專利名稱：晶體加工廢砂處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體加工廢砂處理方法，屬于晶體加工廢物綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本人于2001年12月21日提交了申請(qǐng)?zhí)枮?1144627.7的《晶體加工廢油砂綜合處理新工藝》發(fā)明專利(2003年12月28日授權(quán))，在以后的工業(yè)化實(shí)施中，對(duì)原工藝進(jìn)行了重大改進(jìn)，由單純處理晶體加工廢油砂逐步拓展到處理晶體加工中形成的各種晶體加工廢砂。
晶體加工廢砂是在晶體加工中形成的含有切削液(PC油或其它水溶液)、鐵及鐵氧化物、晶體粉末SiO2、磨料碳化硅SiC、晶體碎屑等成分的混合物，由于這些混合物分別產(chǎn)自石英晶體加工的毛料研磨、多刀切割、毛片研磨、滾筒倒邊等工序，其粒度、成分各不相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)科學(xué)的晶體加工廢砂處理方法，根據(jù)廢砂物系中各組分不同的理化性質(zhì)，利用相應(yīng)的理化方法予以提取分離，回收高價(jià)值的碳化硅材料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶、循環(huán)利用、消除污染、保護(hù)環(huán)境的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的對(duì)含切割油的廢砂(廢油砂)采用申請(qǐng)?zhí)?1144627.7《晶體加工廢油砂綜合處理新工藝》中的油回收方法清除其中的油；將無(wú)油廢砂篩分清除其中的晶體碎屑；對(duì)于其中的SiO2的處理方法有兩種一種是按申請(qǐng)?zhí)?1144627.7《晶體加工廢油砂綜合處理新工藝》中的堿洗反應(yīng)法，一種是采用氫氟酸反應(yīng)法；剩余沉淀物既為碳化硅、鐵及鐵氧化物的混合物，用酸洗法反應(yīng)清除其中的鐵及鐵氧化物，用于酸洗的酸是鹽酸HCI、硫酸H2SO4、硝酸HNO3、氫氟酸HF中的一種，上述工序完成后，水洗清除反應(yīng)殘液，經(jīng)分級(jí)、干燥、包裝計(jì)量，得到高純度碳化硅材料。茲結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是含油廢砂處理工藝流程2是毛料研磨廢砂處理工藝流程3是廢砂酸堿洗處理工藝流程4是廢砂雙酸洗處理工藝流程5是廢砂單酸洗處理工藝流程6是除油堿洗反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖在圖1-圖5的工藝流程圖中，雙箭線表示廢砂處理工藝過(guò)程，單箭線表示反應(yīng)液處理輔助工藝流程，工序1是除油工序，在此完成廢砂的油性切削液清除作業(yè)；工序2是篩分工序，通過(guò)篩分清除廢砂中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)；工序3是堿洗工序，按申請(qǐng)?zhí)?1144627.7《晶體加工廢油砂綜合處理新工藝》中的堿洗反應(yīng)原理與方法清除其中的SiO2；工序4是水洗工序，用于清除前道工序的化學(xué)反應(yīng)殘液；工序5是酸洗除鐵工序，通過(guò)加酸反應(yīng)清除廢砂中的鐵及鐵氧化物；工序6是水洗分級(jí)工序，把經(jīng)處理后的SiC沉淀物洗凈化學(xué)反應(yīng)殘液和粒度分選；工序7是干燥工序；工序8是包裝計(jì)量工序；工序9是生產(chǎn)廢水處理工序；工序10是HF反應(yīng)工序，利用的原理清除廢砂中的SiO2，工序11是HF反應(yīng)產(chǎn)物處理工序。
圖6是除油堿洗反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖圖中12是除油燃燒爐，16是堿洗反應(yīng)器，含油廢砂自加料口13加入燃燒爐12內(nèi)，燃燒清除其中的油，燃燒煙氣自煙囪15排出，燃燒熱量加熱堿洗反應(yīng)器16內(nèi)的物料，燃燒除油后的混合砂落在料池14中，經(jīng)篩分后自加料口17加入堿洗反應(yīng)器16內(nèi)，攪拌器18使反應(yīng)器內(nèi)物料混合均勻，在沸騰狀態(tài)下，完成反應(yīng)，清除SiO2，反應(yīng)物自放料口19排出。