CN113666376B - 一种硅渣资源化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅渣资源化处理方法，包括以下步骤：将硅渣洗涤，使铜、渣分离后；将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，通入蒸汽蒸淋；将蒸淋后的硅渣干燥；干燥后经研磨、筛分得硅粉；所得铜液经净化、置换、洗涤、固液分离和真空干燥得海绵铜。本发明的硅渣资源化处理方法，残酸残氯去除率高，硅粉中铜等其他有害杂质少，处理效果好，所得硅粉热值高，可以满足用于发热材料等高附加值资源化利用要求；所得海绵铜杂质少，氧化程度低；洗渣水循环利用，用水量少，高盐废水经蒸发处理，无废水排放；简单易行，能源消耗少，能够使硅渣得到有效再生利用，节约资源、降低成本；整个过程对环境无危害，所有残余物可以全部回收利用，符合绿色化工的环保理念。

Description

一种硅渣资源化处理方法
技术领域
本发明涉及硅渣处理技术领域，尤其涉及一种硅渣资源化处理方法。
背景技术
硅渣是指有机硅副产物-有机硅渣浆经沉淀、水解处理得到的残渣。有机硅渣浆是有机硅单体特别是甲基氯硅烷单体合成过程中所产生的固液混合物，其主要由大量的高沸点甲基氯硅烷单体和少量流化床带出未反应的硅粉、铜粉组成，高沸点甲基氯硅烷单体是合成过程中产生的沸程150～250℃，以硅-硅键、硅-碳-硅键、硅-氧-硅为主的高沸点多硅烷混合物。这部分物料如果暴露在空气中，就会燃烧或形成强酸雾或液体，因此如果直接排放会对环境造成严重污染，必须进行无公害化处理。
目前，生产企业对渣浆的处理方法都是通过闪蒸将其中沸点较低的物质回收，含液废渣直接排入水中水解，并回收大部分的铜。水解时将废渣浆的液体部分压出，加热汽化后送进尾气洗涤塔，用盐酸溶液将其洗涤，最后再利用碱液中和酸性废液的过程。水解法可以实现废液的最终无害化，但是对于残留的高浓度硅渣依然无法处理，只能做到减量化。现有的这种处理方法不仅未将渣浆中大量的有机硅高沸物回收利用，造成有效资源的大量浪费，更重要的是渣中水解产物硅氧烷、氯代硅氧烷等遇明火会引起火灾或爆炸，带来严重的安全隐患。硅渣中含有大量氯代硅氧烷会分解出强酸性的盐酸，易产生酸雾，硅渣中还含有少量铜，若直接排放，则不仅会污染环境，而且会造成含硅，铜资源的浪费。而且处理后依然产生大量硅渣(规模化有机硅单体加工厂每天产生几十吨甚至上百吨硅渣)，硅渣组分包括硅、碳、少量的铜离子和未完全水解高沸点甲基氯硅烷单体及大量的水分等。硅渣含水量约在50％左右，硅渣中残留的甲基氯硅烷单体会逐渐分解产生的大量盐酸。目前硅渣的处理方法主要是加石灰中和后焚烧处理，和固体废渣(里面的氯离子，不能降解)，形成二次地下水和空气污染；该方法一方面造成有效的硅、碳和铜等资源大量浪费，更重要的是焚烧处理并不能降解其中的强酸和铜离子，还会产生的酸雾，铜离子含量超标，对环境有毒害，无法达到国家规定排放标准，存在巨大的安全隐患，并污染环境，依然是危险废弃物。可见，目前硅渣中的硅与铜及酸混杂在一起，难以分离，阻碍了资源的回收利用。
基于目前硅渣处理存在的缺陷，有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种硅渣资源化处理方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种硅渣资源化处理方法，包括以下步骤：
将硅渣洗涤；
将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5～10min；
将蒸淋后的硅渣干燥后经研磨、筛分得不同粒度得硅粉；
其中，蒸汽的压力为0.1～0.8MPa、温度为100～300℃。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将硅渣洗涤具体包括以下步骤：
S1、将硅渣并分为至少两组；
S2、将其中一组硅渣使用水洗涤，并将洗涤后的水按pH值保存在四个不同的容器中，其中pH值小于1的水保存在第一容器中，pH值为1～2的水保存在第二容器中，pH值为2～3的水保存在第三容器中，pH值为3～4的水保存在第四容器中，将用水洗涤后的硅渣干燥后备用；
S3、将另外一组硅渣使用第一容器中的水进行洗涤，若洗涤后的水pH值小于0.7，则将洗涤后的水保存在铜液储存罐中；若洗涤后的水pH值为0.7～1，则将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于1，则将洗涤后的水保存在第一容器中，若洗涤后的水pH在1～2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值在1～2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中，若洗涤后的水的pH值在2～3之间，则将洗涤后的水保存在第三容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于3，则将洗涤后的水保存在第三容器中，若洗涤后的水的pH值大于3，则将洗涤后的水保存在第四容器中，然后再用水洗涤硅渣，将洗涤后的水保存在第四容器中，洗涤后的硅渣干燥后备用；
