一种有机硅浆渣处理工艺及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种有机硅浆渣处理工艺，其包括如下步骤：二硅烷水解、氯化铜浸出、压榨反洗、铜置换、硅渣焙烧和尾气处理，本发明专利技术有效利用水解产生的氯化氢气体，使得氯化氢气体零排放，采用搅拌反应釜搅拌浸出，铜的浸出率高达99%，海绵铜的含铜量70%以上，氯化铁含量控制在30%以上，提高了经济价值，水解渣通过回转窑焙烧，氧化硅含量大于98%，整个工艺路线无废水、废渣外排，废气只有二氧化碳，对环境的危害降到最低，产品为金属铜和硅粉，经济价值高；整个工艺废水和废渣零排放，环境效益显著，水解和浸出都是在低于90℃下常压反应，对设备的材质和强度要求不高，回转窑焙烧温度为500‑850℃，并且因硅粉不含腐蚀性的氯化氢，对回转窑材质的要求也不高。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅浆渣处理工艺及系统
本专利技术涉及一种用于处理有机硅浆渣的工艺及设备，属于有机硅浆渣处理

技术介绍
在甲基氯硅烷生产过程中，采用甲基氯硅烷的高沸点副物对合成的甲基氯硅烷混合物进行湿式除尘，产生了一种酱色的浆状液固混合物。这种混合物主要成分为高沸物，主要由1,2-二甲基四氯二硅烷等组成，并含少量的铜，总铜含量1.5-5％。这种混合物简称有机硅浆渣。有机硅浆渣因含大量甲基氯硅烷的高沸点副物，遇水产生氯化氢气体而形成酸雾，污染环境。同时有机硅浆渣含铜，有一定的经济价值。中国专利文献CN2010106071036公开了一种有机硅浆渣处理工艺，用石灰水处理有机硅浆渣，有机硅浆渣水解产生的氯化氢气体和石灰水中和，有效的减少了环境污染。水解后的渣对外销售。这种方法能解决有机硅浆渣遇水水解释放氯化氢气体造成的污染问题，但主要缺点是水解渣和大量的石灰混合在一起，直接出售经济效益很低，并给下一步回收水解渣中的硅和铜增加更多的工序，消耗更多的费用。CN2011201691564公开了一种有机硅生产过程中产生的浆渣专用焚烧设备，其采用焚烧的方法处理有机硅浆渣，能有效回收氯化氢气体，但产物中的硅和铜混合在一起，没有有效的分离。同时在焚烧过程中产生的高温氯化氢气体对设备的腐蚀很大，要求焚烧设备和管路系统的防腐很高，设备的损耗和投资很大，硅和铜没有有效分离，设备投资高，不具有应用和推广意义。中国专利文献CN102180605A公开了一种《有机硅生产废物浆渣的综合处理工艺》，是将来自污水站外排水通过泵打入石灰池子，把外部添加的石灰溶解成石灰水，石灰水的pH≥11。该石灰水通过沙浆泵打到浆渣处理反应器中；然后在浆渣罐中加入氮气冲压到0.03MP，把浆渣压入浆渣处理反应器进行反应。CN1618840公开了一种《有机硅单体合成过程中的废渣浆的处理方法》，包括如下步骤：(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70％硫酸溶液；(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。CN101659672A公开了一种《一种有机硅废渣浆的裂解处理方法》，将有机硅废渣浆固含量为20％的液固混合物，加入相同质量的高沸物，配成裂解原料液；催化剂为三丁胺，裂解反应温度为80～160℃，通入HCl气体，氯化氢进料速度，与原料混合液比为1∶1.05～1∶1.12；使含固量为20％的渣浆与高沸物配合使用，裂解过程中直接分离产物单硅烷，转化率在70％以上，二甲基二氯硅烷选择性大于35％，一甲基氢硅烷选择性大于40％，裂解后的浆渣具有一定的流动性，能够进一步处理。