CN115475825B

CN115475825B - 一种有机硅浆渣处理工艺

Info

Publication number: CN115475825B
Application number: CN202211195127.4A
Authority: CN
Inventors: 李爱华; 王婷; 孟庆国; 袁甫荣; 蔡庆新; 魏庆征; 张敏; 高乐; 杨莉; 邢燕; 郭纪荣; 许小红; 孙冠龙; 刘文浩
Original assignee: SILICON CHEMICAL BRANCH LUXI CHEMICAL GROUP CO Ltd
Current assignee: SILICON CHEMICAL BRANCH LUXI CHEMICAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2042-09-29
Also published as: CN115475825A

Abstract

本发明公布了一种有机硅浆渣处理工艺，有机硅浆渣分为气固两相后，气相干燥裂解回收，固相与石灰乳中和后离心分离，清液出界区去氯化钙车间，固相滤饼至提铜单元的提铜反应釜，先后加入水、98%硫酸和27.5%双氧水进行氧化反应，得到含水的海绵铜（铜含量≥80%），5‑8%硫酸亚铁送污水处理场用作水处理剂。该工艺对有机硅浆渣进行处理，变废为宝，回收有用成分单硅烷、(CH₃)₄Cl₂Si₂和(CH₃)₂Cl₄Si_2。及海绵铜、滤液副产20%氯化钙溶液、5‑8%硫酸亚铁溶液。

Description

一种有机硅浆渣处理工艺

技术领域

本发明涉及一种有机硅浆渣处理工艺，尤其涉及一种含固、液两相的浆渣废料的处理方法。

技术背景

有机硅合成产物，经水洗、闪蒸后的浆渣固废，处理困难，现以200元/吨的处理费用转给危固处理单位进行处理，有机硅浆渣固体含量约为25%左右，其组分主要为硅、铜、锌、碳，还有微量铝、钙、镍等，液相中主要组成为(CH₃)₄Cl₂Si₂、(CH₃)₂Cl₄Si₂、其他沸点较低的单硅烷和Si-O-Si等高沸物，其中(CH₃)₄Cl₂Si₂和(CH₃)₂Cl₄Si₂总计约占50-70%。

发明内容

为解决此问题，发明了一种有机硅浆渣处理工艺，该工艺回收单硅烷、(CH₃)₄Cl₂Si₂和(CH₃)₂Cl₄Si₂，送有机硅裂解工序进行回收利用，未被回收的物料经石灰乳中和，无害化处理，所得氯化钙溶液输送至氯化钙装置副产氯化钙产品，残渣采用98%硫酸及双氧水氧化成硫酸铜溶液，然后采用铁粉进行置换提取粗铜，硫酸亚鉄置换液去污水处理芬顿工序。

该工艺采用氯硅烷浆渣处理技术，在分离及反应工艺中采用了先进的流程组合及控制方案，能够充分保证对产品液固相分离的要求。同时可以保证高氯硅烷在固渣中的含量属于微量水平，水解后副产物达到排放标准，取得巨大经济效益和环保效益。

有机硅浆渣处理工艺技术分为7个系统：第一单元为原料供给系统，作用为将来自界区外的有机硅浆渣原料输送至原料缓冲罐；第二单元为干燥系统，作用为将浆渣分离为气固两相，得到气相物料进入冷凝回收系统，膏状物的固渣进入水解中和系统；第三单元为冷凝回收系统，作用为将气相氯硅烷冷凝回收出界区去裂解；第四单元为石灰乳配置系统，外购的石灰粉经气力输送放置在料仓中，通过螺旋输送机输送到石灰粉溶解罐中，在石灰粉溶解罐中石灰粉与工业水在搅拌以及石灰乳循环泵的作用下混合均匀后输送到石灰乳成品罐。第五单元为水解中和系统，将膏状物固渣中的液相水解、中和，水解物去压滤系统；第六单元为压滤系统，通过压滤机将水解物中的固相压滤得到滤饼出界区；压滤后清液中去氯化钙装置。第七浆渣提铜单元，提出残渣中的粗铜。

