晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法，旨在解決對(duì)晶硅片切割刃料碳化硅粉體在生產(chǎn)過(guò)程中因廢水處理形成的絮凝沉淀污泥進(jìn)行資源化回收利用的技術(shù)問(wèn)題。包括下列步驟：將晶硅片切割刃料廢水處理污泥與水混合攪拌后引入旋液分離器進(jìn)行浮選分離，從旋液分離器溢流口分出的輕相懸浮液經(jīng)過(guò)壓濾濃縮，得到回收產(chǎn)品硅酸鈣；從旋液分離器底流口分出的重相漿料經(jīng)過(guò)除雜后再進(jìn)行脫水干燥，得到晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。通過(guò)上述方法，該水處理污泥得到資源化回收利用處理，既避免污染環(huán)境，又為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
【專利說(shuō)明】晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理污泥的回收利用方法，特別是一種晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶硅片切割刃料碳化硅粉體在生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)提純處理，使產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到相應(yīng)要求。在這些處理過(guò)程中，部分碳化硅微粉隨著廢水排出，經(jīng)過(guò)加藥絮凝沉淀處理后，形成絮凝沉淀污泥。該污泥中的固體成分主要包括兩部分，一部分是切割刃料碳化硅粉體顆粒，另一部分是化學(xué)提純過(guò)程中產(chǎn)生的硅酸根離子經(jīng)絮凝沉淀形成的硅酸鈣鹽，其它還包括微量的游離碳等。該污泥含鹽量高，會(huì)明顯提高土壤電導(dǎo)率，破壞植物養(yǎng)分平衡并造成地表水污染。絮凝沉淀下來(lái)的污泥作為一種工業(yè)廢棄物，通常需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的殺菌清理、衛(wèi)生填埋及外運(yùn)等流程妥善處理，以免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。該過(guò)程耗費(fèi)大量的人力財(cái)力，增加了企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本和社會(huì)負(fù)擔(dān)。
[0003]在中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書CN102399618B中公開了一種從晶硅切割廢砂漿中資源化回收碳化硅組分的方法，該方法包括:在晶硅切割廢砂漿中加入均勻劑，通過(guò)旋流分離器將勻漿后的砂漿物料進(jìn)行旋流分離；對(duì)通過(guò)旋流分離器上溢出口排出的輕相懸浮液進(jìn)行壓濾分離得到濾液和濾渣；將旋流分離器下溢出口排出的重相漿料通過(guò)機(jī)械分離器去除切割液及分離劑，然后進(jìn)行堿洗、酸洗和清洗，所得碳化硅濕料經(jīng)烘干后，得到碳化硅組分。
[0004]但是在現(xiàn)有技術(shù)中并沒有對(duì)晶硅片切割刃料碳化硅粉體在生產(chǎn)過(guò)程中因廢水處理產(chǎn)生的污泥進(jìn)行資源化回收利用的方法。如何對(duì)這種污泥進(jìn)行回收處理就顯得尤為重要，使其得到充分合理的利用 ，既可以避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，同時(shí)也能降低企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，達(dá)到工業(yè)廢棄物資源化回收利用的目的，保證環(huán)境安全并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法，該方法能夠?qū)Ч杵懈钊辛咸蓟璺垠w在生產(chǎn)過(guò)程中因廢水處理形成的絮凝沉淀污泥進(jìn)行資源化回收利用。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法包括下列步驟:
(1)混合攪拌:將晶硅片切割刃料廢水處理污泥和水按1:廣1:1.5的質(zhì)量比混合并攪拌2~4小時(shí)，得到混合漿料；
(2)浮選分離:將所述混合漿料引入旋液分離器(水力旋流分離器)，在溫度為200C~60°C、給料壓力為0.r0.3MPa的條件下進(jìn)行浮選分離，得到輕相懸浮液和重相砂漿；
(3)壓濾濃縮:所述混合漿料中的硅酸鈣鹽以及游離碳隨輕相懸浮液經(jīng)旋液分離器的溢流口分出，將該輕相懸浮液引入板框式壓濾機(jī)，在壓力為IOlOMPa的條件下進(jìn)行壓濾濃縮，得到回收產(chǎn)品硅酸鈣；
(4)脫水干燥:所述混合漿料中的碳化硅隨重相砂漿經(jīng)旋液分離器的底流口分出，將該重相砂漿進(jìn)行脫水干燥處理，除去其中的水分，得到晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。
[0007]通過(guò)上述方法，該晶硅片切割刃料廢水處理污泥得到資源化回收利用處理，其中回收的產(chǎn)品硅酸鈣能夠應(yīng)用于水泥等建筑材料行業(yè)，回收的晶硅片切割刃料碳化硅微粉產(chǎn)品可直接作為成品使用或出售，既避免污染環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，變廢為寶，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。[0008]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，在步驟(4)中，對(duì)所述重相砂漿脫水干燥之前還包括下列除雜步驟:
