四甲基氯化铵为白色品相的高纯度四甲基氯化铵。步骤如下：

将1600g含四甲基氯化铵11.4%的四甲基氯化铵废水过滤后加入减压蒸馏装置中，在4 kPa(A)压力条件下进行蒸发结晶；蒸发结晶后向蒸发釜内加入300g乙酸乙酯，搅拌3h后进行抽滤，分离出乙酸乙酯，得到一次清洗的晶体；重新加入200g乙酸乙酯，搅拌3h后再进行抽滤，分离出乙酸乙酯，得到二次清洗的晶体；将二次清洗的晶体置于45℃的真空干燥箱内，干燥5h，得到纯度98.8%的四甲基氯化铵晶体，四甲基氯化铵收率93.3%。

技术优势

1. 针对四甲基氯化铵受热分解、氧化而变黄的特性，选用乙酸乙酯作清洗剂，能使蒸发结晶后四甲基氯化铵呈白色。

2. 所选清洗剂能少量溶解蒸发结晶后剩余的水，而与四甲基氯化铵不溶，四甲基氯化铵收率高；相对于水，残留清洗剂易干燥。

3. 蒸发结晶过程的废水可直接去污水处理，清洗过程的乙酸乙酯处理后可循环利用，四甲基氯化铵回收过程绿色环保。