CN102390860B

CN102390860B - 一种有机硅渣浆的环保处理方法及装置

Info

Publication number: CN102390860B
Application number: CN 201110222347
Authority: CN
Inventors: 王维东; 伊港; 于源; 周志永; 付强; 宋磊; 牛安钢
Original assignee: SHANDONG DONGYUE SILICON MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Shandong Dongyue organosilicon material Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: CN102390860A

Abstract

本发明涉及有机硅单体合成过程中产生的渣浆的环保处理方法及装置。将有机硅渣浆降温后通入装有碱性溶液的密闭水解罐，在搅拌下渣浆中的高沸物与碱水反应，生成中性或碱性颗粒状水解物，收集至水解罐底采出，反应生成的氢氧化铜絮状沉淀随水溶液从密闭水解罐的上部溢流口流出。本发明还提供一种密闭水解罐。本发明的有机硅渣浆环保处理方法克服了现有技术中有机硅高沸物水解不完全且易形成酸雾缺点，在保证渣浆充分水解的情况下将水解物采出。并将渣浆中的铜转化为氢氧化铜沉淀回收利用。不仅解决了环保和安全问题，而且节省了渣浆处理费用。

Description

一种有机硅渣浆的环保处理方法及装置

技术领域

本发明涉及有机硅生产领域，具体涉及有机硅单体合成过程中产生的渣浆的环保处理方法及装置。

背景技术

有机硅渣浆是有机硅单体合成过程中所产生的废弃物，约占单体产量3％。其主要由高沸物和少量带出流化床没有反应的硅粉、铜粉、锌粉组成，高沸物是指甲基氯硅烷单体合成过程中产生的沸程80-215℃，含有硅-硅键、硅-碳-硅键、硅-氧-硅结构的二硅烷混合物。暴露在空气中易燃烧和形成酸雾，必须进行无公害化处理。目前，生产企业对渣浆的处理方法大多是通过分离将其中的高沸物回收，分离高沸物后的渣浆直接排入水中水解。因渣浆中含有部分高沸物，水解形成的大量酸雾容易外溢，造成对环境的污染。

CN101386626A(CN200810195375.2)公开了一种有机硅渣浆的处理方法及处理装置。其特征是：将有机硅渣浆预热后，通入锥形蒸发器，通过搅拌使高沸物蒸出，冷凝收集至储罐，剩余残渣排出，其中锥形蒸发器中的温度为230～260℃。该方法在保证渣浆不严重结块的情况下尽可能将高沸物蒸出，回收率≥80％，回收的高沸物进行裂解得到甲基氯硅烷单体，蒸发所得残渣回收利用。以上通过加热蒸发使渣浆中的液体和固体分离的处理方法，能耗较高。

CN1618840A(CN200310115386.2)提供了一种有机硅单体合成过程中的废渣浆的处理方法。步骤为：(A)有机硅单体合成中的废渣浆经过离心重力沉降离心机分离出重量百分数为90％的高沸物，用于裂解和其他用途；(B)离心后的高黏度的废渣浆在水解釜中进行水解，水解介质为68.6％硫酸溶液，水解温度为30-90℃；(C)少量含有硅氧烷的氯化氢气体从液相中析出；(D)水解物经液固分离，固体水解物排放，液相经后续处理回收铜。本发明通过离心重力沉降分离出大部分的高沸物(回收)，剩余的渣浆水解得到的水解物易于采出，且不含还原性铜，消除了安全隐患；渣浆中的铜以硫酸铜的形式富集在水解溶液中，可以通过还原的方法被回收，铜的回收率达到95％以上；固体水解物达到环保要求，可堆埋处理。以上浓硫酸水解的方法，缺点在于水解产生的氯化氢气体部分从液相析出外溢，造成对环境的污染。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种有机硅渣浆的环保处理方法，特别是甲基氯硅烷单体合成中产生的废渣浆的环保处理方法。

本发明还提供有机硅渣浆的环保处理装置。

本发明的技术方案如下：

一种有机硅渣浆的环保处理方法，包括步骤如下：

(1)将碱性溶液由碱水泵打入密闭水解罐中；

(2)将有机硅渣浆降温至100℃以下，送入步骤(1)的密闭水解罐中；

(3)在密闭水解罐内搅拌器的搅拌下，渣浆中的高沸物与碱性溶液进行水解反应，生成中性或碱性的颗粒状水解物，沉到密闭水解罐底，并通过螺旋输送机排出，实现液固分离；

(4)反应生成的氢氧化铜絮状沉淀随溶液从密闭水解罐的上部溢出后收集，用于回收铜。

进一步的，上述步骤(4)溢出的含氢氧化铜絮状沉淀的溶液，流入储水池，用泵打入板框式压滤机，压滤分离出氢氧化铜，所得清液送至碱液调制工序循环使用。

根据本发明优选的，所述有机硅渣浆固含量为5-80wt％的液固混合物。进一步优选的，所述有机硅渣浆固含量为20-60wt％的液固混合物。

根据本发明优选的，步骤(1)中所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙之一或组合的水溶液，碱性溶液浓度为0.8-30wt％，优选碱性溶液浓度为5-15wt％。

