本发明属于废弃物处理技术领域，具体涉及有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统及工艺。
背景技术：
有机硅被誉为工业味精，它对工业和我们日常生活的影响日益剧增，在有机硅生产过程中，以硅和氯甲烷作为生产原料，三元铜催化剂(主催化剂)和锌(助剂)常用来促进有机硅单体如二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基二氯硅烷等的合成。在合成过程中，会产生浆渣及废触体。
废触体主要成分为硅，铜，碳，锌等，它们在废触体中的重量含量分别为65％～80％，3％～20％，1％～10％，0.05％～2.0％。废触体由于颗粒细小，且铜粉的活性较高，遇空气容易发生氧化反应，使其中的有机物质和碳燃烧冒出刺鼻的白烟，不易储存；浆渣是直接法合成甲基氯硅烷过程中湿法除尘工艺得到的一种带有流动性的液固混合物，水解后为一种黑色的固体粉末，含铜约1—3％，对环境污染严重，存在严重的“三废”问题。
目前废触体的处理方法有三种：空气氧化法、氧化剂氧化法及酸化法，均存在硅回收率低，水污染严重，难于实现工业化等问题。而浆渣尚未有系统的研究，目前多采用焚烧后掩埋处理。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统及工艺，该技术成熟、流程短、效率高、利于规模化处理，无三废排放，避免对环境产生二次污染，从而实现废触体及浆渣的绿色处理。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统，包括机械活化装置、反应器、洗涤反应器、置换反应器、回转窑、水解反应器和结晶蒸发装置，机械活化装置进料端与物料、废盐酸出口连接，出料端与反应器连接，反应器分别与洗涤反应器和置换反应器连接，洗涤反应器与回转窑连接，置换反应器与水解反应器连接，水解反应器末端连接有结晶蒸发装置。
进一步，洗涤反应器与回转窑连接的管道上设置有循环管道，循环管道末端连接在机械活化装置和反应器之间。
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，包括如下步骤：
1)加料过滤：将废触体和浆渣通过合理的配料，得到含铜6-10％左右含铜硅粉，先经过机械活化装置后，泵入反应器中，加入有机硅生产过程中的10-20％的废盐酸，在搅拌的情况下，鼓入空气控制过程的氧化气氛，缓慢加入添加剂a和添加剂b，浸出2—4小时即可过滤；
2)浸出液处理：浸出液中加入铜的1-3倍还原铁粉置换铜，过滤得到海绵铜产品，置换后液加入中和剂回收铁、锌等有价元素，过滤得到的铁精矿堆存或外卖；
3)浸出硅粉处理：浸出后的硅粉经过废盐酸二次洗涤过滤，再加入清水洗涤后可达到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固体废物要求，可作为建筑材料销售；
4)废盐酸处理：所用的废盐酸经过提铜、中和后，主要含有氯化钠，进入有机硅项目废水处理系统处理或浓缩结晶生产氯化钠，也可电解回收其中的钠和氯元素；
5)氯化氢烟气处理：产生极少量氯化氢烟气，经过吸收塔用清水吸收后，达到环保排放标准排空，吸收液返回流程。
进一步，在步骤1)中，氧化气氛鼓入空气的量为：10—100l/h。
进一步，在步骤1)中，添加剂a为分散剂，添加剂a的加入量为每吨物料加入50kg；添加剂b为表面活性剂，添加剂b的加入量为每吨物料加入10kg。
进一步，在步骤2)中，中和剂为纯碱或烧碱。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：
