本發(fā)明屬于廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

有機(jī)硅被譽(yù)為工業(yè)味精，它對(duì)工業(yè)和我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懭找鎰≡?，在有機(jī)硅生產(chǎn)過程中，以硅和氯甲烷作為生產(chǎn)原料，三元銅催化劑(主催化劑)和鋅(助劑)常用來促進(jìn)有機(jī)硅單體如二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基二氯硅烷等的合成。在合成過程中，會(huì)產(chǎn)生漿渣及廢觸體。

廢觸體主要成分為硅，銅，碳，鋅等，它們?cè)趶U觸體中的重量含量分別為65％～80％，3％～20％，1％～10％，0.05％～2.0％。廢觸體由于顆粒細(xì)小，且銅粉的活性較高，遇空氣容易發(fā)生氧化反應(yīng)，使其中的有機(jī)物質(zhì)和碳燃燒冒出刺鼻的白煙，不易儲(chǔ)存；漿渣是直接法合成甲基氯硅烷過程中濕法除塵工藝得到的一種帶有流動(dòng)性的液固混合物，水解后為一種黑色的固體粉末，含銅約1—3％，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，存在嚴(yán)重的“三廢”問題。

目前廢觸體的處理方法有三種：空氣氧化法、氧化劑氧化法及酸化法，均存在硅回收率低，水污染嚴(yán)重，難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等問題。而漿渣尚未有系統(tǒng)的研究，目前多采用焚燒后掩埋處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)及工藝，該技術(shù)成熟、流程短、效率高、利于規(guī)?；幚?，無三廢排放，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，從而實(shí)現(xiàn)廢觸體及漿渣的綠色處理。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)，包括機(jī)械活化裝置、反應(yīng)器、洗滌反應(yīng)器、置換反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)窯、水解反應(yīng)器和結(jié)晶蒸發(fā)裝置，機(jī)械活化裝置進(jìn)料端與物料、廢鹽酸出口連接，出料端與反應(yīng)器連接，反應(yīng)器分別與洗滌反應(yīng)器和置換反應(yīng)器連接，洗滌反應(yīng)器與回轉(zhuǎn)窯連接，置換反應(yīng)器與水解反應(yīng)器連接，水解反應(yīng)器末端連接有結(jié)晶蒸發(fā)裝置。

進(jìn)一步，洗滌反應(yīng)器與回轉(zhuǎn)窯連接的管道上設(shè)置有循環(huán)管道，循環(huán)管道末端連接在機(jī)械活化裝置和反應(yīng)器之間。

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，包括如下步驟：

1)加料過濾：將廢觸體和漿渣通過合理的配料，得到含銅6-10％左右含銅硅粉，先經(jīng)過機(jī)械活化裝置后，泵入反應(yīng)器中，加入有機(jī)硅生產(chǎn)過程中的10-20％的廢鹽酸，在攪拌的情況下，鼓入空氣控制過程的氧化氣氛，緩慢加入添加劑a和添加劑b，浸出2—4小時(shí)即可過濾；

2)浸出液處理：浸出液中加入銅的1-3倍還原鐵粉置換銅，過濾得到海綿銅產(chǎn)品，置換后液加入中和劑回收鐵、鋅等有價(jià)元素，過濾得到的鐵精礦堆存或外賣；

3)浸出硅粉處理：浸出后的硅粉經(jīng)過廢鹽酸二次洗滌過濾，再加入清水洗滌后可達(dá)到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固體廢物要求，可作為建筑材料銷售；

4)廢鹽酸處理：所用的廢鹽酸經(jīng)過提銅、中和后，主要含有氯化鈉，進(jìn)入有機(jī)硅項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)處理或濃縮結(jié)晶生產(chǎn)氯化鈉，也可電解回收其中的鈉和氯元素；

5)氯化氫煙氣處理：產(chǎn)生極少量氯化氫煙氣，經(jīng)過吸收塔用清水吸收后，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)排空，吸收液返回流程。

進(jìn)一步，在步驟1)中，氧化氣氛鼓入空氣的量為：10—100l/h。

進(jìn)一步，在步驟1)中，添加劑a為分散劑，添加劑a的加入量為每噸物料加入50kg；添加劑b為表面活性劑，添加劑b的加入量為每噸物料加入10kg。

進(jìn)一步，在步驟2)中，中和劑為純堿或燒堿。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果之一：

廢觸體或漿渣主要是含多種重金屬等雜質(zhì)的硅粉，依據(jù)此硅粉中銅、鋅、硅等元素及其化合物的特性，利用有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鹽酸，在多種添加劑氧化劑、表面活化劑的共同作用下，將銅、鋅等金屬離子浸出、置換或中和回收，得到的硅粉經(jīng)過洗滌處理達(dá)到一般固體廢棄物或工業(yè)硅粉的要求。本工藝技術(shù)工藝條件靈活，通過有效改善銅、鋅等金屬的浸出性和硅粉的過濾性，既可用于高金屬含量的硅粉資源化利用，也可用于金屬含量較低的硅粉無害化處理，銅和硅的回收率均可達(dá)到90％以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖。