根据本发明优选的，所述氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙之一或组合与渣浆之间的用量比为0.05-0.8∶1质量比，优选用量比为0.2-0.5∶1质量比。

根据本发明优选的，步骤(2)中将有机硅渣浆降温至40-80℃。

根据本发明优选的，步骤(3)中所述水解反应温度为20-80℃，进一步优选水解反应温度为35-70℃。

根据本发明优选的，步骤(3)中所述搅拌速度是20-750转/分钟。更优选50-180转/分钟。

术语说明：

有机硅渣浆，本发明方法中所处理的原料渣浆为直接法合成甲基氯硅烷单体过程中产生的固液混合废物，其主要成份为高沸物、硅粉、铜粉等固体颗粒。

本发明方法的技术特点是：直接采用碱性水溶液作为水解介质，有机硅高沸物在碱性水中完全水解，水解产生的氯化氢气体溶于水后，立即与碱水中的碱反应，生成可溶性盐溶液，从而避免了以往高沸物未完全水解，氯化氢气体外逸污染环境的缺点。渣浆中的铜与水解产生的酸反应生成氯化铜溶液，采用碱性水溶液，氯化铜转化成氢氧化铜絮状沉淀，表面积较大，漂浮于水解罐上部随溶液从密闭水解罐的上部溢出，利于铜的回收。

本发明还提供一种密闭水解罐，包括水解罐上封头4、圆柱筒体8、倒锥筒体9和水解物出口12；水解罐有搅拌器；水解罐上封头4上设有渣浆进口2和备用气体抽吸口5，圆柱筒体8侧壁上部设液体溢流口，倒锥筒体9侧壁中部或下部设有碱液进口，碱液进口下设有紧急卸料口11，倒锥筒体9底部设有为颗粒状水解物出口12，颗粒状水解物出口12与螺旋输送机13相连。本发明的密闭水解罐特别适合本发明上述的有机硅渣浆的环保处理方法。

根据本发明的密闭水解罐，优选的，所述倒锥筒体的锥形角度优选20-60度。

根据本发明的密闭水解罐，优选的，所述圆柱筒体8侧壁上部对称设有2-4个液体溢流口。进一步优选所述圆柱筒体8侧壁上部对称设有2个液体溢流口。

根据本发明的密闭水解罐，优选的，所述碱液进口为2个，对称设在倒锥筒体9侧壁中部。

根据本发明的密闭水解罐，优选的，所述搅拌器转速优选20-750转/分钟。更优选50-180转/分钟。

根据本发明的密闭水解罐，优选的，所述搅拌器是双浆搅拌器，由两层搅拌浆7、15固定在中心主轴3上。

本发明中密闭水解罐中的搅拌桨可使物料在釜内与碱液进行充分的接触，有利于渣浆中高沸物在碱性水中完全水解，控制搅拌器的转速使物料生成利于沉降的颗粒状水解物。密闭水解罐锥形筒体合适的锥形角度，使锥形底部有足够的倾斜度，侧面上不能滞留大量的水解物，绝大多数生成的水解物能顺利的滑落至最底部螺旋输送机入口，并通过螺旋输送机，被提升至水面以上，实现液固分离；水解罐上封头上的备用气体抽吸口用于生产异常时收集氯化氢。

本发明的有机硅渣浆环保处理方法，克服了现有技术中有机硅高沸物水解不完全且易形成酸雾缺点，在保证渣浆充分水解的情况下将水解物采出。并将渣浆中的铜转化为氢氧化铜沉淀回收利用。不仅解决了环保和安全问题，而且节省了渣浆处理费用。

附图说明

图1本发明中密闭水解罐的结构示意图，其中，1、6液体溢流口，2渣浆进口，3搅拌浆主轴，4水解罐上封头，5备用气体抽吸口，7、15搅拌浆，8圆柱简体，9倒锥筒体，10、14碱液进口，11紧急卸料口，12颗粒状水解物出口，13螺旋输送机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例中所处理的原料渣浆为直接法合成甲基氯硅烷单体过程中产生的固液混合废物，其主要成份为高沸物、硅粉、铜粉等固体颗粒。固含量为5-80wt％。

实施例1、密闭水解罐

一种密闭水解罐，结构如图1所示，水解罐装有搅拌器，主体部分由上而下依次是水解罐上封头4、圆柱筒体8、倒锥筒体9和水解物出口12；水解罐上封头4上设有渣浆进口2和备用气体抽吸口5，圆柱筒体8侧壁上部对称设有2个液体溢流口1、6，倒锥筒体9侧壁中部对称设有2个碱液进口10、14，其中一个碱液进口10下设有紧急卸料口11，倒锥筒体9底部正中为颗粒状水解物出口12，颗粒状水解物出口12与螺旋输送机13相连。所述倒锥筒体的锥形角度为50度。所述搅拌器是双浆搅拌器，由两层搅拌浆7、15固定在中心主轴3上。