废触体或浆渣主要是含多种重金属等杂质的硅粉，依据此硅粉中铜、锌、硅等元素及其化合物的特性，利用有机硅生产过程中产生的废盐酸，在多种添加剂氧化剂、表面活化剂的共同作用下，将铜、锌等金属离子浸出、置换或中和回收，得到的硅粉经过洗涤处理达到一般固体废弃物或工业硅粉的要求。本工艺技术工艺条件灵活，通过有效改善铜、锌等金属的浸出性和硅粉的过滤性，既可用于高金属含量的硅粉资源化利用，也可用于金属含量较低的硅粉无害化处理，铜和硅的回收率均可达到90％以上。
附图说明
图1为本发明系统结构流程图。
1-机械活化装置、2-反应器、3-洗涤反应器、4-置换反应器、5-回转窑、6-水解反应器、7-结晶蒸发装置。
具体实施方式
如图1所示，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统，包括机械活化装置1、反应器2、洗涤反应器3、置换反应器4、回转窑5、水解反应器6和结晶蒸发装置7，机械活化装置1进料端与物料、废盐酸出口连接，出料端与反应器2连接，反应器2分别与洗涤反应器3和置换反应器4连接，洗涤反应器3与回转窑5连接，置换反应器4与水解反应器6连接，水解反应器6末端连接有结晶蒸发装置7，通过配料和机械活化，解决了铜、硅回收低的问题，铜和硅的回收率均可达到90％以上。
实施例2
在实施例1的基础上，洗涤反应器3与回转窑5连接的管道上设置有循环管道，循环管道末端连接在机械活化装置1和反应器2之间，能够将产生的溶液返回再次进行反应，增大回收效率。
实施例3
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，包括如下步骤：
1)加料过滤：将废触体和浆渣通过合理的配料，得到含铜6％左右含铜硅粉，先经过机械活化装置1后，泵入反应器2中，加入有机硅生产过程中的10％的废盐酸，在搅拌的情况下，鼓入空气控制过程的氧化气氛，氧化气氛鼓入空气的量为：10l/h，缓慢加入添加剂a和添加剂b，添加剂a为分散剂，添加剂a的加入量为每吨物料加入50kg；添加剂b为表面活性剂，添加剂b的加入量为每吨物料加入10kg，浸出2小时即可过滤；
2)浸出液处理：浸出液中加入铜的1倍还原铁粉置换铜，过滤得到海绵铜产品，置换后液加入中和剂回收铁、锌等有价元素，中和剂为纯碱或烧碱，过滤得到的铁精矿堆存或外卖；
3)浸出硅粉处理：浸出后的硅粉经过废盐酸二次洗涤过滤，再加入清水洗涤后可达到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固体废物要求，可作为建筑材料销售；
4)废盐酸处理：所用的废盐酸经过提铜、中和后，主要含有氯化钠，进入有机硅项目废水处理系统处理或浓缩结晶生产氯化钠，也可电解回收其中的钠和氯元素；
5)氯化氢烟气处理：产生极少量氯化氢烟气，经过吸收塔用清水吸收后，达到环保排放标准排空，吸收液返回流程。
废触体或浆渣主要是含多种重金属等杂质的硅粉，依据此硅粉中铜、锌、硅等元素及其化合物的特性，利用有机硅生产过程中产生的废盐酸，在多种添加剂氧化剂、表面活化剂的共同作用下，将铜、锌等金属离子浸出、置换或中和回收，得到的硅粉经过洗涤处理达到一般固体废弃物或工业硅粉的要求。本工艺技术工艺条件灵活，通过有效改善铜、锌等金属的浸出性和硅粉的过滤性，既可用于高金属含量的硅粉资源化利用，也可用于金属含量较低的硅粉无害化处理，铜和硅的回收率均可达到90％以上。
实施例4
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，包括如下步骤：
1)加料过滤：将废触体和浆渣通过合理的配料，得到含铜8％左右含铜硅粉，先经过机械活化装置1后，泵入反应器2中，加入有机硅生产过程中的15％的废盐酸，在搅拌的情况下，鼓入空气控制过程的氧化气氛，氧化气氛鼓入空气的量为：50l/h，缓慢加入添加剂a和添加剂b，添加剂a为分散剂，添加剂a的加入量为每吨物料加入50kg；添加剂b为表面活性剂，添加剂b的加入量为每吨物料加入10kg，浸出3小时即可过滤；
2)浸出液处理：浸出液中加入铜的2倍还原铁粉置换铜，过滤得到海绵铜产品，置换后液加入中和剂回收铁、锌等有价元素，中和剂为纯碱或烧碱，过滤得到的铁精矿堆存或外卖；