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1含油廢砂處理工藝流程圖所示含油廢砂(廢油砂)加入圖6所示的除油堿洗反應(yīng)器下部的燃燒爐中燃燒，完成工序1的除油作業(yè)；除油后的落料是SiC、SiO2、鐵及鐵氧化物、晶體碎屑等組成的混合砂，把該混合砂在篩分工序2篩分清除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)；加入堿洗反應(yīng)器中進(jìn)行堿洗反應(yīng)，使其中的SiO2與NaOH反應(yīng)生成Na2O.nSiO2溶液，反應(yīng)熱量由除油燃燒提供，反應(yīng)液排放進(jìn)中和池9，完成工序3的堿洗作業(yè)；沉淀物進(jìn)入水洗工序4，水洗清除Na2O.nSiO2殘液，調(diào)節(jié)PH值到7-9，沉淀物是SiC和鐵及鐵氧化物的混合物，把該沉淀物送入酸洗除鐵工序5，加入鹽酸，進(jìn)行的酸洗除鐵反應(yīng)；排出反應(yīng)液進(jìn)中和池9，與工序3排出的反應(yīng)液中和，以消除污染；酸洗后的沉淀物為較高純度的SiC，進(jìn)入水洗分級(jí)工序6，洗凈化學(xué)反應(yīng)殘液，同時(shí)完成粒度分選；經(jīng)工序7干燥；工序8包裝計(jì)量，即得到合格的SiC材料。
實(shí)施例2圖2是毛料研磨廢砂處理工藝流程圖該廢砂無(wú)油，其中的SiC是顆粒料，鐵及鐵氧化物、SiO2是微粉料，可利用其不同的物理性質(zhì)進(jìn)行處理如圖所示，把該廢砂加水篩分，清除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)，完成篩分工序2；接著在水洗工序4水洗清除其中的SiO2及部分鐵及鐵氧化物微粉；剩余沉淀物是SiC和鐵及鐵氧化物的混合物，加入硫酸，與鐵及鐵氧化物按化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行反應(yīng)；。把反應(yīng)液排到中和池9，清除其中的鐵及鐵氧化物，完成酸洗除鐵工序5；酸洗后的沉淀物為較高純度的SiC，在水洗分級(jí)工序6，洗凈化學(xué)反應(yīng)殘液，完成粒度分選；經(jīng)工序7干燥；工序8包裝計(jì)量，得到合格的SiC材料。
實(shí)施例3圖3廢砂酸堿洗處理工藝流程圖所示的工藝流程適用于不含油(或已完成除油)的研磨廢砂廢砂先在篩分工序2篩分清除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)后；把含有SiC、SiO2、鐵及鐵氧化物的混合砂在水洗池中水洗，清除部分水溶性、懸浮性雜質(zhì)，完成水洗工序4；沉淀物加入酸洗除鐵工序5，在硝酸作用下，鐵及鐵氧化物按化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行反應(yīng)把反應(yīng)液排到中和池9，清除其中的鐵及鐵氧化物，完成酸洗除鐵工序5；沉淀物是SiC、SiO2的混合物，加入水洗工序4進(jìn)一步清除其中的反應(yīng)殘液進(jìn)中和池9，調(diào)整PH值到5-7，完成水洗工序4；把水洗合格的SiC、SiO2的混合物加入圖6的堿洗反應(yīng)器中，使其中的SiO2與NaOH反應(yīng)生成Na2O.nSiO2溶液，清除其中的SiO2，完成工序3的堿洗作業(yè)；反應(yīng)液排放進(jìn)中和池9，與工序5的反應(yīng)液中和，以消除污染；工序3的沉淀物為SiC，進(jìn)入水洗分級(jí)工序6，洗凈化學(xué)反應(yīng)殘液，同時(shí)完成粒度分選；經(jīng)工序7干燥；工序8包裝計(jì)量，即得到合格的SiC材料。
實(shí)施例4圖4廢砂雙酸洗處理工藝流程圖所示的工藝流程適用于不含油(或已完成除油)的研磨廢砂首先把該廢砂加水篩分，清除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)，篩下漿料靜置沉降，排除上部懸濁液，完成篩分工序2；下部沉淀物即為SiC、SiO2、鐵及鐵氧化物的混合物，把該混合物送入酸洗除鐵工序5加入鹽酸，進(jìn)行的酸洗除鐵反應(yīng)；排出反應(yīng)液進(jìn)中和池9，池底沉淀物為SiC、SiO2的混合物，加入氫氟酸(HF)，HF與SiO2按方程式進(jìn)行反應(yīng)，生成H2SiF6溶液，完成工序10的HF反應(yīng)清除SiO2作業(yè)；沉淀物為SiC，進(jìn)入水洗分級(jí)工序6，洗凈化學(xué)反應(yīng)殘液，完成粒度分選；經(jīng)工序7干燥；工序8包裝計(jì)量，即得到合格的SiC材料；把Na2SiF6溶液與反應(yīng)器11的NaCI進(jìn)行反應(yīng)制成氟硅酸鈉(Na2SiF6)產(chǎn)品。