CN102390860B公开了一种《一种有机硅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。CN103550902A公开了一种《有机硅浆渣的水解再生环保工艺》，本专利技术公开了一种有机硅浆渣的水解再生环保工艺，通过高压水泵将碱水打入管式反应器的三通中，同时用隔膜气泵将有机硅浆渣打入管式反应器三通中的内管中；碱水与有机硅浆渣顺向进入管式反应器的直管中反应，反应完毕通过碱水将有机硅浆渣水解物带入地槽中，反应未完全的渣和反应生成的水利用隔栅板分离后，水循环使用；有机硅浆渣水解物进行下一个反应程序。上述方法工艺过程复杂，处理成本高，处理量小，易产生其它污染源，不能真正做到无害化处理，限制了有机硅产业的发展。
技术实现思路
本专利技术针对现有有机硅浆渣处理技术存在的不足，提供一种氯化氢得到有效利用、硅和铜有效分离且对设备要求低的有机硅浆渣处理工艺，同时提供一种实现该工艺的系统。本专利技术的有机硅浆渣处理工艺，包括二硅烷水解、氯化铜浸出、压榨反洗、铜置换、硅渣焙烧和尾气处理，具体步骤如下：(1)二硅烷水解：将有机硅浆渣和水按质量比1:1-2的比例混合水解反应，时间10分钟-60分钟，吸收水解中产生的酸雾，吸收后的盐酸备用；(2)氯化铜浸出：保持水解液位稳定，水解的浆料排放后，补充适量盐酸，保持PH值0.5-2.0，搅拌反应1-8小时，搅拌温度40-90℃，搅拌速度80-100转/分钟(rpm)，取样检测渣料中的铜的溶解比率，当铜的浸出率达99％以上时停止反应；(3)压榨反洗：对浸出氯化铜后的浆料进行压滤，压榨压力5Mpa-8Mpa，压榨后通清水反洗，洗涤出水经检测铜离子含量小于0.05g/l时停止反洗，并将反洗后的硅渣进行焙烧；压滤后的溶液送铜置换工序，洗涤水返回步骤(1)(二硅烷水解)作为有机硅浆渣混合水使用；(4)铜置换：步骤(3)中压滤后的含铜溶液进行海绵铜置，加入铁粉置换，置换后的浆液过滤分离得到海绵铜和氯化亚铁溶液，海绵铜含铜为70％以上，对氯化亚铁溶液进行氯化亚铁浓缩氧化，先加双氧水或者氯酸钠氧化，检测二价铁99％以上氧化为三价铁之后，结束氧化，再加热蒸发水分，直至三氯化铁质量含量大于38％；(5)硅渣焙烧：反洗后的硅渣焙烧的温度控制在500-850℃，焙烧时间30分钟-90分钟，水解后的含硅产物(硅醇等)氧化生成硅粉；(6)尾气处理：对硅渣焙烧产生的尾气余热进行回收，回收热量用于步骤(2)中浆料加热以提高搅拌浸出的温度，或者用于步骤(4)氯化亚铁浓缩氧化以浓缩氯化亚铁溶液；对回收余热后的尾气收尘。实现上述工艺的有机硅浆渣处理系统，采用以下技术方案：该系统，包括水解槽、搅拌反应釜、板框压滤机、海绵铜置换槽和回转窑，水解槽通过管道与搅拌反应釜连接，搅拌反应釜通过管道和泵与板框压滤机连接，板框压滤机的滤液口通过管道与海绵铜置换槽连接，海绵铜置换槽上连接有氯化亚铁浓缩氧化装置，板框压滤机的滤渣口通过皮带输送机与回转窑连接。所述水解槽上部连接有酸雾吸收塔，酸雾吸收塔分别与碱液吸收塔和盐酸储罐连接，用于实现氯化氢回收以及残余氯化氢彻底清除，达到氯化氢气体零排放。所述盐酸储罐与水解槽连接，氯化氢的再利用。所述回转窑连接有余热回收装置，余热回收装置与所述搅拌反应釜连接。所述余热回收装置与氯化亚铁浓缩氧化装置连接。所述余热回收装置还连接布袋收尘器。余热回收装置将过量的以及未能充分利用的热量充分利用，提高效益。所述氯化铁浓缩氧化装置为搅拌蒸发釜。本专利技术有效利用水解产生的氯化氢气体，使得氯化氢气体零排放。采用搅拌浸出，并控制溶液的温度和PH值，铜的浸出率高达99％。海绵铜的含铜量70％以上，副产品氯化铁含量控制在30％以上可以出售，提高了经济价值。水解渣通过焙烧，焙烧后的产物是硅粉，氧化硅含量大于98％，可以直接出售给建材公司使用。