a.酸洗:向所述重相砂漿中加入與重相砂漿所含固體質(zhì)量百分比為2%~?Ο%的酸并攪拌，使重相砂漿中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)與所加的酸充分接觸，反應(yīng)3~8小時(shí)后，再將其進(jìn)行f 3次濃縮及加水清洗，除去其中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)，并使除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿的PH值呈中性；
b.除碳:將除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿引入除碳裝置的料漿池并加水?dāng)嚢?~3小時(shí)，同時(shí)向料漿池中通入0.1-0.3MPa壓力的壓縮空氣，使該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)隨著氣泡上浮到料漿池表面，被旋轉(zhuǎn)刮板刮去，從而將該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)除去。
[0009]步驟a中向重相砂漿中加入的酸為濃度為35%~37%的鹽酸或者濃度為95%~98%的硫fe。
[0010]步驟b中所述的除碳裝置是指中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書CN 202898044 U中公開的除碳、除雜質(zhì)裝置，該裝置包括由圓柱狀的池身和圓錐狀的池底構(gòu)成的料漿池，在所述料漿池的上沿部位開設(shè)有溢流槽，且在所述料漿池上沿口處安裝有旋轉(zhuǎn)刮板，其長(zhǎng)度與該料漿池上沿口直徑相匹配；在所述料漿池底部安裝有鼓氣機(jī)構(gòu)。該除碳、除雜質(zhì)裝置在使用時(shí)，將混合砂漿引入料漿池，開通鼓氣機(jī)構(gòu)，向料漿池中鼓氣，混合料漿在料池中不斷被空壓氣攪拌翻騰，料漿中的碳以泡沫形態(tài)被翻騰上浮至液面，料漿中的其它雜質(zhì)成分同時(shí)也被翻騰上浮至液面，隨后泡沫中夾雜的碳與雜質(zhì)被轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)刮板推至溢流槽，然后通過(guò)溢流槽流走，進(jìn)而起到除碳、除雜的作用。在本發(fā)明晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法中，使用該裝置可以有效地除去重相砂漿中的雜質(zhì)游離碳，使剩余的漿料中碳化硅純度更高。
[0011]通過(guò)a、b兩個(gè)步驟能夠?qū)⒅叵嗌皾{中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)和游離碳雜質(zhì)去除，再經(jīng)過(guò)脫水干燥后最終能得到高純度的晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。
[0012]對(duì)于本發(fā)明的具體操作步驟及工藝流程，將在下面結(jié)合附圖作出進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法的工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法的工藝流程圖如圖1所示，包括下列步驟(所涉及的儀器設(shè)備如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)儀器設(shè)備)。[0015]首先將晶硅片切割刃料廢水處理污泥和水按1: f 1: 1.5的質(zhì)量比混合并攪拌2~4小時(shí)，得到混合漿料。[0016]然后將所述混合漿料引入旋液分離器進(jìn)行浮選分離，在溫度為20°C~60°C、給料壓力為0.1-0.3MPa的條件下進(jìn)行浮選分離，得到輕相懸浮液和重相砂漿。
[0017]將該輕相懸浮液通過(guò)砂漿泵泵入板框式壓濾機(jī)，在濾布和板框的過(guò)濾作用及頂推壓力作用下，濾除輕相懸浮液中的液體，硅酸鈣固體在濾板間不斷富集，富集滿后，拉開濾板卸下硅酸鈣固體，從而達(dá)到壓濾濃縮的目的。壓濾壓力控制在10-20MPa，所選濾布的濾孔孔徑應(yīng)小于硅酸鈣粒度。得到的回收產(chǎn)品硅酸鈣，可應(yīng)用于水泥等建材行業(yè)。
[0018]向所述重相砂漿中加入與重相砂漿所含固體質(zhì)量百分比為2°/TlO%的酸并攪拌，使重相砂漿中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)與所加的酸充分接觸，反應(yīng)3~8小時(shí)后，再將其進(jìn)行f 3次濃縮及加水清洗，除去其中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)，并使除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿的PH值呈中性。
[0019]將除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿引入除碳裝置的料漿池并加水?dāng)嚢?~3小時(shí)，同時(shí)向料漿池中通入0.1-0.3MPa壓力的壓縮空氣，使重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)隨著氣泡上浮到料漿池表面，被旋轉(zhuǎn)刮板刮去，從而將該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)除去。
[0020]將除去雜質(zhì)后的重相砂漿進(jìn)行脫水干燥處理，除去其中的水分，得到晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。