S4、其余各组硅渣按照S3中的方法进行洗涤。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将蒸淋后的硅渣干燥的步骤中，干燥为真空干燥，真空干燥的温度为100～200℃，真空干燥的真空度为-0.06～-0.1MPa。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，所述蒸汽的通入量为硅渣质量的5％～30％。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将蒸淋后的硅渣干燥之前还包括：将蒸淋后的硅渣使用清水淋洗，清水的使用量为硅渣质量的30％-100％。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5～10min，蒸淋完成后分离出气态甲基氯硅至冷凝器中冷凝收集。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，冷凝温度为10～25℃。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将硅渣洗涤之前还包括将硅渣研磨至粒径为40～200目。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，将铜液储存罐中的水经净化、加入还原剂置换后得铜粉，铜粉经洗涤、固液分离和真空干燥得海绵铜。
优选的是，所述的硅渣资源化处理方法，测定经过置换得到铜粉后的水的盐度，若盐度值高于10％，则将水进行蒸发处理；若盐度值低于10％，则将水用于对硅渣洗涤。
本发明的一种硅渣资源化处理方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的硅渣资源化处理方法，残酸残氯去除率高，铜等其他有害杂质少，处理效果好，所得硅渣热值高，可以满足用于发热材料等高附加值资源化利用要求；洗渣水循环利用，用水量少，蒸淋脱除高沸点含氯有机硅效率高，简单易行，能源消耗少，能够使硅渣得到有效再生利用，节约资源、降低成本；整个过程对环境无危害，所有残余物可以全部回收利用，符合绿色化工的环保理念。
(2)本发明的硅渣资源化处理方法，从硅渣中的回收贵金属铜，得到的海绵铜纯度高，附加值大，减少了资源浪费，增加了经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种硅渣资源化处理方法，包括以下步骤：
将硅渣洗涤；
将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5～10min；
将蒸淋后的硅渣干燥后经研磨、筛分得不同粒度得硅粉；
其中，蒸汽的压力为0.1～0.8MPa、温度为100～300℃。
需要说明的是，本申请实施例中硅渣资源化处理方法，首先将硅渣使用水进行洗涤，通过水洗涤可将大部分的铜离子和氯离子及少量的有机物溶解于水中，固液分离之后，水进入铜处理池可以作为铜待提取液进行金属铜提取工艺处理；然后将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，通入蒸汽，进行蒸淋，具体的蒸汽为水蒸汽，通入蒸汽的温度为100～300℃、压力为0.1～0.8MPa，在高温高压的蒸汽淋洗作用下可进一步除去硅渣中难以脱除的高沸点氯硅烷等强酸性物质以及残留的金属盐；然后将蒸淋后的硅渣经气压脱水或离心脱水处理，脱水后硅渣含水量10％以下，再经低温或真空干燥后可以利用其热能，也可以经过后续简单处理后制备白炭黑、硅溶胶和碳化硅等材料，高沸点甲基氯硅烷经过裂解、重排转化成甲基氯硅烷粗单体回收利用或者焚烧无害化处理。
在一些实施例中，将硅渣洗涤具体包括以下步骤：
S1、将硅渣并分为至少两组；
S2、将其中一组硅渣使用水洗涤，并将洗涤后的水按pH保存在四个不同的容器中，其中pH值小于1的水保存在第一容器中，pH值为1～2的水保存在第二容器中，pH值为2～3的水保存在第三容器中，pH值为3～4的水保存在第四容器中，将用水洗涤后的硅渣干燥后备用；
S3、将另外一组硅渣使用第一容器中的水进行洗涤，若洗涤后的水pH值小于0.7，则将洗涤后的水保存在铜液储存罐中；若洗涤后的水pH值为0.7～1，则将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于1，则将洗涤后的水保存在第一容器中，若洗涤后的水pH在1～2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值在1～2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中，若洗涤后的水的pH值在2～3之间，则将洗涤后的水保存在第三容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于3，则将洗涤后的水保存在第三容器中，若洗涤后的水的pH值大于3，则将洗涤后的水保存在第四容器中，然后再用水洗涤硅渣，将洗涤后的水保存在第四容器中，洗涤后的硅渣干燥后备用；
S4、其余各组硅渣按照S3中的方法进行洗涤。
在上述实施例中，洗涤之前将硅渣分成至少两组，其中一组按照S2中的方法进行水洗，具体的，实际中可根据硅渣量调整清洗水的量，具体的，可通过清洗水的量分别对硅渣清洗4次，使得清洗后的水的pH值分别小于1、1～2、2～3、以及3～4，这样分别将四次洗涤后的水分别保存在第一容器、第二容器、第三容器和第四容器中；而另外一组则按照上述S3中的方法进行洗涤；同理余下的各组硅渣均按照S3中的方法进行洗涤。其中，S2中若洗涤后的水pH值小于0.7，则将洗涤后的水保存在铜液储存罐中，这样可将铜液储存罐中的水进行回收处理从而回收得到铜。该洗涤方法，通过将第一组硅渣洗涤之后的水根据不同的pH值保存在不同的容器中，然后再利用洗涤后的水进行第二组硅渣的清洗，这样大大提高了水的利用率，同时可逐步将pH小于0.7的水保存在铜液储存罐中，这样铜液储存罐中的铜离子浓度逐渐提高，直至废水中铜离子浓度达到10％后，循环停止，然后送入铜回收装置，再进行铜金属产品回收。
