一種有機硅漿渣處理工藝及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種有機硅漿渣處理工藝，其包括如下步驟：二硅烷水解、氯化銅浸出、壓榨反洗、銅置換、硅渣焙燒和尾氣處理，本發明專利技術有效利用水解產生的氯化氫氣體，使得氯化氫氣體零排放，采用攪拌反應釜攪拌浸出，銅的浸出率高達99%，海綿銅的含銅量70%以上，氯化鐵含量控制在30%以上，提高了經濟價值，水解渣通過回轉窯焙燒，氧化硅含量大于98%，整個工藝路線無廢水、廢渣外排，廢氣只有二氧化碳，對環境的危害降到最低，產品為金屬銅和硅粉，經濟價值高；整個工藝廢水和廢渣零排放，環境效益顯著，水解和浸出都是在低于90℃下常壓反應，對設備的材質和強度要求不高，回轉窯焙燒溫度為500?850℃，并且因硅粉不含腐蝕性的氯化氫，對回轉窯材質的要求也不高。

Organosilicon slurry slag treatment process and system

The invention relates to a silicone slurry treatment process, which comprises the following steps: two silane hydrolysis, copper chloride leaching, copper replacement, press backwashing, silicon slag roasting and exhaust gas treatment, the effective use of hydrogen chloride gas produced by hydrolysis, the hydrogen chloride gas zero emissions, by mixing reactor leaching copper leaching the rate of up to 99%, more than 70% of the amount of copper sponge copper and ferric chloride content in control of more than 30%, increasing economic value, through the hydrolysis residue of rotary kiln roasting, silicon oxide content is greater than 98%, the whole process without waste water and waste gas efflux, only carbon dioxide, the harm to the environment to a minimum, for metal products copper and silicon, high economic value; the whole process of zero discharge of wastewater and waste residue, remarkable environmental benefits, are lower than in the hydrolysis and leaching reaction under atmospheric pressure at the temperature of 90 DEG C, the equipment The material and strength requirements is not high, the calcination temperature of rotary kiln is 500 850 DEG C, and hydrogen chloride silica fume and non corrosive, of the rotary kiln material requirements are not high.

