[发明专利]处理含有氯硅烷废液的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体地涉及一种处理含有氯硅烷废液的方法和设备。

背景技术

多晶硅是一种超高纯材料，其纯度为9N-11N。冶金级硅粉经过一系列的物理、化学过程提炼，便可得到多晶硅。由于冶金级硅粉纯度不高，含有铁、铝、钙、钛等金属元素，在改良西门子法或者硅烷法多晶硅生产过程中难免将粉尘及金属化合物杂质带入高纯系统中，这些粉尘及金属化合物杂质对高纯多晶硅的制备产生一定的影响。因此，为了减少这些影响，在多晶硅制备工艺中的四氯化硅冷氢化系统、三氯氢硅合成系统或精馏提纯系统适当位置排放一定量的氯硅烷残液，残液含有大量的氯硅烷，还含有细微的硅粉和金属化合物。因含有粉尘及金属化合物，氯硅烷残液容易堵塞设备和管道，而且回收困难。若此部分液体直接外排处理，一方面造成氯硅烷原料的损失，更重要的是氯硅烷属于有毒物质，与空气或水接触后，形成酸雾，造成环境污染。

因此，对于处理含有氯硅烷的废液的方法和设备有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以达到环保效果的有效处理含有氯硅烷废液的方法和设备。

由此，本发明的一个目的在于提供一种处理含有氯硅烷废液的方法。该方法包括以下步骤：将所述含有氯硅烷废液进行蒸发处理，以便获得氯硅烷蒸汽和蒸发后液；将所述氯硅烷蒸汽进行冷凝处理，以便获得液体氯硅烷；将所述蒸发后液进行干燥处理，以便获得干燥残渣；将所述干燥残渣进行中和处理，以便获得酸性废气和中和废水；利用碱性淋洗液对所述中和废气进行淋洗，以便获得淋洗后液；以及将所述中和废水进行脱水处理，以便获得中和废渣。由此，根据本发明实施例的处理含有氯硅烷废液的方法，不仅可以进一步从废液中有效回收氯硅烷，从而降低了多晶硅生产物耗；同时利用沸点的不同通过蒸发将氯硅烷与细微粉尘和金属化合物杂质进行了分离，并对分离的残渣进行了处理，最终得到无害的废渣可直接填埋，从而避免了后续处理的管道堵塞和有毒物质外排的环境污染问题。

另外，根据本发明上述实施例的处理含有氯硅烷的废液的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述含有氯硅烷的废液含有四氯化硅和三氯氢硅的至少一种。由此，可以有效地处理生产多晶硅所产生的主要成分为四氯化硅或三氯氢硅的废液，并利用其沸点的不同将其分离，从而可以循环利用多晶硅生产系统所产生的废气，降低了生产成本，节约了能源。

根据本发明的实施例，所述蒸发处理是在70摄氏度～100摄氏度温度和40千帕～90千帕压力条件下进行的。由此，可以使所述含有氯硅烷的废液在最佳的温度和压力条件下有效的发生蒸发，废液中的四氯化硅由液态转变为气态，从而从含有沸点较高的含有细微粉尘和金属化合物杂质的蒸发后液中分离出来。

根据本发明的实施例，所述干燥处理为蒸发干燥。由此可以利用蒸发装置本身具有的加热单元继续对留在蒸发装置内的含有细微粉尘和金属化合物杂质的所述蒸发后液继续进行加热蒸发，从而对去除蒸发后液中的四氯化硅，得到干燥残渣。

根据本发明的实施例，利用选自石灰水和氢氧化钠的至少一种的碱性溶液对所述干燥残渣进行中和处理。通过上述至少一种碱性溶液与上述干燥残渣进行中和反应，由此可以有效地中和上述干燥残渣中由生产多晶硅反应系统中带来的酸性成分。

根据本发明的实施例，所述碱性淋洗液为选自石灰水和氢氧化钠中的至少一种。由此，可以对上述中和废气进行进一步中和处理，从而去除上述由中和反应中以气体形式溢出的酸性成分。

根据本发明的实施例，所述脱水处理是通过压滤处理进行的。由此，可以有效地去除由中和反应所得到的中和废水的水分，从而得到中和废水中的中和废渣。

根据本发明的实施例，所述处理含有氯硅烷的废液的方法进一步包括将所述中和废渣进行填埋处理。由此，经过填埋的中和废渣不会造成环境污染问题。