1-機(jī)械活化裝置、2-反應(yīng)器、3-洗滌反應(yīng)器、4-置換反應(yīng)器、5-回轉(zhuǎn)窯、6-水解反應(yīng)器、7-結(jié)晶蒸發(fā)裝置。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)，包括機(jī)械活化裝置1、反應(yīng)器2、洗滌反應(yīng)器3、置換反應(yīng)器4、回轉(zhuǎn)窯5、水解反應(yīng)器6和結(jié)晶蒸發(fā)裝置7，機(jī)械活化裝置1進(jìn)料端與物料、廢鹽酸出口連接，出料端與反應(yīng)器2連接，反應(yīng)器2分別與洗滌反應(yīng)器3和置換反應(yīng)器4連接，洗滌反應(yīng)器3與回轉(zhuǎn)窯5連接，置換反應(yīng)器4與水解反應(yīng)器6連接，水解反應(yīng)器6末端連接有結(jié)晶蒸發(fā)裝置7，通過配料和機(jī)械活化，解決了銅、硅回收低的問題，銅和硅的回收率均可達(dá)到90％以上。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，洗滌反應(yīng)器3與回轉(zhuǎn)窯5連接的管道上設(shè)置有循環(huán)管道，循環(huán)管道末端連接在機(jī)械活化裝置1和反應(yīng)器2之間，能夠?qū)a(chǎn)生的溶液返回再次進(jìn)行反應(yīng)，增大回收效率。

實(shí)施例3

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，包括如下步驟：

1)加料過濾：將廢觸體和漿渣通過合理的配料，得到含銅6％左右含銅硅粉，先經(jīng)過機(jī)械活化裝置1后，泵入反應(yīng)器2中，加入有機(jī)硅生產(chǎn)過程中的10％的廢鹽酸，在攪拌的情況下，鼓入空氣控制過程的氧化氣氛，氧化氣氛鼓入空氣的量為：10l/h，緩慢加入添加劑a和添加劑b，添加劑a為分散劑，添加劑a的加入量為每噸物料加入50kg；添加劑b為表面活性劑，添加劑b的加入量為每噸物料加入10kg，浸出2小時(shí)即可過濾；

2)浸出液處理：浸出液中加入銅的1倍還原鐵粉置換銅，過濾得到海綿銅產(chǎn)品，置換后液加入中和劑回收鐵、鋅等有價(jià)元素，中和劑為純堿或燒堿，過濾得到的鐵精礦堆存或外賣；

3)浸出硅粉處理：浸出后的硅粉經(jīng)過廢鹽酸二次洗滌過濾，再加入清水洗滌后可達(dá)到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固體廢物要求，可作為建筑材料銷售；

4)廢鹽酸處理：所用的廢鹽酸經(jīng)過提銅、中和后，主要含有氯化鈉，進(jìn)入有機(jī)硅項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)處理或濃縮結(jié)晶生產(chǎn)氯化鈉，也可電解回收其中的鈉和氯元素；

5)氯化氫煙氣處理：產(chǎn)生極少量氯化氫煙氣，經(jīng)過吸收塔用清水吸收后，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)排空，吸收液返回流程。

廢觸體或漿渣主要是含多種重金屬等雜質(zhì)的硅粉，依據(jù)此硅粉中銅、鋅、硅等元素及其化合物的特性，利用有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鹽酸，在多種添加劑氧化劑、表面活化劑的共同作用下，將銅、鋅等金屬離子浸出、置換或中和回收，得到的硅粉經(jīng)過洗滌處理達(dá)到一般固體廢棄物或工業(yè)硅粉的要求。本工藝技術(shù)工藝條件靈活，通過有效改善銅、鋅等金屬的浸出性和硅粉的過濾性，既可用于高金屬含量的硅粉資源化利用，也可用于金屬含量較低的硅粉無害化處理，銅和硅的回收率均可達(dá)到90％以上。

實(shí)施例4

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，包括如下步驟：

1)加料過濾：將廢觸體和漿渣通過合理的配料，得到含銅8％左右含銅硅粉，先經(jīng)過機(jī)械活化裝置1后，泵入反應(yīng)器2中，加入有機(jī)硅生產(chǎn)過程中的15％的廢鹽酸，在攪拌的情況下，鼓入空氣控制過程的氧化氣氛，氧化氣氛鼓入空氣的量為：50l/h，緩慢加入添加劑a和添加劑b，添加劑a為分散劑，添加劑a的加入量為每噸物料加入50kg；添加劑b為表面活性劑，添加劑b的加入量為每噸物料加入10kg，浸出3小時(shí)即可過濾；