[0021]采用上述方法得到的重相砂漿固體成分中碳化硅含量可達(dá)到90%以上，晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用率可達(dá)到30%~40%。該晶硅片切割刃料廢水處理污泥得到資源化回收利用處理，既避免污染環(huán)境，又為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
[0022]下面的實(shí)施例只是用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0023]實(shí)施例1:按照上述方法，將晶硅片切割刃料廢水處理污泥和水按1:1的質(zhì)量比混合并攪拌4小時(shí)，得到混合漿料；然后將所述混合漿料引入旋液分離器，在溫度為50°C、給料壓力為0.2MPa的條件下進(jìn)行浮選分離，得到輕相懸浮液和重相砂漿；將該輕相懸浮液引入板框式壓濾機(jī)，在壓力為15MPa的條件下進(jìn)行壓濾濃縮，得到回收產(chǎn)品硅酸鈣；向所述重相砂漿中加入與重相砂漿所含固體質(zhì)量百分比為5%、濃度為37%的鹽酸并攪拌，反應(yīng)5小時(shí)后，再將其進(jìn)行3次濃縮及加水清洗，除去其中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)；將除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿引入除碳裝置的料漿池并加水?dāng)嚢?小時(shí)，同時(shí)向料漿池中通入0.3MPa壓力的壓縮空氣，使該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)被除去；將除去雜質(zhì)后的重相砂漿進(jìn)行脫水干燥處理，得到晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。用此方法獲得的重相砂漿固體成分中碳化硅含量為95%。
[0024]實(shí)施例2:按與實(shí)施例1相同的方法對(duì)晶硅片切割刃料廢水處理污泥進(jìn)行回收利用，不同之處在于，浮選分離的溫度為50°C、給料壓力為0.1MPa,向重相砂漿中加入與重相砂漿所含固體質(zhì)量百分比為3%、濃度為37%的鹽酸進(jìn)行酸洗。用此方法獲得的重相砂漿固體成分中碳化硅含量為90%。
[0025]由實(shí)施例1和實(shí)施例2取得的不同效果可以看出，在分離溫度50°C、分離壓力
0.2MPa條件下，檢測(cè)到的重相砂漿的固體成分中碳化硅含量為95%，而在相同溫度下分離壓力0.1MPa條件，得到的重相砂漿的碳化硅含量為90%。說(shuō)明在分離溫度50°C下，0.2MPa較高的浮選分離壓力比0.1MPa較低的浮選分離壓力能使污泥中的非碳化硅物料更多的通過(guò)浮選分離由溢流口分出，從而使底流口分出的重相砂漿獲得較高的碳化硅成分，便于后繼的碳化硅鹽酸除雜處理來(lái)獲得碳化硅粉體；同時(shí)減少除雜輔料鹽酸的消耗(僅為3%)，便能達(dá)到0.1MPa條件下5%鹽酸添加量除雜的目的。
[0026]上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例， 均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。
【權(quán)利要求】
1.一種晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)混合攪拌:將晶硅片切割刃料廢水處理污泥和水按1:1~1.5的質(zhì)量比混合并攪拌2~4小時(shí)，得到混合漿料； (2)浮選分離:將所述混合漿料引入旋液分離器，在溫度為20°C~60°C、給料壓力為0.1~0.3MPa的條件下進(jìn)行浮選分離，得到輕相懸浮液和重相砂漿； (3)壓濾濃縮:所述混合漿料中的硅酸鈣鹽以及游離碳隨輕相懸浮液經(jīng)旋液分離器的溢流口分出，將該輕相懸浮液引入板框式壓濾機(jī)，在壓力為10~20MPa的條件下進(jìn)行壓濾濃縮，得到回收產(chǎn)品硅酸鈣； (4)脫水干燥:所述混合漿料中的碳化硅隨重相砂漿經(jīng)旋液分離器的底流口分出，將該重相砂漿進(jìn)行脫水干燥處理，除去其中的水分，得到晶硅片切割刃料碳化硅粉體產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法，其特征在于，在步驟(4)中，對(duì)所述重相砂漿脫水干燥之前還包括下列除雜步驟: a.酸洗:向所述重相砂漿中加入與重相砂漿所含固體質(zhì)量百分比為2%~lO%的酸并攪拌，使重相砂漿中的硅酸鈣鹽雜質(zhì)與所加的酸充分接觸，反應(yīng)3~8小時(shí)后，再將其進(jìn)行廣3次濃縮及加水清洗，除去其中殘留的硅酸鈣鹽雜質(zhì)，并使除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿的pH值呈中性； b.除碳:將除去硅酸鈣鹽雜質(zhì)后的重相砂漿引入除碳裝置的料漿池并加水?dāng)嚢?~3小時(shí)，同時(shí)向料漿池中通入0.1~0.3MPa壓力的壓縮空氣，使該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)隨著氣泡上浮到料漿池表面，被旋轉(zhuǎn)刮板刮去，從而將該重相砂漿中的游離碳雜質(zhì)除去。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶硅片切割刃料廢水處理污泥的回收利用方法，其特征在于，在步驟a中向重相砂漿中加入的酸為濃度為35%~37%的鹽酸或者濃度為95%~98%的硫酸。
【文檔編號(hào)】C01B31/36GK103496831SQ201310427494
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王杰, 徐元清, 辛玲, 高敏杰, 韓志民, 張孟雷 申請(qǐng)人:河南新大新材料股份有限公司