【技術實現步驟摘要】
一種有機硅漿渣處理工藝及系統
本專利技術涉及一種用于處理有機硅漿渣的工藝及設備，屬于有機硅漿渣處理

技術介紹
在甲基氯硅烷生產過程中，采用甲基氯硅烷的高沸點副物對合成的甲基氯硅烷混合物進行濕式除塵，產生了一種醬色的漿狀液固混合物。這種混合物主要成分為高沸物，主要由1,2-二甲基四氯二硅烷等組成，并含少量的銅，總銅含量1.5-5％。這種混合物簡稱有機硅漿渣。有機硅漿渣因含大量甲基氯硅烷的高沸點副物，遇水產生氯化氫氣體而形成酸霧，污染環境。同時有機硅漿渣含銅，有一定的經濟價值。中國專利文獻CN2010106071036公開了一種有機硅漿渣處理工藝，用石灰水處理有機硅漿渣，有機硅漿渣水解產生的氯化氫氣體和石灰水中和，有效的減少了環境污染。水解后的渣對外銷售。這種方法能解決有機硅漿渣遇水水解釋放氯化氫氣體造成的污染問題，但主要缺點是水解渣和大量的石灰混合在一起，直接出售經濟效益很低，并給下一步回收水解渣中的硅和銅增加更多的工序，消耗更多的費用。CN2011201691564公開了一種有機硅生產過程中產生的漿渣專用焚燒設備，其采用焚燒的方法處理有機硅漿渣，能有效回收氯化氫氣體，但產物中的硅和銅混合在一起，沒有有效的分離。同時在焚燒過程中產生的高溫氯化氫氣體對設備的腐蝕很大，要求焚燒設備和管路系統的防腐很高，設備的損耗和投資很大，硅和銅沒有有效分離，設備投資高，不具有應用和推廣意義。中國專利文獻CN102180605A公開了一種《有機硅生產廢物漿渣的綜合處理工藝》，是將來自污水站外排水通過泵打入石灰池子，把外部添加的石灰溶解成石灰水，石灰水的pH≥11。該石灰水通過沙漿泵打到漿渣處理反應器中；然后在漿渣罐中加入氮氣沖壓到0.03MP，把漿渣壓入漿渣處理反應器進行反應。CN1618840公開了一種《有機硅單體合成過程中的廢渣漿的處理方法》，包括如下步驟：(A)有機硅單體合成中的廢渣漿經過離心重力沉降離心機分離出90％的高沸物，用于裂解和其他用途；(B)離心后的高黏度的廢渣漿在水解釜中進行水解，水解介質為70％硫酸溶液；(C)少量含有硅氧烷的氯化氫氣體從液相中析出；(D)水解物經液固分離，固體水解物排放，液相經后續處理回收銅。CN101659672A公開了一種《一種有機硅廢渣漿的裂解處理方法》，將有機硅廢渣漿固含量為20％的液固混合物，加入相同質量的高沸物，配成裂解原料液；催化劑為三丁胺，裂解反應溫度為80～160℃，通入HCl氣體，氯化氫進料速度，與原料混合液比為1∶1.05～1∶1.12；使含固量為20％的渣漿與高沸物配合使用，裂解過程中直接分離產物單硅烷，轉化率在70％以上，二甲基二氯硅烷選擇性大于35％，一甲基氫硅烷選擇性大于40％，裂解后的漿渣具有一定的流動性，能夠進一步處理。CN102390860B公開了一種《一種有機硅渣漿的環保處理方法及裝置》，將有機硅渣漿降溫后通入裝有堿性溶液的密閉水解罐，在攪拌下渣漿中的高沸物與堿水反應，生成中性或堿性顆粒狀水解物，收集至水解罐底采出，反應生成的氫氧化銅絮狀沉淀隨水溶液從密閉水解罐的上部溢流口流出。CN103550902A公開了一種《有機硅漿渣的水解再生環保工藝》，本專利技術公開了一種有機硅漿渣的水解再生環保工藝，通過高壓水泵將堿水打入管式反應器的三通中，同時用隔膜氣泵將有機硅漿渣打入管式反應器三通中的內管中；堿水與有機硅漿渣順向進入管式反應器的直管中反應，反應完畢通過堿水將有機硅漿渣水解物帶入地槽中，反應未完全的渣和反應生成的水利用隔柵板分離后，水循環使用；有機硅漿渣水解物進行下一個反應程序。上述方法工藝過程復雜，處理成本高，處理量小，易產生其它污染源，不能真正做到無害化處理，限制了有機硅產業的發展。