2)浸出液處理：浸出液中加入銅的2倍還原鐵粉置換銅，過濾得到海綿銅產(chǎn)品，置換后液加入中和劑回收鐵、鋅等有價(jià)元素，中和劑為純堿或燒堿，過濾得到的鐵精礦堆存或外賣；

3)浸出硅粉處理：浸出后的硅粉經(jīng)過廢鹽酸二次洗滌過濾，再加入清水洗滌后可達(dá)到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固體廢物要求，可作為建筑材料銷售；

4)廢鹽酸處理：所用的廢鹽酸經(jīng)過提銅、中和后，主要含有氯化鈉，進(jìn)入有機(jī)硅項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)處理或濃縮結(jié)晶生產(chǎn)氯化鈉，也可電解回收其中的鈉和氯元素；

5)氯化氫煙氣處理：產(chǎn)生極少量氯化氫煙氣，經(jīng)過吸收塔用清水吸收后，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)排空，吸收液返回流程。

廢觸體或漿渣主要是含多種重金屬等雜質(zhì)的硅粉，依據(jù)此硅粉中銅、鋅、硅等元素及其化合物的特性，利用有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鹽酸，在多種添加劑氧化劑、表面活化劑的共同作用下，將銅、鋅等金屬離子浸出、置換或中和回收，得到的硅粉經(jīng)過洗滌處理達(dá)到一般固體廢棄物或工業(yè)硅粉的要求。本工藝技術(shù)工藝條件靈活，通過有效改善銅、鋅等金屬的浸出性和硅粉的過濾性，既可用于高金屬含量的硅粉資源化利用，也可用于金屬含量較低的硅粉無害化處理，銅和硅的回收率均可達(dá)到90％以上。

實(shí)施例5

有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，包括如下步驟：

1)加料過濾：將廢觸體和漿渣通過合理的配料，得到含銅10％左右含銅硅粉，先經(jīng)過機(jī)械活化裝置1后，泵入反應(yīng)器2中，加入有機(jī)硅生產(chǎn)過程中的20％的廢鹽酸，在攪拌的情況下，鼓入空氣控制過程的氧化氣氛，氧化氣氛鼓入空氣的量為：100l/h，緩慢加入添加劑a和添加劑b，添加劑a為分散劑，添加劑a的加入量為每噸物料加入50kg；添加劑b為表面活性劑，添加劑b的加入量為每噸物料加入10kg，浸出4小時(shí)即可過濾；

2)浸出液處理：浸出液中加入銅的3倍還原鐵粉置換銅，過濾得到海綿銅產(chǎn)品，置換后液加入中和劑回收鐵、鋅等有價(jià)元素，中和劑為純堿或燒堿，過濾得到的鐵精礦堆存或外賣；

3)浸出硅粉處理：浸出后的硅粉經(jīng)過廢鹽酸二次洗滌過濾，再加入清水洗滌后可達(dá)到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固體廢物要求，可作為建筑材料銷售；

4)廢鹽酸處理：所用的廢鹽酸經(jīng)過提銅、中和后，主要含有氯化鈉，進(jìn)入有機(jī)硅項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)處理或濃縮結(jié)晶生產(chǎn)氯化鈉，也可電解回收其中的鈉和氯元素；

5)氯化氫煙氣處理：產(chǎn)生極少量氯化氫煙氣，經(jīng)過吸收塔用清水吸收后，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)排空，吸收液返回流程。

廢觸體或漿渣主要是含多種重金屬等雜質(zhì)的硅粉，依據(jù)此硅粉中銅、鋅、硅等元素及其化合物的特性，利用有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鹽酸，在多種添加劑氧化劑、表面活化劑的共同作用下，將銅、鋅等金屬離子浸出、置換或中和回收，得到的硅粉經(jīng)過洗滌處理達(dá)到一般固體廢棄物或工業(yè)硅粉的要求。本工藝技術(shù)工藝條件靈活，通過有效改善銅、鋅等金屬的浸出性和硅粉的過濾性，既可用于高金屬含量的硅粉資源化利用，也可用于金屬含量較低的硅粉無害化處理，銅和硅的回收率均可達(dá)到90％以上。

實(shí)驗(yàn)分析：

1、煅燒前毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用了hj/t299-2007標(biāo)準(zhǔn)(硫酸硝酸法)進(jìn)行浸出毒性試驗(yàn)，溶液中的銅、鋅含量均達(dá)到了小于100mg/l的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1毒性試驗(yàn)結(jié)果

2、煅燒后浸出毒性試驗(yàn)