3)浸出硅粉处理：浸出后的硅粉经过废盐酸二次洗涤过滤，再加入清水洗涤后可达到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固体废物要求，可作为建筑材料销售；
4)废盐酸处理：所用的废盐酸经过提铜、中和后，主要含有氯化钠，进入有机硅项目废水处理系统处理或浓缩结晶生产氯化钠，也可电解回收其中的钠和氯元素；
5)氯化氢烟气处理：产生极少量氯化氢烟气，经过吸收塔用清水吸收后，达到环保排放标准排空，吸收液返回流程。
废触体或浆渣主要是含多种重金属等杂质的硅粉，依据此硅粉中铜、锌、硅等元素及其化合物的特性，利用有机硅生产过程中产生的废盐酸，在多种添加剂氧化剂、表面活化剂的共同作用下，将铜、锌等金属离子浸出、置换或中和回收，得到的硅粉经过洗涤处理达到一般固体废弃物或工业硅粉的要求。本工艺技术工艺条件灵活，通过有效改善铜、锌等金属的浸出性和硅粉的过滤性，既可用于高金属含量的硅粉资源化利用，也可用于金属含量较低的硅粉无害化处理，铜和硅的回收率均可达到90％以上。
实施例5
有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，包括如下步骤：
1)加料过滤：将废触体和浆渣通过合理的配料，得到含铜10％左右含铜硅粉，先经过机械活化装置1后，泵入反应器2中，加入有机硅生产过程中的20％的废盐酸，在搅拌的情况下，鼓入空气控制过程的氧化气氛，氧化气氛鼓入空气的量为：100l/h，缓慢加入添加剂a和添加剂b，添加剂a为分散剂，添加剂a的加入量为每吨物料加入50kg；添加剂b为表面活性剂，添加剂b的加入量为每吨物料加入10kg，浸出4小时即可过滤；
2)浸出液处理：浸出液中加入铜的3倍还原铁粉置换铜，过滤得到海绵铜产品，置换后液加入中和剂回收铁、锌等有价元素，中和剂为纯碱或烧碱，过滤得到的铁精矿堆存或外卖；
3)浸出硅粉处理：浸出后的硅粉经过废盐酸二次洗涤过滤，再加入清水洗涤后可达到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固体废物要求，可作为建筑材料销售；
4)废盐酸处理：所用的废盐酸经过提铜、中和后，主要含有氯化钠，进入有机硅项目废水处理系统处理或浓缩结晶生产氯化钠，也可电解回收其中的钠和氯元素；
5)氯化氢烟气处理：产生极少量氯化氢烟气，经过吸收塔用清水吸收后，达到环保排放标准排空，吸收液返回流程。
废触体或浆渣主要是含多种重金属等杂质的硅粉，依据此硅粉中铜、锌、硅等元素及其化合物的特性，利用有机硅生产过程中产生的废盐酸，在多种添加剂氧化剂、表面活化剂的共同作用下，将铜、锌等金属离子浸出、置换或中和回收，得到的硅粉经过洗涤处理达到一般固体废弃物或工业硅粉的要求。本工艺技术工艺条件灵活，通过有效改善铜、锌等金属的浸出性和硅粉的过滤性，既可用于高金属含量的硅粉资源化利用，也可用于金属含量较低的硅粉无害化处理，铜和硅的回收率均可达到90％以上。
实验分析：
1、煅烧前毒性实验结果
采用了hj/t299-2007标准(硫酸硝酸法)进行浸出毒性试验，溶液中的铜、锌含量均达到了小于100mg/l的标准要求。
表1毒性试验结果
2、煅烧后浸出毒性试验
废触体、浆渣经过提取铜后，在氧化的条件下，用1100℃煅烧2小时，物料仍较为松散，呈粉状，无结块现象，浆渣的烧损为13.77％，废触体的烧损为0.61％。采用hj/t299-2007标准(硫酸硝酸法)进行浸出毒性试验，铜、锌、铅、铬、镉及镍等含量均达到标准要求。详细结果如下：
表2煅烧硅粉浸出毒性试验结果
单位：mg/l
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
技术特征：