在一些实施例中，将蒸淋后的硅渣干燥的步骤中，干燥为真空干燥，真空干燥的温度为100～200℃，真空干燥的真空度为-0.06～-0.1MPa，控制干燥后硅渣的含水量在1～5％。
具体的，在一些实施例中，将干燥后的硅渣进行碾磨，碾磨可以在球磨机上进行，也可以在混碾机进行；再将碾磨后的硅渣进行筛分，得到不同粒度分布的硅粉，用于不同的应用；把不同筛分的硅粉进行适当包装后存储和销售。在一些实施例中，蒸汽的通入量为硅渣质量的5％～30％。
在一些实施例中，将蒸淋后的硅渣干燥之前还包括：将蒸淋后的硅渣使用清水淋洗，清水的使用量为硅渣质量的30％-100％。
在一些实施例中，将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5～10min，蒸淋完成后分离出气态甲基氯硅至冷凝器中冷凝收集。在本申请实施例中，蒸汽将硅渣中残留的高沸点氯硅烷等强酸性物质通过蒸淋作用与固体渣进行分离，同时蒸出残留高沸点氯硅烷水解后的残留硅有机物，分离出的气态甲基氯硅经过冷凝器冷凝收集。
在一些实施例中，冷凝温度为10～25℃。
在一些实施例中，将硅渣洗涤之前还包括将硅渣研磨至粒径为40～200目。
在一些实施例中，将铜液储存罐中的水经净化、加入还原剂置换后得铜粉，铜粉经洗涤、固液分离和真空干燥得海绵铜。
具体的，向铜液储存罐中的含铜离子的水中加入碱或者石灰，使其pH值在2-3之间；然后将水进行过滤净化，去除洗涤过程中带入的固体粉末；向净化后的水中加入还原剂，加入量为铜离子摩尔量的1.1～1.5左右，搅拌15min，置换出其中的铜离子，还原剂可以是铁粉或者锌粉或铝粉，优选铁粉；如果采用的是铁粉，反应结束后，将其进行磁选去除其中未反应完的铁粉S25、将经过还原的水进行固液分离，分离方法可以采用离心分离或过滤，并用清水洗涤固体粉末2～3次；固体粉末经真空干燥后得到海绵铜。
在一些实施例中，测定经过置换得到铜粉后的水的盐度，若盐度值高于10％，则将水进行蒸发处理，可采用MVR等现有技术进行蒸发；若盐度值低于10％，则将水回用于步骤S2～S3中，洗涤硅渣。
以下进一步以具体实施例说明本申请的硅渣资源化处理方法。
以下实施例以及对比例所用的硅渣为湖北某化工企业水解渣(含水41.58％)，硅渣干重包括以下质量百分比的元素：C：25.66％，Si：47.41％，Cl：20％，Cu：3.55％，其它(铁、钙、硫、铝、锌铅等)：2.6％，余下的杂质(H、O等)。将原硅渣磨细至较小粒度，过30目筛，待用；将84kg过目筛的硅渣研磨后使其粒径为40～200目，并将硅渣平均分成12组，备用；
实施例1
本申请实施例提供了一种硅渣资源化处理方法，包括以下步骤：
S1、将第1组7kg硅渣置于容器内，分四次用与硅渣等量的清水洗涤(即每次使用的水量为7kg)，洗涤废水按pH值的大小依次放入第一容器、第二容器、第三容器、第四容器中，其中，第一容器中水的pH值为0.9，第二容器中水的pH值为1.9，第三容器中水的pH值为2.9，第四容器中水的pH值大于3.7；
S2、将硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入水蒸汽蒸淋8min；其中水蒸汽的压力为0.6Mpa。
S3、将蒸淋后的硅渣于真空度为-0.08MPa、温度为150℃下真空干燥30min；
S4、将干燥后的硅渣置于碾轮混砂机中，混碾3min钟，出料；
S5、混碾后的硅粉放置在有40目筛网得振动筛中，筛选5min，得筛上物0.2kg，筛上物返回碾轮中继续混碾，筛下物料可作为冒口套发热剂原料应用。
实施例2
本申请实施例提供了一种硅渣资源化处理方法，包括以下步骤：
S1、接实施例1，将第2组7kg硅渣使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.7，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.7，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.5，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S2、将硅渣均置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入水蒸汽蒸淋6min；其中水蒸汽的压力为0.6Mpa。
S3、将蒸淋后的硅渣于真空度为-0.08MPa、温度为105℃下真空干燥0.5小时得硅渣4kg，测得其水分2.5％。
S4、取干燥后硅渣3kg，置于碾轮混砂机中混碾3min钟，出料；
S5、混碾后的硅粉放置在有40目筛网得振动筛中，筛选5min，得筛上物0.2kg，筛上物返回碾轮中继续混碾，筛下物料可作为冒口套发热剂原料应用。
实施例3
本申请实施例提供了一种回收硅渣洗涤液中铜离子的方法，包括以下步骤：
S1、取保存在实施例2所得第一容器中的2.0L含铜溶液，加入烧碱40g，边加入边搅拌，反应结束后，测得pH值未为2.0；
S2、将S1所得铜溶液进行过滤，测得铜离子含量为3.0g/L，分别取200ml所得铜溶液置于10个锥形瓶中，放入磁子，置于磁力搅拌器上，各加入60目纯铁粉末0.75g，搅拌20min。，测得反应后溶液中铜离子含量为120mg/L，回收率为96％