廢觸體、漿渣經(jīng)過提取銅后，在氧化的條件下，用1100℃煅燒2小時(shí)，物料仍較為松散，呈粉狀，無結(jié)塊現(xiàn)象，漿渣的燒損為13.77％，廢觸體的燒損為0.61％。采用hj/t299-2007標(biāo)準(zhǔn)(硫酸硝酸法)進(jìn)行浸出毒性試驗(yàn)，銅、鋅、鉛、鉻、鎘及鎳等含量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。詳細(xì)結(jié)果如下：

表2煅燒硅粉浸出毒性試驗(yàn)結(jié)果

單位：mg/l

盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變形和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。

技術(shù)特征：

1.有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)，其特征在于：包括機(jī)械活化裝置(1)、反應(yīng)器(2)、洗滌反應(yīng)器(3)、置換反應(yīng)器(4)、回轉(zhuǎn)窯(5)、水解反應(yīng)器(6)和結(jié)晶蒸發(fā)裝置(7)，機(jī)械活化裝置(1)進(jìn)料端與物料、廢鹽酸出口連接，出料端與反應(yīng)器(2)連接，反應(yīng)器(2)分別與洗滌反應(yīng)器(3)和置換反應(yīng)器(4)連接，洗滌反應(yīng)器(3)與回轉(zhuǎn)窯(5)連接，置換反應(yīng)器(4)與水解反應(yīng)器(6)連接，水解反應(yīng)器(6)末端連接有結(jié)晶蒸發(fā)裝置(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)，其特征在于：洗滌反應(yīng)器(3)與回轉(zhuǎn)窯(5)連接的管道上設(shè)置有循環(huán)管道，循環(huán)管道末端連接在機(jī)械活化裝置(1)和反應(yīng)器(2)之間。

3.有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，其特征在于：包括如下步驟：

1)加料過濾：將廢觸體和漿渣通過合理的配料，得到含銅6-10％左右含銅硅粉，先經(jīng)過機(jī)械活化裝置(1)后，泵入反應(yīng)器(2)中，加入有機(jī)硅生產(chǎn)過程中的10-20％的廢鹽酸，在攪拌的情況下，鼓入空氣控制過程的氧化氣氛，緩慢加入添加劑a和添加劑b，浸出2—4小時(shí)即可過濾；

2)浸出液處理：浸出液中加入銅的1-3倍還原鐵粉置換銅，過濾得到海綿銅產(chǎn)品，置換后液加入中和劑回收鐵、鋅等有價(jià)元素，過濾得到的鐵精礦堆存或外賣；

3)浸出硅粉處理：浸出后的硅粉經(jīng)過廢鹽酸二次洗滌過濾，再加入清水洗滌后可達(dá)到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固體廢物要求，可作為建筑材料銷售；

4)廢鹽酸處理：所用的廢鹽酸經(jīng)過提銅、中和后，主要含有氯化鈉，進(jìn)入有機(jī)硅項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)處理或濃縮結(jié)晶生產(chǎn)氯化鈉，也可電解回收其中的鈉和氯元素；

5)氯化氫煙氣處理：產(chǎn)生極少量氯化氫煙氣，經(jīng)過吸收塔用清水吸收后，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)排空，吸收液返回流程。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，其特征在于：在步驟1)中，氧化氣氛鼓入空氣的量為：10—100l/h。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，其特征在于：在步驟1)中，添加劑a為分散劑，添加劑a的加入量為每噸物料加入50kg；添加劑b為表面活性劑，添加劑b的加入量為每噸物料加入10kg。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理工藝，其特征在于：在步驟2)中，中和劑為純堿或燒堿。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢觸體、漿渣處理系統(tǒng)及工藝；包括機(jī)械活化裝置、反應(yīng)器、洗滌反應(yīng)器、置換反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)窯、水解反應(yīng)器和結(jié)晶蒸發(fā)裝置，機(jī)械活化裝置進(jìn)料端與物料、廢鹽酸出口連接，出料端與反應(yīng)器連接，反應(yīng)器分別與洗滌反應(yīng)器和置換反應(yīng)器連接，洗滌反應(yīng)器與回轉(zhuǎn)窯連接，置換反應(yīng)器與水解反應(yīng)器連接，水解反應(yīng)器末端連接有結(jié)晶蒸發(fā)裝置；該技術(shù)成熟、流程短、效率高、利于規(guī)?；幚?，無三廢排放，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，從而實(shí)現(xiàn)廢觸體及漿渣的綠色處理。

技術(shù)研發(fā)人員：張凡;辜鋒;陳向貴;鄧傳宏;李學(xué)智;余云柏;沙發(fā)文;魏清成

受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南科力新材料股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.10.29

技術(shù)公布日：2019.12.24