技術實現思路
本專利技術針對現有有機硅漿渣處理技術存在的不足，提供一種氯化氫得到有效利用、硅和銅有效分離且對設備要求低的有機硅漿渣處理工藝，同時提供一種實現該工藝的系統。本專利技術的有機硅漿渣處理工藝，包括二硅烷水解、氯化銅浸出、壓榨反洗、銅置換、硅渣焙燒和尾氣處理，具體步驟如下：(1)二硅烷水解：將有機硅漿渣和水按質量比1:1-2的比例混合水解反應，時間10分鐘-60分鐘，吸收水解中產生的酸霧，吸收后的鹽酸備用；(2)氯化銅浸出：保持水解液位穩定，水解的漿料排放后，補充適量鹽酸，保持PH值0.5-2.0，攪拌反應1-8小時，攪拌溫度40-90℃，攪拌速度80-100轉/分鐘(rpm)，取樣檢測渣料中的銅的溶解比率，當銅的浸出率達99％以上時停止反應；(3)壓榨反洗：對浸出氯化銅后的漿料進行壓濾，壓榨壓力5Mpa-8Mpa，壓榨后通清水反洗，洗滌出水經檢測銅離子含量小于0.05g/l時停止反洗，并將反洗后的硅渣進行焙燒；壓濾后的溶液送銅置換工序，洗滌水返回步驟(1)(二硅烷水解)作為有機硅漿渣混合水使用；(4)銅置換：步驟(3)中壓濾后的含銅溶液進行海綿銅置，加入鐵粉置換，置換后的漿液過濾分離得到海綿銅和氯化亞鐵溶液，海綿銅含銅為70％以上，對氯化亞鐵溶液進行氯化亞鐵濃縮氧化，先加雙氧水或者氯酸鈉氧化，檢測二價鐵99％以上氧化為三價鐵之后，結束氧化，再加熱蒸發水分，直至三氯化鐵質量含量大于38％；(5)硅渣焙燒：反洗后的硅渣焙燒的溫度控制在500-850℃，焙燒時間30分鐘-90分鐘，水解后的含硅產物(硅醇等)氧化生成硅粉；(6)尾氣處理：對硅渣焙燒產生的尾氣余熱進行回收，回收熱量用于步驟(2)中漿料加熱以提高攪拌浸出的溫度，或者用于步驟(4)氯化亞鐵濃縮氧化以濃縮氯化亞鐵溶液；對回收余熱后的尾氣收塵。實現上述工藝的有機硅漿渣處理系統，采用以下技術方案：該系統，包括水解槽、攪拌反應釜、板框壓濾機、海綿銅置換槽和回轉窯，水解槽通過管道與攪拌反應釜連接，攪拌反應釜通過管道和泵與板框壓濾機連接，板框壓濾機的濾液口通過管道與海綿銅置換槽連接，海綿銅置換槽上連接有氯化亞鐵濃縮氧化裝置，板框壓濾機的濾渣口通過皮帶輸送機與回轉窯連接。所述水解槽上部連接有酸霧吸收塔，酸霧吸收塔分別與堿液吸收塔和鹽酸儲罐連接，用于實現氯化氫回收以及殘余氯化氫徹底清除，達到氯化氫氣體零排放。所述鹽酸儲罐與水解槽連接，氯化氫的再利用。所述回轉窯連接有余熱回收裝置，余熱回收裝置與所述攪拌反應釜連接。所述余熱回收裝置與氯化亞鐵濃縮氧化裝置連接。所述余熱回收裝置還連接布袋收塵器。余熱回收裝置將過量的以及未能充分利用的熱量充分利用，提高效益。所述氯化鐵濃縮氧化裝置為攪拌蒸發釜。本專利技術有效利用水解產生的氯化氫氣體，使得氯化氫氣體零排放。采用攪拌浸出，并控制溶液的溫度和PH值，銅的浸出率高達99％。海綿銅的含銅量70％以上，副產品氯化鐵含量控制在30％以上可以出售，提高了經濟價值。水解渣通過焙燒，焙燒后的產物是硅粉，氧化硅含量大于98％，可以直接出售給建材公司使用。本專利技術可以將有機硅漿渣中的硅和銅合理分離，有效利用水解產生的氯化氫氣體，整個工藝路線無廢水、廢渣外排，廢氣只有回轉窯焙燒的二氧化碳。