CN105921257A - 一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无机硅生产技术领域，尤其涉及一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；将分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；将含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和石英砂水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒。本发明充分回用硅渣中的有用成分，避免硅渣按照固体废弃物直接废弃处理造成环境污染和资源浪费，降低了生产成本。

Description

一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法
技术领域
本发明属于无机硅生产技术领域，尤其涉及一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法。
背景技术
无机硅是无机化工产品中产量和消费量都较大的品种，其品种较多，且产品多是上下链的关系，是一种重要的材料。无机硅主要包括二氧化硅、硅酸钠、偏硅酸钠、原硅酸钠等含硅无机物。
无机硅行业中，液体硅酸钠由石英砂和液体烧碱反应制得，因为此反应为过量反应，反应后液体硅酸钠中必然存在未反应的石英砂，需经过滤后方能进行下一步使用或销售。
过滤后的硅渣外观呈粘稠泥状，包括石英砂、硅酸钠、一定量的水分和不溶性胶体颗粒杂质，通常未参加反应的石英砂占硅渣质量的65-80％，硅酸钠占硅渣质量的10-20％，另外硅渣还含有5-10％质量百分比的水和2-5％质量百分比的不溶性胶体颗粒杂质。由于过滤后硅渣的粘性极大，呈粘稠泥状，处理难度大，并且含有大量杂质，因此一般按照固体废弃物进行废弃处理，由此造成以下两方面的问题：
一、由于硅渣呈碱性，硅渣废弃物的排放会破坏环境，造成环境污染；
二、硅渣废弃物中含有相当数量的石英砂和硅酸钠，浪费资源，增加了生产消耗和生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，旨在解决现有生产液体硅酸钠产生硅渣废弃处理，硅渣废弃物中含有相当数量的石英砂和硅酸钠，造成浪费资源，增加了生产消耗和生产成本，而且由于硅渣呈碱性，造成环境污染的技术问题。
本发明是这样实现的，一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
作为一种改进，所述步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水使用，当高压冲洗用水中的硅酸钠达到一定浓度时，进行过滤及浓缩处理。
作为进一步地改进，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到10-20wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后水中不溶物含量小于0.1wt％，蒸发浓缩至水中硅酸钠含量35-50wt％以回收利用。
作为一种改进，所述高压冲洗水流的水压为0.5-1MPa，水温为50-90℃。
作为进一步地改进，所述高压冲洗水流的水温为50-60℃。
作为一种改进，所述步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，所述水洗用水为蒸发后冷凝水，水温为50-80℃，水量为水洗石英砂质量的1.5-3倍。
作为一种改进，所述步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量小于0.5wt％，含水率小于5wt％。
作为一种改进，所述步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.2-0.5g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度小于30度。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明将过滤后的硅渣加入到固液分离装置中，利用固液分离装置中的高压冲洗水流将粘稠泥状的硅渣进行破碎打散并使得具有高粘度的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，此时可以将硅渣中的石英砂分离出来，将分离出来的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用，将含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和分离出石英砂再次水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒，除去其中的胶体大颗粒杂质的冲洗水和水洗液继续作为高压冲洗用水使用，当高压冲洗用水中的硅酸钠达到一定浓度时，进行过滤及浓缩处理。
高压冲洗用水循环使用是因为低浓度的硅酸钠易发生水解形成硅酸溶胶，一定程度上抑制了低浓度硅酸钠的水解，并且控制高压冲洗用水中的硅酸钠含量在10-20wt％，当高压冲洗用水中的硅酸钠浓度达到10-20wt％时，再进一步过滤高压冲洗用水，使水中的不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量35-50wt％，可以进行回收利用。
由于硅渣含有硅酸钠和不溶性胶体杂质颗粒，外观呈粘稠泥状，具有很大粘性，处理难度很大，对此申请人利用水压为0.5-1MPa的高压冲洗水流将硅渣进行破碎打散，并使硅渣中的硅酸钠溶解，使其中的不溶性胶体颗粒随冲洗水流出，从而将硅渣中的石英砂分理出，并且高压冲洗用水的温度为50-90℃，提高硅酸钠的溶解性，进一步提高石英砂的分离效果，但由于高压冲洗用水循环使用，维持水温在50-60℃，分离效果好，而且减少需要蒸汽预热的能耗。
由于步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，水温为50-80℃，水量为水洗石英砂质量的1.5-3倍，使得硅酸钠充分溶解，使得石英砂与硅酸钠充分分离。
由于步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量小于0.5wt％，含水率小于5wt％，可以直接作为反应原料使用。
由于步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.2-0.5g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度小于30度，使得胶体颗粒絮凝沉降效果好，有利于充分分离硅渣中的不溶性胶体颗粒杂质。
本发明对液体硅酸钠生产过程中产生的硅渣进行处理，分离其中的石英砂作为反应原料使用，溶解提取硅渣中的硅酸钠加以回收利用，并去除其中的不溶性胶体颗粒杂质，充分回用硅渣中的有用成分，符合国家资源循环综合利用政策，变废为宝给企业增加效益，避免硅渣按照固体废弃物直接废弃处理造成环境污染和资源浪费，降低了生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
其中，上述固液分离装置可以是设置高压冲洗水的市面上通常的固液分离装置，具体可以是设置高压冲洗水管的洗砂机，其他设备只要能达到本申请的效果即可，再此不做具体限定，在具体生产过程中可以控制过滤后硅渣的温度在80℃，排渣量在3吨/小时，控制高压冲洗水的水量为5立方米/小时，水压为0.5MPa，水温为50℃。
本实施例中，步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水循环使用，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到10wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后使水中不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量35wt％以回收利用。
本实施例中，步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，具体可以是高压冲洗用水蒸发后的冷凝水，水温为50℃，水量为水洗石英砂质量的1.5倍。
本实施例中，步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量小于0.5wt％大于0.4wt％，含水率小于5wt％大于4wt％。
本实施例中，步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.2g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度小于30度大于25度。
实施例二
一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