S3、反应结束后，取出磁子，将锥形瓶内的产物在离心机上以速度3000转/分分离3分钟，另用清水洗涤粉末2次；
S4、将分离后的铜粉在真空干燥箱中105℃的温度下干燥后，得到海共绵铜5.780g；
S5、测试所得铜粉成分如表3所示。
实施例4
本申请实施例提供了一种回收硅渣中硅粉及洗涤液中铜离子的方法，包括以下步骤：
S1、接实施例2，将第3组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.75，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.9，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.6，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.6，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.4，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S2、按S1方法洗涤第4组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.63，将洗涤后的水转入铜液储存罐中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.85，将洗涤后的水也保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.55，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.5，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.3，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S3、按S1方法洗涤第5组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.7，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.45，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.4，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.35，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S4、按S1方法洗涤第6组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.68，将洗涤后的水转入铜液储存罐中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.89，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.6，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.6，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.2，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S5、按S1方法洗涤第7组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.7，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.1，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.1，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.3，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S6、按S1方法洗涤第8组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.47，将洗涤后的水转入铜液储存罐中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.78，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.3，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.3，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.4，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S7、按S1方法洗涤第9组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.7，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.1，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.1，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.3，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S8、按S1方法洗涤第10组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.7，将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.1，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.1，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.3，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S9、按S1方法洗涤第11组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.55，将洗涤后的水转入铜液储存罐中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.8，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.3，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.1，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.3，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S10、按S1方法洗涤第12组硅渣7kg，使用第一容器中的水进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.67，将洗涤后的水转入铜液储存罐中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水pH值为0.85，将洗涤后的水保存在第一容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为1.17，将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，洗涤后的水的pH值为2.15，将洗涤后的水保存在第三容器中，然后再用7kg清水洗涤硅渣，洗涤后的水的pH值为3.33，将洗涤后的水保存在第四容器中；
S11、净化：将铜液储存罐中的含铜水进行过滤净化，去除洗涤过程中带入的固体粉末；
S12、置换:取净化后的铜液45L，分三次往其中加入粒度为80目的还原铁粉，每次126g，边加边搅拌，每次间隔5min，置换出其中的铜离子；
S13、磁选除杂：反应结束后，将其进行磁选去除其中未反应完的铁粉；
S14、固液分离：过滤反应产物，并用清水洗涤固体粉末3次；
S15、固体粉末经真空干燥后得到海绵铜474.49g。
S16、将洗涤后的将第3～12组硅渣全部置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入水蒸汽蒸淋15min；其中水蒸汽的压力为0.4Mpa。
S17、将蒸淋后的硅渣于真空度为-0.098MPa、温度为145℃下真空干燥0.5小时得硅渣40kg，测得其水分1.5％。
S18、将干燥后硅渣置于碾轮混砂机中球磨机中混碾15min钟，出料；
S19、混碾后的硅粉放置在有40目筛网得振动筛中，筛选10min，得筛上物2.2kg，筛上物返回碾轮中继续混碾，筛下物料可作为发热剂原料应用。
实施例5
本申请实施例提供了一种回用和处理置换铜离子后的硅渣洗涤液的方法，
包括以下步骤：
S1、用盐度计测试实施例4中提铜后废水(即实施例4步骤S14中固液分离后的液体)的盐度，盐度值6％；
S2、另取4份硅渣，每份40kg，用实施例4所得废水40L先后将每份硅渣洗涤一遍；
S3、将洗涤硅渣后的废水净化，用铁粉置换后，用盐度计测得置换铜粉后废水的盐度值11％，测得其pH＝1.5；
S4、向S3的废水中加入70g纯碱，测得pH值为6.5；
S5、用盐度计测试S4中废水的盐度，盐度值12％，
S6、取S5中的废水200ml，用表面皿将其蒸发将干，得盐晶体13g。
对比例1
本对比例提供了一种硅渣处理方法，包括以下步骤：
称取100g研磨至40～200目的硅渣粉料置于烧杯内，每次加100ml水搅拌，将其倒入设有滤纸得布氏漏斗中，淋洗过滤，过滤后得淋洗液，测滤液的pH值和铜离子含量，直至滤液的pH值大于等于5。
表1-对比例1洗涤不同次数后滤液的pH值和铜离子含量
Figure BDA0003225540920000121
Figure BDA0003225540920000131
按照上述实施例1～2以及对比例1中的处理方法测试处理前以及经过步骤S13干燥处理后硅渣各元素质量分数，结果如下表2所示。
表2-不同实施例处理后硅渣各元素质量分数
Figure BDA0003225540920000132
Figure BDA0003225540920000141
表2中pH值指的是经过不同方法处理后的干燥硅渣加等量的水搅拌后的pH值。比如对比例1中，洗涤17次后滤液的pH值为5.04，洗涤后的硅渣干燥后pH值为6.0，即对比例1中总耗水量为硅渣量的17倍，100g硅渣使用了1700g水。实施例1中处理后的硅渣按本方法处理后洗涤干燥后pH为值6.0，先后共加入了28kg的水，实施例2中除回用实施例1的废水外，另外加入7kg水洗涤，处理干燥后的硅渣pH值为6.3。