来自界区外再沸器和缓冲槽的有机硅浆渣（1.5t/h，固含量25%）通过氮气压入有机硅浆渣缓冲罐，原料缓冲罐内部带有搅拌桨，缓冲罐内的浆渣依靠重力作用自流进入真空干燥机，真空干燥机操作压力为80KPa(A)、操作温度为160℃，物料在真空干燥机中分为气固两相，气相经过凝液冷却器，冷凝后进入凝液缓冲罐，由凝液转料泵输送出界区去裂解；干燥后的浆渣经过螺杆泵输送到带搅拌的水解中和罐中。

外购的石灰粉经气力输送置于料仓中，通过螺旋输送机输送到石灰粉溶解罐中，在石灰粉溶解罐中石灰粉与工业水在搅拌以及石灰乳溶解罐循环泵的作用下混合均匀后经过石灰乳冷却器冷却后输送到石灰乳缓冲罐。

水解中和罐内发生浆渣的水解中和反应，反应产物为氯化钙溶液、固渣。水解中和罐的其他进料为来自石灰乳乳缓冲罐通过石灰乳输送泵输送的石灰乳、石灰乳和循环清液的加入量分别控制水解中和罐的pH值在8-10之间，温度控制在60℃-70℃之间。

水解中和罐的采出物料经离心机分离后，清液出界区去氯化钙车间，压滤后得到的固相滤饼至提铜单元的提铜反应釜，先后以5:1:2的比例加入水、98%硫酸和27.5%双氧水进行氧化反应，经一段时间搅拌均匀后，提铜反应进行30-50分钟即可进形残渣分离阶段，开启离心机，控制残渣下料速度，防止离心机底部下渣口漏液，离心分离得到的硫酸铜溶液返回提铜反应釜循环使用，待其硫酸铜浓度≥8%，进行离心分离，固相控制pH在7-9，送至锅炉焚烧，液相进入置换反应釜，在置换反应釜中加入200目的铁粉进行置换反应，得到粗铜和硫酸亚铁溶液，经抽滤罐分离，得到含水的海绵铜（铜含量≥80%）外售，5-8%硫酸亚铁送污水处理场用作水处理剂。

在提铜的过程中，一方面将其氧化、置换提铜；另一方面剩余液体中的硫酸铁和硫酸亚铁，去污水处理厂分别去除磷和重金属及絮凝剂，处理后的污水用于循环水，不能含有氯离子，氯离子对不锈钢换热器有晶间腐蚀，所以既要将亚铜氧化成铜、又要将氯离子氧化成Cl₂。98%硫酸是引入硫酸根，5:1的比例，并最终铜形成([Cu(H2O)4]SO4·H2O，五水合硫酸铜)，双氧水氧化作用，后加入双氧水是防止双氧水受热分解，同是双氧水是洁净的氧化剂，将亚铜氧化成铜、又要将氯离子氧化成Cl₂，不会引起其他离子，通过负压的抽吸的方式及时排出氯气，保证反应的正常进行。

本发明的优点

1、有机硅浆渣处理工艺不仅对有机硅生产过程中产生的危废进行处理，还变废为宝回收单硅烷、(CH₃)₄Cl₂Si₂和(CH₃)₂Cl₄Si₂及海绵铜。

2、设计有效的措施来控制系统运行过程中可能产生的氯化氢，用氢氧化钙进行中和，对废液进行无无害化处理，副产氯化钙、硫酸亚铁。

3.在处理的过程中将铜回收，而且不会产生氯离子，废水有效的回收利用。

附图说明

图1为有机硅浆渣处理的工艺流程图；

图中1、有机硅浆渣缓冲罐， 2、真空干燥机，3、凝液冷凝器A，4、凝液冷凝器B，5、凝液缓冲罐，6、水解中和罐，7、离心机，8、提铜反应釜，9、离心机，10、置换反应釜，11、抽滤罐，12、真空泵，13、石灰粉料仓，14、螺旋输送机，15、石灰乳溶解罐，16、石灰乳溶解罐循环泵，17、石灰乳冷却器，18、石灰乳缓冲罐，19、石灰乳输送泵。