其中，上述固液分离装置可以是设置高压冲洗水的市面上通常的固液分离装置，具体可以是设置高压冲洗水管的洗砂机，在具体生产过程中可以控制过滤后硅渣的温度在85℃，排渣量在4吨/小时，控制高压冲洗水的水量为7立方米/小时，水压为0.8MPa，水温为55℃。
本实施例中，步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水循环使用，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到13wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后使水中不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量40wt％以回收利用。
本实施例中，步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，具体可以是高压冲洗用水蒸发后的冷凝水，水温为60℃，水量为水洗石英砂质量的2倍。
本实施例中，步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量为0.3-0.4wt％，含水率为3-4wt％。
本实施例中，步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.3g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度为20-25度。
实施例三
一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
其中，上述固液分离装置可以是设置高压冲洗水的市面上通常的固液分离装置，具体可以是设置高压冲洗水管的洗砂机，在具体生产过程中可以控制过滤后硅渣的温度在95℃，排渣量在5吨/小时，控制高压冲洗水的水量为10立方米/小时，水压为1MPa，水温为90℃。
本实施例中，步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水循环使用，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到20wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后使水中不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量50wt％以回收利用。
本实施例中，步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，具体可以是高压冲洗用水蒸发后的冷凝水，水温为80℃，水量为水洗石英砂质量的3倍。
本实施例中，步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量为0.2-0.3wt％，含水率为2-3wt％。
本实施例中，步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.5g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度为15-20度。
实施例四
一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
其中，上述固液分离装置可以是设置高压冲洗水的市面上通常的固液分离装置，具体可以是设置高压冲洗水管的洗砂机，在具体生产过程中可以控制过滤后硅渣的温度在90℃，排渣量在4吨/小时，控制高压冲洗水的水量为8立方米/小时，水压为0.8MPa，水温为60℃。
本实施例中，步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水循环使用，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到18wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后使水中不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量45wt％以回收利用。
本实施例中，步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，具体可以是高压冲洗用水蒸发后的冷凝水，水温为70℃，水量为水洗石英砂质量的2.5倍。
本实施例中，步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量小于0.2wt％，含水率小于2wt％。
本实施例中，步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.4g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度为10-15度。
实施例五
一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒；
其中，上述固液分离装置可以是设置高压冲洗水的市面上通常的固液分离装置，具体可以是设置高压冲洗水管的洗砂机，在具体生产过程中可以控制过滤后硅渣的温度在95℃，排渣量在5吨/小时，控制高压冲洗水的水量为10立方米/小时，水压为1MPa，水温为75℃。
本实施例中，步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水循环使用，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到16wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后使水中不溶物含量小于0.1wt％，然后蒸发浓缩至水中硅酸钠含量50wt％以回收利用。
本实施例中，步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，水洗用水为蒸发后冷凝水，具体可以是高压冲洗用水蒸发后的冷凝水，水温为80℃，水量为水洗石英砂质量的2.5倍。
本实施例中，步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量为0.1-0.3wt％，含水率为2-4wt％。
本实施例中，步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.3g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度小于15度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
(1)将过滤后的硅渣加入固液分离装置中利用高压冲洗水流进行冲洗，硅渣中的硅酸钠溶解并与不溶性胶体颗粒随冲洗水流出固液分离装置，将硅渣中的石英砂分离出来；
(2)将步骤(1)中分离出的石英砂再次进行水洗处理，并经离心脱水后回收利用；
(3)将步骤(1)中含有不溶性胶体颗粒的冲洗水和步骤(2)中的水洗后的水洗液进行絮凝沉淀处理，使其中的不溶性胶体颗粒絮凝形成胶体大颗粒并沉降，分离沉降的胶体大颗粒。
2.根据权利要求1所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中经过絮凝沉降处理之后的冲洗水和水洗液作为步骤(1)中的高压冲洗用水使用，当高压冲洗用水中的硅酸钠达到一定浓度时，进行过滤及浓缩处理。
3.根据权利要求2所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，当高压冲洗用水中硅酸钠浓度达到10-20wt％时，对高压冲洗用水进行过滤，过滤后水中不溶物含量小于0.1wt％，蒸发浓缩至水中硅酸钠含量35-50wt％以回收利用。
4.根据权利要求1所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述高压冲洗水流的水压为0.5-1MPa，水温为50-90℃。
5.根据权利要求4所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述高压冲洗水流的水温为50-60℃。
6.根据权利要求1所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中石英砂的再次水洗为溢流式水洗，所述水洗用水为蒸发后冷凝水，水温为50-80℃，水量为水洗石英砂质量的1.5-3倍。
7.根据权利要求1所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中脱水处理后石英砂的杂质含量小于0.5wt％，含水率小于5wt％。
8.根据权利要求1所述的生产液体硅酸钠产生硅渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中絮凝所用的絮凝剂为聚丙烯选胺类絮凝剂，絮凝剂用量为0.2-0.5g/L，冲洗水和水洗液经过絮凝沉淀后浊度小于30度。
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