本实施例1的装置用于实施例2-4的有机硅渣浆的环保处理方法中。

实施例2、

一种有机硅渣浆的环保处理方法，利用以上实施例1的设备，步骤如下：

原料渣浆为固含量为80wt％的液固混合物，在搅拌的情况下可以流动，降温至60℃左右；

向带有搅拌器的密闭水解罐内加入10wt％氢氧化钠溶液610kg，在30℃条件下，30分钟内向密闭水解罐内缓慢加入500kg原料渣浆，同时搅拌器以300转/分钟速度搅拌，渣浆水解为颗粒状水解物，从侧壁滑落至水解罐底部螺旋输送机入口，螺旋输送机分离出水解产物，得到水解物湿重750kg。未反应的氢氧化钠溶液及氢氧化铜的悬浮物，从密闭水解罐的上部溢流口流出进入储水池，经压滤机压滤，回收氢氧化铜24kg。

实施例3、

一种有机硅渣浆的环保处理方法，步骤如下：

原料渣浆固含量为50wt％的液固混合物，降温至70℃左右；

向带有搅拌器的密闭水解罐内加入15wt％氢氧化钙溶液1200kg，在45℃条件下，40分钟内向密闭水解罐内缓慢加入650kg渣浆，同时搅拌器以160转/分钟速度搅拌，渣浆水解为颗粒状水解物，从侧壁滑落至水解罐底部螺旋输送机入口，螺旋输送机分离出水解产物，得到水解物湿重950kg。未反应的氢氧化钙溶液及氢氧化铜的悬浮物，从密闭水解罐的上部溢流口流出进入储水池，经压滤机压滤，回收氢氧化铜35kg。

实施例4、

一种有机硅渣浆的环保处理方法，步骤如下：

原料渣浆固含量为20％的液固混合物。降温至50℃左右；

向带有搅拌器的密闭水解罐内加入质量比1∶1的9wt％氢氧化钠溶液和9wt％氢氧化钾溶液的混合溶液4900kg，在50℃条件下，60分钟内向密闭水解罐内缓慢加入1000kg渣浆，同时搅拌器以50转/分钟速度搅拌，渣浆水解为颗粒状水解物，从侧壁滑落至水解罐底部螺旋输送机入口，螺旋输送机分离出水解产物，得到水解物湿重1400kg。未反应的碱溶液及氢氧化铜的悬浮物，从密闭水解罐的上部溢流口流出进入储水池，经压滤机压滤，回收氢氧化铜51kg。

Claims

1.一种有机硅渣浆的环保处理方法，包括步骤如下：

（1）将碱性溶液由碱水泵打入密闭水解罐中；所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙之一或组合的水溶液，碱性溶液浓度为0.8-30wt%；

所述氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙之一或组合与渣浆之间的用量比为0.05-0.8:1质量比；

（2）将有机硅渣浆降温至100℃以下，送入步骤（1）的密闭水解罐中；

（3）在密闭水解罐内搅拌器的搅拌下，渣浆中的高沸物与碱性溶液进行水解反应，所述水解反应温度为20-80℃，生成中性或碱性的颗粒状水解物，沉到密闭水解罐底，并通过螺旋输送机排出，实现液固分离；

（4）反应生成的氢氧化铜絮状沉淀随溶液从密闭水解罐的上部溢出后收集，用于回收铜。

2、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于步骤（4）溢出的含氢氧化铜絮状沉淀的溶液，流入储水池，用泵打入板框式压滤机，压滤分离出氢氧化铜，所得清液送至碱液调制工序循环使用。

3、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于所述有机硅渣浆固含量为5-80wt%。

4、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于所述有机硅渣浆固含量为20-60wt%。

5、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于步骤（1）中所述碱性溶液浓度为5-15wt%。

6、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于所述氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙之一或组合与渣浆之间的用量比为0.2-0.5:1质量比。

7、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于步骤（3）中所述水解反应温度为35-70℃。

8、如权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法，其特征在于步骤（3）中所述搅拌速度是20-750转/分钟。

9、用于权利要求1所述的有机硅渣浆的环保处理方法的密闭水解罐，包括水解罐上封头、圆柱筒体、倒锥筒体和水解物出口；水解罐有搅拌器；水解罐上封头上设有渣浆进口和备用气体抽吸口，圆柱筒体侧壁上部设液体溢流口，所述倒锥筒体的锥形角度为20~60°，倒锥筒体侧壁中部或下部设有碱液进口，碱液进口下设有紧急卸料口，倒锥筒体底部设有颗粒状水解物出口，颗粒状水解物出口与螺旋输送机相连。

10、如权利要求9所述的密闭水解罐，其特征在于所述圆柱筒体侧壁上部对称设有2-4个液体溢流口；所述碱液进口为2个，对称设在倒锥筒体侧壁中部。