1.有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统，其特征在于：包括机械活化装置(1)、反应器(2)、洗涤反应器(3)、置换反应器(4)、回转窑(5)、水解反应器(6)和结晶蒸发装置(7)，机械活化装置(1)进料端与物料、废盐酸出口连接，出料端与反应器(2)连接，反应器(2)分别与洗涤反应器(3)和置换反应器(4)连接，洗涤反应器(3)与回转窑(5)连接，置换反应器(4)与水解反应器(6)连接，水解反应器(6)末端连接有结晶蒸发装置(7)。
2.根据权利要求1所述的有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统，其特征在于：洗涤反应器(3)与回转窑(5)连接的管道上设置有循环管道，循环管道末端连接在机械活化装置(1)和反应器(2)之间。
3.有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1)加料过滤：将废触体和浆渣通过合理的配料，得到含铜6-10％左右含铜硅粉，先经过机械活化装置(1)后，泵入反应器(2)中，加入有机硅生产过程中的10-20％的废盐酸，在搅拌的情况下，鼓入空气控制过程的氧化气氛，缓慢加入添加剂a和添加剂b，浸出2—4小时即可过滤；
2)浸出液处理：浸出液中加入铜的1-3倍还原铁粉置换铜，过滤得到海绵铜产品，置换后液加入中和剂回收铁、锌等有价元素，过滤得到的铁精矿堆存或外卖；
3)浸出硅粉处理：浸出后的硅粉经过废盐酸二次洗涤过滤，再加入清水洗涤后可达到hj/t300-2007、hj/t299-2007的一般固体废物要求，可作为建筑材料销售；
4)废盐酸处理：所用的废盐酸经过提铜、中和后，主要含有氯化钠，进入有机硅项目废水处理系统处理或浓缩结晶生产氯化钠，也可电解回收其中的钠和氯元素；
5)氯化氢烟气处理：产生极少量氯化氢烟气，经过吸收塔用清水吸收后，达到环保排放标准排空，吸收液返回流程。
4.根据权利要求3所述的有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，其特征在于：在步骤1)中，氧化气氛鼓入空气的量为：10—100l/h。
5.根据权利要求3所述的有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，其特征在于：在步骤1)中，添加剂a为分散剂，添加剂a的加入量为每吨物料加入50kg；添加剂b为表面活性剂，添加剂b的加入量为每吨物料加入10kg。
6.根据权利要求3所述的有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理工艺，其特征在于：在步骤2)中，中和剂为纯碱或烧碱。
技术总结
本发明属于废弃物处理技术领域，具体涉及有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统及工艺；包括机械活化装置、反应器、洗涤反应器、置换反应器、回转窑、水解反应器和结晶蒸发装置，机械活化装置进料端与物料、废盐酸出口连接，出料端与反应器连接，反应器分别与洗涤反应器和置换反应器连接，洗涤反应器与回转窑连接，置换反应器与水解反应器连接，水解反应器末端连接有结晶蒸发装置；该技术成熟、流程短、效率高、利于规模化处理，无三废排放，避免对环境产生二次污染，从而实现废触体及浆渣的绿色处理。
技术研发人员：张凡;辜锋;陈向贵;邓传宏;李学智;余云柏;沙发文;魏清成
受保护的技术使用者：云南科力
新材料股份有限公司
技术研发日：2019.10.29
技术公布日：2019.12.24
声明：
“有机硅生产过程中产生的废触体、浆渣处理系统及工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：云南科力新材料股份有限公司
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