本专利技术可以将有机硅浆渣中的硅和铜合理分离，有效利用水解产生的氯化氢气体，整个工艺路线无废水、废渣外排，废气只有回转窑焙烧的二氧化碳。对环境的危害降到最低，产品为金属铜和硅粉，是产品可以出售，经济价值高；整个工艺流程采用管道输送和皮带输送，生产效率高；整个工艺废水和废渣零排放，环境效益显著，而且设备简单，造价低；水解和浸出都是在低于90℃下常压反应，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅浆渣处理工艺，其特征是，包括二硅烷水解、氯化铜浸出、压榨反洗、铜置换、硅渣焙烧和尾气处理，具体步骤如下：(1)二硅烷水解：将有机硅浆渣和水按质量比1:1‑2的比例混合，水解反应，时间10分钟‑60分钟，吸收水解中产生的酸雾，吸收后的盐酸备用；(2)氯化铜浸出：保持水解液位稳定，水解的浆料排放后，补充适量盐酸，保持PH值0.5‑2.0，搅拌反应1‑8小时，搅拌温度40‑90℃，搅拌速度80‑100转/分钟(rpm)，取样检测渣料中的铜的溶解比率，当铜的浸出率达99％以上时停止反应；(3)压榨反洗：对浸出氯化铜后的浆料进行压滤，压榨压力5Mpa‑8Mpa，压榨后通清水反洗，洗涤出水经检测铜离子含量小于0.05g/l时停止反洗，并将反洗后的硅渣进行焙烧；压滤后的溶液送铜置换工序，洗涤水返回步骤(1)(二硅烷水解)作为有机硅浆渣混合水使用；(4)铜置换：步骤(3)中压滤后的含铜溶液进行海绵铜置，加入铁粉置换，置换后的浆液过滤分离得到海绵铜和氯化亚铁溶液，海绵铜含铜为70％以上，对氯化亚铁溶液进行氯化亚铁浓缩氧化，先加双氧水或者氯酸钠氧化，检测二价铁99％以上氧化为三价铁之后，结束氧化，再加热蒸发水分，直至三氯化铁质量含量大于38％；(5)硅渣焙烧：反洗后的硅渣焙烧的温度控制在500‑850℃，焙烧时间30分钟‑90分钟，水解后的含硅产物(硅醇等)氧化生成硅粉；(6)尾气处理：对硅渣焙烧产生的尾气余热进行回收，回收热量用于步骤(2)中浆料加热以提高搅拌浸出的温度，或者用于步骤(4)氯化亚铁浓缩氧化以浓缩氯化亚铁溶液；对回收余热后的尾气收尘。...

【技术特征摘要】
1.一种有机硅浆渣处理工艺，其特征是，包括二硅烷水解、氯化铜浸出、压榨反洗、铜置换、硅渣焙烧和尾气处理，具体步骤如下：(1)二硅烷水解：将有机硅浆渣和水按质量比1:1-2的比例混合，水解反应，时间10分钟-60分钟，吸收水解中产生的酸雾，吸收后的盐酸备用；(2)氯化铜浸出：保持水解液位稳定，水解的浆料排放后，补充适量盐酸，保持PH值0.5-2.0，搅拌反应1-8小时，搅拌温度40-90℃，搅拌速度80-100转/分钟(rpm)，取样检测渣料中的铜的溶解比率，当铜的浸出率达99％以上时停止反应；(3)压榨反洗：对浸出氯化铜后的浆料进行压滤，压榨压力5Mpa-8Mpa，压榨后通清水反洗，洗涤出水经检测铜离子含量小于0.05g/l时停止反洗，并将反洗后的硅渣进行焙烧；压滤后的溶液送铜置换工序，洗涤水返回步骤(1)(二硅烷水解)作为有机硅浆渣混合水使用；(4)铜置换：步骤(3)中压滤后的含铜溶液进行海绵铜置，加入铁粉置换，置换后的浆液过滤分离得到海绵铜和氯化亚铁溶液，海绵铜含铜为70％以上，对氯化亚铁溶液进行氯化亚铁浓缩氧化，先加双氧水或者氯酸钠氧化，检测二价铁99％以上氧化为三价铁之后，结束氧化，再加热蒸发水分，直至三氯化铁质量含量大于38％；(5)硅渣焙烧：反洗后的硅渣焙烧的温度控制在500-850℃，焙烧时间30分钟-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，高培，贾丽华，王玮，张国文，李建，王其虎，孙茜，孙成富，
申请(专利权)人：山东省环境保护科学研究设计院，
类型：发明
国别省市：山东,37