[发明专利]多晶硅生产过程中含硅碱性废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及含硅碱性废水的综合处理工艺,具体涉及多晶硅生产过程中含硅碱性废水的处理方法。

背景技术

多晶硅生产过程中产生的废气主要成分为氯硅烷、氯化氢、氢气和氮气，国内常用的处理方式为：用碱液(NaOH)淋洗，水解中和废气中的氯硅烷和氯化氢气体，废气中的硅和氯最终以硅酸钠、硅酸和氯化钠的形式溶解或悬浮在碱水中。

当NaOH浓度降到4～5％时，溶解在碱水中硅酸钠便会释放出来，形成胶状的玻璃体；生成的硅酸也会在池内产生大量白色沉渣，堵塞喷淋泵、管道和喷嘴，导致碱液淋洗系统无法正常进行，因此必须要更换新的碱液淋洗。更换排出的淋洗液为强碱性，NaOH浓度为4～5％，且溶解有大量的硅酸盐，如直接排放，会产生大量白色沉渣，导致严重的环境污染事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供多晶硅生产过程中含硅碱性废水的处理方法，通过一级压滤、加酸中和、二级压滤、电解等过程实现对含硅碱性废水的综合处理，实现资源的综合回收利用，防止环境污染事故发生。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

多晶硅生产过程中含硅碱性废水的处理方法，包括以下步骤：

S101、一级压滤：将含硅碱性废水通过一级压滤机进行一次压滤，将含硅碱性废水中的固液进行分离，获取一级上清液；

S102、中和反应：利用酸性液体中和反应一级上清液中的残留NaOH以及Na₂SiO₃，并不断搅拌直至中性，形成悬浮液；

S103、二次压滤：将步骤S102中的悬浮液通过二级压滤机进行二次压滤，实现固液二次分离，获取二级上清液；

S104、电解反应：将步骤S103中获取的二级上清液送至电解槽电解反应。

在本发明的一个优选实施例中，在步骤S101之前还设置碱液淋洗氯硅烷废气的步骤。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤S102的酸性液体采用盐酸。

在本发明的一个优选实施例中，所述盐酸与一级上清液中溶解的Na₂SiO₃会反应生成白色H₂SiO₃沉淀，并在搅拌的作用下悬浮在液体中，形成悬浮液。

在本发明的一个优选实施例中，所述中和反应中将PH调至6-9。

在本发明的一个优选实施例中，所述二级上清液主要组分为NaCl溶液，其浓度为160000-180000mg/l。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明具有环保和经济双重效益，不仅能处理多晶硅生产过程中含硅碱性废水，使其达标排放，避免污染事故的发生，而且还能综合回收NaOH、氢气和氯气等作为副产品，降低了运行成本，减少了资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，多晶硅生产过程中含硅碱性废水的处理方法，包括以下步骤：

S101、一级压滤：将含硅碱性废水通过一级压滤机进行一次压滤，将含硅碱性废水中的固液进行分离，获取一级上清液；

S102、中和反应：利用酸性液体中和反应一级上清液中的残留NaOH以及Na₂SiO₃，并不断搅拌直至中性，形成悬浮液；

S103、二次压滤：将步骤S102中的悬浮液通过二级压滤机进行二次压滤，实现固液二次分离，获取二级上清液；

S104、电解反应：将步骤S103中获取的二级上清液送至电解槽电解反应。

具体地，针对步骤S010一级压滤：当淋洗废气的碱液(NaOH)浓度下降到4～5％时，用泵将含硅碱性废水打入一级压滤机，进行一次压滤，实现固液分离。在一次压滤过程中，含硅碱性废水里的不容物，以固体形式被压滤机拦截，其主要成分为二氧化硅和硅酸；含硅碱性废水里的可容物，则穿过一级压滤机以液体形式被压滤机过滤，形成一级上清液。

用碱液(NaOH)淋洗氯硅烷废气所发生的化学反应如下：