表2中，高位发热量是指1Kg燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽已凝结成水所放出的汽化潜热。从燃料的高位发热量中扣除烟气中水蒸汽的汽化潜热时，称燃料的低位发热量。发热量在氧弹热量计中进行测定。一定量的分析试样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内燃烧，燃烧放出的热量用水吸收，由水温的升高来计算发热量。
从上表2中可以看出，本发明的方法可以除去硅渣中大部分的残铜、残酸残氯，且去除率高，铜等其他有害杂质少，处理效果好，所得硅渣热值高，可以满足用于发热材料等高附加值资源化利用要求。
对比例2
本申请实施例提供了一种回收硅渣洗涤液中铜离子的方法，包括以下步骤：
S1、取与实施例3相同的含铜溶液2.0L；
S2、在S1所得铜溶液中，加入铝屑12.0g，搅拌20min，反应结束后，过滤，用清水洗涤粉末2次，
S3、在干燥箱中105℃的温度下干燥后，得到海共绵铜5.78g，铜离子回收率为94％；
S4、测试所得铜粉成分如表3所示。
表3-实施例3和对比例2中制备得到的海绵铜的成分
Figure BDA0003225540920000142
Figure BDA0003225540920000151
上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硅渣资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅渣洗涤；
将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5~10min；
将蒸淋后的硅渣干燥后经研磨、筛分得不同粒度的硅粉；
其中，蒸汽的压力为0.1~0.8MPa、温度为100~300℃；
将硅渣洗涤具体包括以下步骤：
S1、将硅渣并分为至少两组；
S2、将其中一组硅渣使用水洗涤，并将洗涤后的水按pH保存在四个不同的容器中，其中pH值小于1的水保存在第一容器中，pH值为1~2的水保存在第二容器中，pH值为2~3的水保存在第三容器中，pH值为3~4的水保存在第四容器中，将用水洗涤后的硅渣干燥后备用；
S3、将另外一组硅渣使用第一容器中的水进行洗涤，若洗涤后的水pH值小于0.7，则将洗涤后的水保存在铜液储存罐中；若洗涤后的水pH值为0.7~1，则将洗涤后的水继续保存在第一容器中；继续使用第二容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于1，则将洗涤后的水保存在第一容器中，若洗涤后的水pH在1~2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中；继续使用第三容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值在1~2之间，则将洗涤后的水保存在第二容器中，若洗涤后的水的pH值在2~3之间，则将洗涤后的水保存在第三容器中；继续使用第四容器中的水对硅渣进行洗涤，若洗涤后的水的pH值小于3，则将洗涤后的水保存在第三容器中，若洗涤后的水的pH值大于3，则将洗涤后的水保存在第四容器中，然后再用水洗涤硅渣，将洗涤后的水保存在第四容器中，洗涤后的硅渣干燥后备用；
S4、其余各组硅渣按照S3中的方法进行洗涤；
所述蒸汽为水蒸汽。
2.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，将蒸淋后的硅渣干燥的步骤中，干燥为真空干燥，真空干燥的温度为100~200℃，真空干燥的真空度为-0.06~-0.1MPa。
3.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，所述蒸汽的通入量为硅渣质量的5%~30%。
4.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，将蒸淋后的硅渣干燥之前还包括：将蒸淋后的硅渣使用清水淋洗，清水的使用量为硅渣质量的30%-100%。
5.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，将洗涤后的硅渣置于蒸淋罐中，然后向蒸淋罐中通入蒸汽蒸淋5~10min，蒸淋完成后分离出气态甲基氯硅烷至冷凝器中冷凝收集。
6.如权利要求5所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，冷凝温度为10~25℃。
7.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，将硅渣洗涤之前还包括将硅渣研磨至粒径为40~200目。
8.如权利要求1所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，将铜液储存罐中的水经净化、加入还原剂置换后得铜粉，铜粉经洗涤、固液分离和真空干燥得海绵铜。
9.如权利要求8所述的硅渣资源化处理方法，其特征在于，测定经过置换得到铜粉后的水的盐度，若盐度值高于10%，则将水进行蒸发处理；若盐度值低于10%，则将水用于对硅渣洗涤。
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