具体实施方式

为了使技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种有机硅浆渣处理工艺，包括以下步骤：

（1）来自界区外再沸器和缓冲槽的有机硅浆渣（1.5t/h，固含量25%）通过氮气压入有机硅浆渣缓冲罐，原料缓冲罐内部带有搅拌桨，缓冲罐内的浆渣依靠重力作用自流进入真空干燥机，真空干燥机操作压力为80KPa(A)、操作温度为160℃，物料在真空干燥机中分为气固两相，气相经过凝液冷却器A和凝液冷却器B，冷凝后进入凝液缓冲罐，由凝液转料泵输送出界区去裂解；干燥后的浆渣经过螺杆泵输送到带搅拌的水解中和罐中。

（2）外购的石灰粉经气力输送置于料仓中，通过螺旋输送机输送到石灰粉溶解罐中，在石灰粉溶解罐中石灰粉与工业水在搅拌以及石灰乳溶解罐循环泵的作用下混合均匀后经过石灰乳冷却器的冷却输送到石灰乳缓冲罐。

（3）水解中和罐内发生浆渣的水解中和反应，反应产物为氯化钙溶液、固渣。水解中和罐的其他进料为来自石灰乳缓冲罐通过石灰乳输送泵输送的石灰乳、石灰乳和循环清液的加入量分别控制水解中和罐的pH值在8-10之间，温度控制在60℃-70℃之间。

（4）水解中和罐的采出物料经离心机分离后，清液出界区去氯化钙车间，压滤后得到的固相滤饼至提铜单元的提铜反应釜，先后以5:1:2的比例加入水、98%硫酸和27.5%双氧水进行氧化反应，经一段时间搅拌均匀后，提铜反应进行30-50分钟即可进形残渣分离阶段，开启离心机，控制残渣下料速度，防止离心机底部下渣口漏液，离心分离得到的硫酸铜溶液返回提铜反应釜循环使用，待其硫酸铜浓度≥8%，进行离心分离，固相控制pH在7-9，送至锅炉焚烧，液相进入置换反应釜，在置换反应釜中加入200目的铁粉进行置换反应，得到粗铜和硫酸亚铁溶液，经抽滤罐分离，得到含水的海绵铜（铜含量≥80%）外售，5-8%硫酸亚铁送污水处理场用作水处理剂。

上述处理工艺中，通过有机硅浆渣处理系统实现，有机硅浆渣处理工艺技术分为7个系统：第一单元为原料供给系统，作用为将来自界区外的有机硅浆渣原料输送至原料缓冲罐1；第二单元为干燥系统，作用为将浆渣分离为气固两相，得到气相物料进入冷凝回收系统，膏状物的固渣进入水解中和系统，包括凝液冷凝器A3、凝液冷凝器B4；第三单元为冷凝回收系统，作用为将气相氯硅烷冷凝回收出界区去裂解，包括凝液缓冲罐5；第四单元为石灰乳配置系统，外购的石灰粉经气力输送放置在料仓中，通过螺旋输送机输送到石灰粉溶解罐中，在石灰粉溶解罐中石灰粉与工业水在搅拌以及石灰乳循环泵的作用下混合均匀后输送到石灰乳成品罐，包括石灰粉料仓13、螺旋输送机14、石灰乳溶解罐15、石灰乳溶解罐循环泵 16、石灰乳冷却器17、石灰乳缓冲罐18和石灰乳输送泵19。第五单元为水解中和系统，将膏状物固渣中的液相水解、中和，水解物去压滤系统，包括水解中和罐6；第六单元为压滤系统，通过压滤机将水解物中的固相压滤得到滤饼出界区，压滤后清液中去氯化钙装置包括离心机7；第七单元为浆渣提铜单元，提出残渣中的粗铜，包括提铜反应釜8、离心机9、置换反应釜10、抽滤罐11。

