一種含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置，屬于多晶硅產(chǎn)業(yè)含硅粉廢水的 處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 含硅粉廢水來源：在硅芯制備工序中，用硅芯鋸切割硅棒產(chǎn)生的硅粉，同時(shí)用超純 水作為硅棒切割過程的直接冷卻和對硅芯鋸、硅棒表面進(jìn)行洗滌所形成的含有超細(xì)硅粉的 含硅粉廢水。
[0003]含硅粉廢水中的硅粉非常細(xì)，大部分顆粒粒徑在0. 1~1ym范圍，大部分細(xì)小顆粒 懸浮于水中，靜置半年以上也只有部分大顆粒沉積于底部，大部分細(xì)小的硅粉仍懸浮于水 中，使得含硅粉廢水一直處于混濁的狀態(tài)。
[0004]由于含硅粉廢水中的硅粉非常細(xì)，其表面反應(yīng)活性高，可以與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生H2，所以含硅粉廢水不能長期儲存，有著火的危險(xiǎn)，化學(xué)式：Si+ 3H20 -H2Si03+2H2丨。本 實(shí)用新型人認(rèn)為含硅粉廢水中的硅粉表面已經(jīng)發(fā)生了變化(水化生成硅酸)，若將其含硅粉 廢水中的硅粉回收，十分困難，并且得到物質(zhì)可能已經(jīng)不是高純多晶硅。
[0005]由于含硅粉廢水中硅粉顆粒粒徑較小，一般的過濾處理效果不好，而且處理后的 水濁度仍然較高，無法直接回用也難以達(dá)標(biāo)排放，另外水化硅粉堵塞濾布嚴(yán)重，使得過濾阻 力大，過濾效率低，更換濾布周期縮短，成本高。
[0006]從含硅粉廢水的成分來看，基本上是由超細(xì)硅粉和超純水組成。如果水中所含硅 粉不能去除，水就難以回收利用，也不符合清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]現(xiàn)階段報(bào)道的含硅粉廢水處理方法主要按含一般懸浮物的廢水處理方法進(jìn)行處 理，即是加入聚合氯化鋁（PAC)、聚丙烯酰胺（PAM)、聚丙烯酸等絮凝劑使含硅粉廢水絮凝 沉淀，這種方法處理含硅粉廢水，效果差，而且引入了很多其他元素，對處理后水的資源化 利用造成影響。
[0008]專利CN103272433A公開了一種含硅粉廢水過濾凈化處理方法，該含硅粉廢水成 分與本實(shí)用新型的含硅粉廢水相同，該方法是以珍珠巖或者硅藻土作為助濾劑，先將珍珠 巖或者硅藻土和清水混合，然后用廂式壓濾機(jī)壓濾，珍珠巖或者硅藻土在廂式壓濾機(jī)的濾 布上形成一層濾膜，再切換含硅粉廢水連續(xù)通過廂式壓濾機(jī)過濾。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是處理后 的水為中性，可以直接排放或者回用，該發(fā)明存在的不足之處是前期的濾液不合格，需要不 斷的更換濾膜，成本高，另外由于含硅粉廢水中硅粉粒徑較小，濾膜堵塞嚴(yán)重，難清洗，清洗 濾布又產(chǎn)生大量廢水，增加廢水量，使得處理效率低。
[0009]專利CN102653433A公開了制備硅晶片的工藝廢水之處理方法，該含硅粉廢水成 分與本實(shí)用新型的含硅粉廢水成分不同，該發(fā)明中工藝廢水的主要成分除了硅粉還有SiC 和有機(jī)物，該發(fā)明的第一步就是去除工藝廢水中微粒，該方法提到用化學(xué)絮凝的方法使微 粒凝聚成膠體，再經(jīng)過沉淀單元實(shí)現(xiàn)固液分離，得到上清液無明顯顆粒存在。該發(fā)明并沒有 講到用何種絮凝劑，專利中提到該方法可以去除909^95%的微粒。
[0010] 專利CN101683981A公開了一種廢硅液回收再生方法，該專利第一步提到切割硅 棒產(chǎn)生的廢硅廢水進(jìn)行離心分離，濾布孔徑為800~1500目，獲得硅粉料，在經(jīng)過一系列的 物理化學(xué)方法回收得到太陽能級硅片。該方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了含硅粉廢水中硅粉的資源 化，并且處理了水，但是對于本實(shí)用新型中的含硅粉廢水，其硅粉粒徑非常細(xì)，直接將含硅 粉廢水進(jìn)行離心分離并不適用，其處理效果不好。
[0011] 專利CN103028329A公開了一種帶有管式微濾膜組件的研磨廢水回用、硅粉回收 裝置，該專利主要是用可反沖洗的管式微濾膜組件為主體的含硅粉廢水處理設(shè)備，該發(fā)明 的優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，處理效率高，但是該方法成本較高。
