[發(fā)明專利]一種多晶硅高鹽廢水處理及資源化工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811555044.5
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109607916A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海元;李波;宋素劍;魯源強
• 申請（專利權(quán)）人: 自貢市輕工業(yè)設(shè)計研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F101/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲;韓雪

本發(fā)明涉及新能源、多晶硅及廢水處理等環(huán)保領(lǐng)域領(lǐng)域，具體一種多晶硅高鹽廢水處理及資源化工藝。該工藝先采用預(yù)處理去除水中容易結(jié)垢、影響后續(xù)穩(wěn)定運行的SiO₂和HCO₃，保證后續(xù)的工序連續(xù)、長周期、穩(wěn)定的運行，同時提高了最終氯化鈣產(chǎn)品的純度，生產(chǎn)CaCl₂.4H₂O或者CaCl₂.2H₂O作為產(chǎn)品外賣；同時本工藝濃縮采用“MVR預(yù)濃縮+三效逆流蒸發(fā)深度濃縮”的方案，綜合發(fā)揮MVR蒸發(fā)在低濃度、低沸點升能耗低的特點，以及多效在各種濃度，特別是在高濃度、高沸點升的廣泛適應(yīng)性。本工藝不僅運行穩(wěn)定，不容易結(jié)垢，工藝更加合理，且運行成本大大降低，還可以實現(xiàn)變廢為寶，資源化利用，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源、多晶硅及廢水處理等環(huán)保領(lǐng)域領(lǐng)域，特別涉及多晶硅的高鹽廢水的處理、資源化工藝，具體一種多晶硅高鹽廢水處理及資源化工藝。

背景技術(shù)

多晶硅是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個非常重要的中間產(chǎn)品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源基礎(chǔ)的原材料。總的來說，目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有:改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能最大。

目前改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的主要含有CaCl₂以及少量的SiO₂和HCO₃的的高鹽廢水，直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。目前采用的的處理方法是反滲透濃縮+多效蒸發(fā)的工藝，生產(chǎn)大淡水回用，蒸發(fā)的結(jié)晶固體作為固廢。由于水中含有大量的Ca²⁺和SiO₂，造成反滲透膜和多效蒸發(fā)嚴(yán)重堵塞，連續(xù)運行周期非常短，一般只有三五天就要清洗，勞動強度大、一般實際處理能力只有設(shè)計都20％左右，且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高鹽廢水的問題，由于其廢水中主要含有CaCl₂以及少量的SiO₂和HCO₃，所以本申請?zhí)峁┮环N多晶硅高鹽廢水處理及資源化工藝，該工藝可連續(xù)穩(wěn)定的對高鹽廢水進(jìn)行處理，同時將主要含有的CaCl₂生產(chǎn)成CaCl·4H₂O或CaCl₂.2H₂O產(chǎn)品外賣，變廢為寶。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種多晶硅高鹽廢水處理工藝，其包括以下步驟：

1)高鹽廢水預(yù)處理：預(yù)處理的目的是通過加入藥劑去除水中容易結(jié)垢、影響后續(xù)穩(wěn)定運行的SiO₂和HCO₃。即：分為“除硅”和“脫碳”。

1.1)預(yù)處理“除硅”：將高鹽廢水首先進(jìn)入預(yù)處理反應(yīng)桶，通過在反應(yīng)桶中加入除硅劑；

作為優(yōu)選，除硅劑為FeCl₃，其添加量為高鹽廢水理論添加質(zhì)量的5-10倍。

然后加入Ca(OH)₂調(diào)節(jié)pH到7-11，主要反式為：

2FeCl₃+3Ca(OH)₂＝2Fe(OH)₃+3CaCl₂，然后加入絮凝劑助沉；反應(yīng)桶中高鹽廢水除硅后形成的固體經(jīng)泵送入板框壓濾機壓濾，廢渣作為建材原料，濾液返回預(yù)處理“除硅”系統(tǒng)；反應(yīng)桶中除硅后的清夜進(jìn)入”脫碳”裝置；通過此工藝除硅后可以保證廢水中SiO₂等硅酸鹽含量在10mg/l以下。

除硅劑去除硅酸鹽的機理為：利用無定形Fe(OH)₃對可溶性硅的吸附作用，吸附了硅酸鹽的氫氧化鐵沉淀經(jīng)絮凝劑絮凝沉降，從而降低溶液中硅酸鹽的含量。