為節(jié)約反應(yīng)時(shí)間，本實(shí)施例中的鹽酸和氫氟酸可按廢砂中SiO2和鐵及鐵氧化物的量計(jì)算配比同時(shí)加入，一次完成工序5和工序10作業(yè)，其它工序不變。
實(shí)施例5圖5廢砂單酸洗處理工藝流程圖所示的流程適用于不含油(或已完成除油)的研磨廢砂首先把該廢砂加水篩分，清除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)，篩下漿料靜置沉降后，排除上部懸濁液，完成篩分工序2；下部沉淀物即為SiC、SiO2、鐵及鐵氧化物的混合物，把該混合物送入工序10，加入氫氟酸(HF)進(jìn)行處理，混合砂中的SiO2與HF按方程式發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)鐵及鐵氧化物與HF按發(fā)生反應(yīng)，其中的Na2SiF6按實(shí)施例4的方法原理進(jìn)行處理；洗滌液送中和池9進(jìn)行中和處理；池底沉淀物為SiC，進(jìn)入水洗分級(jí)工序6，洗凈反應(yīng)殘液，同時(shí)完成粒度分選；經(jīng)工序7干燥；工序8包裝計(jì)量，即得到合格的SiC材料。
實(shí)施例6上述實(shí)施例中的各工序可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整前后順序，形成新的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種晶體加工廢砂處理方法，把晶體加工中形成的混有切削液、鐵及鐵氧化物、晶體粉末SiO2、磨料碳化硅SiC、晶體碎屑等組分的廢砂，利用其不同的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分離提純生產(chǎn)合格的SiC材料，其特征在于首先在除油工序清除廢砂中的油性切削液；再篩分去除其中的晶體碎屑等大顆粒雜質(zhì)，之后在酸洗工序加酸清除其中的鐵及鐵氧化物，對(duì)其中的SiO2則加入氫氟酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行清除，或加入NaOH進(jìn)行堿洗反應(yīng)脫除；反應(yīng)液經(jīng)中和處理后排放；沉淀物經(jīng)水洗分級(jí)、干燥、包裝計(jì)量得到合格的碳化硅(SiC)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂的除油工序1和堿洗工序3是在除油堿洗反應(yīng)器內(nèi)完成的把含油廢砂自加料口13加入燃燒爐12內(nèi)，燃燒清除其中的油，燃燒煙氣自煙囪15排出，燃燒熱量加熱堿洗反應(yīng)器16內(nèi)的物料，燃燒除油后的干混合砂落在料池14中，經(jīng)篩分后自加料口17加入堿洗反應(yīng)器16內(nèi)，在沸騰狀態(tài)下，完成反應(yīng)，清除SiO2，反應(yīng)物自放料口19排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂酸洗除鐵使用的酸是鹽酸(HCI)，HCI與鐵及鐵氧化物的反應(yīng)方程式是
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂酸洗除鐵使用的酸是硫酸(H2SO4)，經(jīng)稀釋后其與鐵及鐵氧化物的反應(yīng)方程式是
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂酸洗除鐵使用的酸是硝酸(HNO3)，其與鐵及鐵氧化物的反應(yīng)方程式是
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂酸洗除鐵使用的酸是氫氟酸(HF)，其與鐵及鐵氧化物的反應(yīng)方程式是
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢砂酸洗除SiO2使用的酸是氫氟酸(HF)，其與SiO2的反應(yīng)方程式是
全文摘要
一種晶體加工廢砂處理方法，把晶體加工過(guò)程中形成的混有切削液、鐵及鐵氧化物、晶體粉末SiO
文檔編號(hào)B09B3/00GK1689718SQ20041003400
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者尹克勝 申請(qǐng)人:尹克勝