[0012] 專利CN101683981A公開硅切割廢水中硅粉和廢水回收利用裝置及其方法，該發(fā) 明利用電解系統(tǒng)，離心分離系統(tǒng)，干燥系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)，該發(fā)明含硅粉廢水成分與本實(shí)用新 型不同，除硅粉之外還含有SiC，聚乙二醇，表面活性劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：含硅粉廢水中硅粉的粒徑較小，長時(shí)間靜置不 沉淀，傳統(tǒng)的處理方法效果不好，現(xiàn)有的方法成本較高。
[0014] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置，所述裝置包括廢水 收集池1、絮凝沉淀池2、堿液池3、壓濾機(jī)4、工業(yè)水收集池5、堿性水收集池6、氯硅烷廢氣 淋洗設(shè)備7、攪拌器I8、攪拌器II9,廢水收集池1、堿液池3分別通過泵與絮凝沉淀池2相 連通，絮凝沉淀池2的下端通過泵與壓濾機(jī)4連通、上端與堿性水收集池6連通；堿性水收 集池6通過泵與堿液池3、工業(yè)水收集池5連通，工業(yè)水收集池5通過泵與氯硅烷廢氣淋洗 設(shè)備7相連；絮凝沉淀池2、堿液池3內(nèi)部分別設(shè)有攪拌器I8和攪拌器II9,各個(gè)相連通的 部件之間均設(shè)有閥門。
[0015] 本實(shí)用新型所述裝置的使用過程為：
[0016] (1)將含超細(xì)硅粉的廢水(硅粉的粒度為0. 1~1ym)通入廢水收集池1中，然后將 含超細(xì)硅粉的廢水通入絮凝沉淀池2中；
[0017] (2)將沉淀劑NaOH溶液(質(zhì)量百分比為20~32%)由堿液池3泵入到絮凝沉淀池2 中，控制攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為l〇~20r/min;控制絮凝沉淀池2液體的pH值為12~13. 5和反應(yīng)時(shí)間 為30~90min形成上清液層和沉淀層；
[0018] (3)絮凝沉淀池2上部上清液層進(jìn)入堿性水收集池6;堿性水收集池6中的堿性水 一部分作為循環(huán)堿性水返回到堿液池3,用于配制沉淀劑溶液，剩余的部分輸送到工業(yè)水收 集池5中，然后送入氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備7中作為氯硅烷廢氣淋洗過程中的吸收劑；
[0019] (4)絮凝沉淀池2底部沉淀物輸送到壓濾機(jī)4中進(jìn)行壓濾，濾渣直接運(yùn)往渣庫，濾 液進(jìn)入堿性水收集池6。
[0020] 本實(shí)用新型所述氯硅烷廢氣淋洗工序是指來自三氯氫硅合成工序、三氯氫硅精餾 提純工序和三氯氫硅還原工序所產(chǎn)生的含SiH2Cl2、SiHClJPSiCl4等廢氣用堿液進(jìn)行噴淋 吸收處理的工藝過程。
[0021] 本實(shí)用新型的有益效果：減小含硅粉廢水處理的成本，方便處理后堿性水的回收 利用，將處理含硅粉廢水后產(chǎn)生的堿性水，一部分返回到堿液池繼續(xù)作為沉淀劑配制所用 的水，另一部分作為氯硅烷廢氣處理工序的吸收劑，實(shí)現(xiàn)堿和水的資源化利用。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖；
[0023] 圖中：1_廢水收集池；2-絮凝沉淀池；3-堿液池；4-壓濾機(jī)；5-工業(yè)水收集池； 6_堿性水收集池；7-氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備；8-攪拌器I;9_攪拌器II。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例所述含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置，所述裝置包括廢水收集池1、絮凝沉淀 池2、堿液池3、壓濾機(jī)4、工業(yè)水收集池5、堿性水收集池6、氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備7、攪拌器 I8、攪拌器II9,廢水收集池1、堿液池3分別通過泵與絮凝沉淀池2相連通，絮凝沉淀池2 的下端通過泵與壓濾機(jī)4連通、上端與堿性水收集池6連通；堿性水收集池6通過泵與堿液 池3、工業(yè)水收集池5連通，工業(yè)水收集池5通過泵與氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備7相連；絮凝沉 淀池2、堿液池3內(nèi)部分別設(shè)有攪拌器I8和攪拌器II9,各個(gè)相連通的部件之間均設(shè)有閥 門。