對環境的危害降到最低，產品為金屬銅和硅粉，是產品可以出售，經濟價值高；整個工藝流程采用管道輸送和皮帶輸送，生產效率高；整個工藝廢水和廢渣零排放，環境效益顯著，而且設備簡單，造價低；水解和浸出都是在低于90℃下常壓反應，對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機硅漿渣處理工藝，其特征是，包括二硅烷水解、氯化銅浸出、壓榨反洗、銅置換、硅渣焙燒和尾氣處理，具體步驟如下：(1)二硅烷水解：將有機硅漿渣和水按質量比1:1?2的比例混合，水解反應，時間10分鐘?60分鐘，吸收水解中產生的酸霧，吸收后的鹽酸備用；(2)氯化銅浸出：保持水解液位穩定，水解的漿料排放后，補充適量鹽酸，保持PH值0.5?2.0，攪拌反應1?8小時，攪拌溫度40?90℃，攪拌速度80?100轉/分鐘(rpm)，取樣檢測渣料中的銅的溶解比率，當銅的浸出率達99％以上時停止反應；(3)壓榨反洗：對浸出氯化銅后的漿料進行壓濾，壓榨壓力5Mpa?8Mpa，壓榨后通清水反洗，洗滌出水經檢測銅離子含量小于0.05g/l時停止反洗，并將反洗后的硅渣進行焙燒；壓濾后的溶液送銅置換工序，洗滌水返回步驟(1)(二硅烷水解)作為有機硅漿渣混合水使用；(4)銅置換：步驟(3)中壓濾后的含銅溶液進行海綿銅置，加入鐵粉置換，置換后的漿液過濾分離得到海綿銅和氯化亞鐵溶液，海綿銅含銅為70％以上，對氯化亞鐵溶液進行氯化亞鐵濃縮氧化，先加雙氧水或者氯酸鈉氧化，檢測二價鐵99％以上氧化為三價鐵之后，結束氧化，再加熱蒸發水分，直至三氯化鐵質量含量大于38％；(5)硅渣焙燒：反洗后的硅渣焙燒的溫度控制在500?850℃，焙燒時間30分鐘?90分鐘，水解后的含硅產物(硅醇等)氧化生成硅粉；(6)尾氣處理：對硅渣焙燒產生的尾氣余熱進行回收，回收熱量用于步驟(2)中漿料加熱以提高攪拌浸出的溫度，或者用于步驟(4)氯化亞鐵濃縮氧化以濃縮氯化亞鐵溶液；對回收余熱后的尾氣收塵。...

【技術特征摘要】
1.一種有機硅漿渣處理工藝，其特征是，包括二硅烷水解、氯化銅浸出、壓榨反洗、銅置換、硅渣焙燒和尾氣處理，具體步驟如下：(1)二硅烷水解：將有機硅漿渣和水按質量比1:1-2的比例混合，水解反應，時間10分鐘-60分鐘，吸收水解中產生的酸霧，吸收后的鹽酸備用；(2)氯化銅浸出：保持水解液位穩定，水解的漿料排放后，補充適量鹽酸，保持PH值0.5-2.0，攪拌反應1-8小時，攪拌溫度40-90℃，攪拌速度80-100轉/分鐘(rpm)，取樣檢測渣料中的銅的溶解比率，當銅的浸出率達99％以上時停止反應；(3)壓榨反洗：對浸出氯化銅后的漿料進行壓濾，壓榨壓力5Mpa-8Mpa，壓榨后通清水反洗，洗滌出水經檢測銅離子含量小于0.05g/l時停止反洗，并將反洗后的硅渣進行焙燒；壓濾后的溶液送銅置換工序，洗滌水返回步驟(1)(二硅烷水解)作為有機硅漿渣混合水使用；(4)銅置換：步驟(3)中壓濾后的含銅溶液進行海綿銅置，加入鐵粉置換，置換后的漿液過濾分離得到海綿銅和氯化亞鐵溶液，海綿銅含銅為70％以上，對氯化亞鐵溶液進行氯化亞鐵濃縮氧化，先加雙氧水或者氯酸鈉氧化，檢測二價鐵99％以上氧化為三價鐵之后，結束氧化，再加熱蒸發水分，直至三氯化鐵質量含量大于38％；(5)硅渣焙燒：反洗后的硅渣焙燒的溫度控制在500-850℃，焙燒時間30分鐘-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鵬，高培，賈麗華，王瑋，張國文，李建，王其虎，孫茜，孫成富，
申請(專利權)人：山東省環境保護科學研究設計院，
類型：發明
國別省市：山東,37