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)帶來經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
【專利說明】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。在這些處理過程中，部分碳化硅微粉隨著廢水排出，經(jīng)過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。絮凝沉淀下來的污泥作為一種工業(yè)廢棄物，通常需要經(jīng)過嚴(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)營成本和社會(huì)負(fù)擔(dān)。
[0003]在中國發(fā)明專利說明書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實(shí)用新型專利說明書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)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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)備如無特別說明，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砂漿泵泵入板框式壓濾機(jī)，在濾布和板框的過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)施例只是用來詳細(xì)說明本發(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