[0027] 本實(shí)施例所述含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置的使用過程，包括以下步驟：
[0028] ( 1)將含超細(xì)硅粉的廢水(硅粉的粒度為0. 1~1ym)收集于含硅廢水收集池1中， 然后將含超細(xì)硅粉的廢水通入絮凝沉淀池2中；
[0029] (2)將沉淀劑NaOH溶液(質(zhì)量百分比為20%)由堿液池3泵入到絮凝沉淀池2中， 控制攪拌器轉(zhuǎn)速為l〇r/min;控制絮凝沉淀池2液體的pH值為12. 81和反應(yīng)時(shí)間為30min 形成上清液層和沉淀層；
[0030] (3)絮凝沉淀池2上部上清液層進(jìn)入堿性水收集池6 ;堿性水收集池6中的堿性水 一部分作為循環(huán)堿性水返回到堿液池3,用于配制沉淀劑溶液，剩余的部分輸送到工業(yè)水收 集池5中，然后送入氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備7中作為氯硅烷廢氣淋洗過程中的吸收劑；
[0031] (4)絮凝沉淀池2底部沉淀物輸送到壓濾機(jī)4中進(jìn)行壓濾，濾渣直接運(yùn)往渣庫，濾 液進(jìn)入堿性水收集池6 ;
[0032] 本實(shí)施例處理后的含硅廢水的主要指標(biāo)見表1，很明顯廢水的懸浮物（SS)和濁度 均符合企業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)，可以用于多晶硅生產(chǎn)企業(yè)氯硅烷廢氣吸收。
[0033] 表1?含硅粉廢水處理前后指標(biāo)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置，其特征在于：所述裝置包括廢水收集池（I)、絮凝 沉淀池（2)、堿液池（3)、壓濾機(jī)（4)、工業(yè)水收集池（5)、堿性水收集池（6)、氯硅烷廢氣淋洗 設(shè)備（7)、攪拌器I (8)、攪拌器II (9)，廢水收集池（1)、堿液池（3)分別通過泵與絮凝沉淀 池（2)相連通，絮凝沉淀池（2)的下端通過泵與壓濾機(jī)（4)連通、上端與堿性水收集池（6) 連通；堿性水收集池（6 )通過泵與堿液池（3 )、工業(yè)水收集池（5 )連通，工業(yè)水收集池（5 )通 過泵與氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備（7)相連；絮凝沉淀池（2)、堿液池（3)內(nèi)部分別設(shè)有攪拌器I (8)和攪拌器II (9)，各個(gè)相連通的部件之間均設(shè)有閥門。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種含超細(xì)硅粉廢水的處理裝置，屬于多晶硅產(chǎn)業(yè)含硅粉廢水的處理領(lǐng)域；本實(shí)用新型所述裝置中廢水收集池、堿液池分別通過泵與絮凝沉淀池相連通，絮凝沉淀池的下端通過泵與壓濾機(jī)連通、上端與堿性水收集池連通；堿性水收集池通過泵與堿液池、工業(yè)水收集池連通，工業(yè)水收集池通過泵與氯硅烷廢氣淋洗設(shè)備相連；絮凝沉淀池、堿液池內(nèi)部分別設(shè)有攪拌器Ⅰ和攪拌器Ⅱ，各個(gè)相連通的部件之間均設(shè)有閥門。本實(shí)用新型所述裝置可減輕現(xiàn)有的壓濾過程的負(fù)荷，提高過濾效率，上清液堿性水和濾液堿性水用于氯硅烷廢氣淋洗工序的吸收劑實(shí)現(xiàn)資源化利用，同時(shí)，減輕后續(xù)廢水處理系統(tǒng)的處理壓力。
【IPC分類】B01D53-78, B01D53-68, C02F9-04
【公開號】CN204550266
【申請?zhí)枴緾N201520047629
【發(fā)明人】陳樑, 羅平, 鄭惠文, 馬啟坤, 李銀光, 宋東明, 張雯雯, 梁永坤
【申請人】昆明理工大學(xué), 昆明冶研新材料股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年1月23日