该系统中各装置的连接关系为：有机硅浆渣缓冲罐 1、真空干燥机2、水解中和罐6、离心机7、提铜反应釜8、离心机9、置换反应釜10、抽滤罐11依次相连，真空干燥机2通过凝液冷凝器A3、凝液冷凝器B4单独、串联或者并联与凝液缓冲罐5相连；石灰粉料仓13、螺旋输送机14、石灰乳溶解罐15、石灰乳溶解罐循环泵 16、石灰乳冷却器17、石灰乳缓冲罐18、石灰乳输送泵19依次相连，石灰乳输送泵19与水解中和罐6相连。真空干燥机2与真空泵12相连。

Claims

1.一种有机硅浆渣处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）有机硅浆渣通过氮气压入有机硅浆渣缓冲罐，有机硅浆渣缓冲罐内部带有搅拌桨，缓冲罐内的浆渣依靠重力作用自流进入真空干燥机，物料在真空干燥机中分为气固两相，气相经过凝液冷却器A和B，冷凝后进入凝液缓冲罐，由凝液转料泵输送出界区去裂解；干燥后的浆渣经过螺杆泵输送到带搅拌的水解中和罐中；

（2）石灰粉通过螺旋输送机输送到石灰粉溶解罐中，在石灰粉溶解罐中石灰粉与工业水在搅拌以及石灰乳溶解罐循环泵的作用下混合均匀后经过石灰乳冷却器的冷却输送到石灰乳缓冲罐；

（3）水解中和罐内发生浆渣的水解中和反应，水解中和罐的其他进料为来自石灰乳缓冲罐通过石灰乳输送泵输送的石灰乳；

（4）水解中和罐的采出物料经离心机分离后，清液出界区去氯化钙车间，压滤后得到的固相滤饼至提铜单元的提铜反应釜，先后加入水、98%硫酸和27.5%双氧水进行氧化反应，搅拌均匀后，反应30-50分钟，离心分离得到的硫酸铜溶液返回提铜反应釜循环使用，待其硫酸铜浓度≥8%，进行离心分离，固相控制pH在7-9，送至锅炉焚烧，液相进入置换反应釜，在置换反应釜中加入200目的铁粉进行置换反应，得到粗铜和硫酸亚铁溶液，经抽滤罐分离，得到含水的海绵铜，其铜含量≥80%，5-8%硫酸亚铁送污水处理场用作水处理剂。

2.根据权利要求1所述的一种有机硅浆渣处理工艺，其特征在于，步骤（1）中真空干燥机操作压力为80KPa、操作温度为160℃。

3.根据权利要求1所述的一种有机硅浆渣处理工艺，其特征在于，步骤（3）中水解中和罐的pH值在8-10之间，温度控制在60℃-70℃之间。

4.根据权利要求1所述的一种有机硅浆渣处理工艺，其特征在于，步骤（4）中水、98%硫酸和27.5%双氧水的质量比为5:1:2。

5.一种实现权利要求1-4任一项所述的有机硅浆渣处理工艺的处理系统，其特征在于，有机硅浆渣缓冲罐（1）、真空干燥机（2）、水解中和罐（6）、第一离心机（7）、提铜反应釜（8）、第二离心机（9）、置换反应釜（10）、抽滤罐（11）依次相连，真空干燥机（2）通过凝液冷凝器A（3）、凝液冷凝器B（4）单独、串联或者并联与凝液缓冲罐（5）相连；石灰粉料仓（13）、螺旋输送机（14）、石灰乳溶解罐（15）、石灰乳溶解罐循环泵（16）、石灰乳冷却器（17）、石灰乳缓冲罐（18）、石灰乳输送泵（19）依次相连，石灰乳输送泵（19）与水解中和罐（6）相连。

6.根据实现权利要求5所述的有机硅浆渣处理系统，其特征在于，真空干燥机（2）与真空泵（12）相连。