专利名称：一种利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法
技术领域：
本发明涉及多晶硅切割废料再利用技术领域，特别涉及一种利用多晶硅切割废料 碱洗废水生产白碳黑的方法。
背景技术：
近几十年来，太阳能电池产业发展迅速，以多种材料实现光电转换的太阳能电池 层出不穷，其中以多晶硅太阳能电池在最近十多年的发展最为迅速。目前，中国已经成为多 晶硅太阳能电池的生产大国，多晶硅太阳能电池所需要的多晶硅片的生产每年消耗多晶硅 达十万吨以上。多晶硅片是把多晶硅棒利用线切割的方法加工出来的。线切割方法是使用1200 目以细的超细碳化硅粉料作为磨料，先将碳化硅磨料和切割液调配成为流动性良好的浆 料，然后将此浆料淋到高速直线运动的铁丝线上，对多晶硅棒进行切割而得到多晶硅片。随 线切割的进行，浆料中的铁屑和硅屑逐渐增多，同时由于磨损，一些碳化硅磨料颗粒的锋利 程度也下降，这两方面的因素都使切割能力下降，切割质量变差。所以当切割出一定数量的 多晶硅片后，浆料就得更换，要换用重新配制的浆料才能继续切割。使用过不能再用的浆料 在行业内称为多晶硅切割废液。其中含有如下几种成分碳化硅颗粒、铁屑、多晶硅屑、多晶 硅微粉、切割液、三氧化二铁、二氧化硅、杂质和少量的水。其中，铁屑和多晶硅屑、多晶硅微 粉是分别从铁丝线和多晶硅棒上磨下来的，二氧化硅是硅屑、硅微粉被氧化产生的，三氧化 二铁是铁屑被氧化产生的，杂质是生产中意外进入的异物，少量的水是由亲水性的切割液 从空气中吸收的。目前全国多晶硅太阳能电池硅片行业每年产生多晶硅切割废浆料数十万吨，如果 直接丢弃外排，不但会严重污染环境，也会造成巨大的资源浪费。目前都要经过处理，得到 纯净的切割液和碳化硅磨料返回多晶硅切割厂生产重复使用。具体回收多晶硅切割废浆料 的流程大致这样先固液分离，脱水，脱色，脱杂质离子，得到干净可用的回收切割液，固液 分离产生的固体渣是一种近似黑色的湿态散状泥料，即多晶硅切割废料。多晶硅切割废料 中保留了多晶硅切割废浆料中的所有固体成分。总体估计，多晶硅切割废料中的碳化硅含 量为40 60wt %，多晶硅微粉和二氧化硅10 20wt %，铁质成分小于IOwt %，水分15wt % 左右ο目前多晶硅切割废料回收行业都是使用化学清洗的方法，即分别用加水加酸反应 (即酸洗)和加水加碱反应(即碱洗)的方法分别除去铁、三氧化二铁成分和多晶硅屑、多 晶硅微粉、二氧化硅，酸洗、碱洗后都要使用水来漂洗。其中，碱洗水和碱洗后的漂洗水中含 有硅酸钠、水合二氧化硅和多余的碱(如氢氧化钠)，硅酸钠、水合二氧化硅是多品硅切割 废料中的硅屑、多品硅微粉和碱反应生成的。目前行业内只能做到将切割液和碳化硅回收 再利用，而化学清洗切割废料产生的碱洗废水中含有的大量硅酸钠、水合二氧化硅得不到 利用，废水经过简单中和过滤后排放，存在严重的环境污染，其中的硅酸钠、水合二氧化硅 会导致土壤板结而不能耕种。
从多晶硅切割废料回收过程产生的碱洗废水中回收利用含硅的成分，不但可以降 低环境污染，还具有很大的经济价值。目前多晶硅回收行业急需一种可以从多晶硅切割废 料的碱洗废水中回收利用含硅成分的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济、可靠的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳 黑的方法，它不仅能实现对从多晶硅切割废料化学清洗的碱性废水中的硅质成分的有效利 用，而且，能进一步净化了碱洗废水，使之成为含盐和少量碱的弱碱性水，最终实现碱洗废 水的零排放和有效成分的完全回收。本发明所提出的技术解决方案是这样的一种利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，该碱洗废水含氢氧化钠、 氢氧化钾和季铵碱中的一种，其方法的步骤为(1)将多晶硅切割废料使用化学清洗方法回收而得到的碱洗废水调节到PH = 7. 0 11. 1 ；(2)上述调节好PH值后的碱洗废水通过固液分离方法除去调节pH值时会产生的 少量固体悬浮物或沉淀物；(3)将上述调节好pH值并经过固液分离方法处理后的碱洗废水装入耐低温的容 器后置于低温环境冷冻到完全冻结成为冰状固体，然后将该冰状固体移出解冻，解冻完成 后，容器的底部是一层尺寸为0. 05 4毫米的砂粒状颗粒堆积形成的固体沉积层，上层是 水相；(4)将上述得到的砂粒状颗粒沉积物和水相分离，然后将砂粒状颗粒沉积物用水 浸泡2 36小时后固液分离再加水浸泡，反复3 6次进行水洗，得到砂粒状固体颗粒； 砂粒状固体颗粒和水相采用倾倒法分离，将上层的水倾倒出去，得到下层的砂粒状固体颗 粒；(5)将上述水洗好的砂粒状固体颗粒在100 110°C烘12 36小时，得到的干燥 的砂粒状固体颗粒经干法球磨，得到白碳黑，即无定形二氧化硅超细粉体。冰状固体移出低温环境后也可放在多孔滤水物体上解冻，冰状固体一边解冻，产 生的水相一边滤走，解冻完成后直接得到砂粒状固体颗粒，该多孔滤水物体为滤布、多孔陶 瓷板、筛网之中的一种。冰状固体移出低温环境后也可放在平板上解冻，冰状固体一边解 冻，产生的水相一边流走，解冻完成后直接得到砂粒状固体颗粒，该平板为玻璃板、致密陶 瓷板、不锈钢板、木板、水泥板、塑料板、橡胶板之中的一种。所述碱性废水中所含的碱性物质取决于在碱洗多晶硅废料时使用的碱的种类，一 般为氢氧化钠、氢氧化钾、季铵碱中的一种。所述季铵碱是指分子式为R4NOH的一类化合物， 其中R为化学式为CnH2n+1的烃基，η = 1 4。所述调节碱洗废水pH值的方法为向所述碱洗废水中加入多晶硅废料清洗产生的 不含氟化物和/或氢氟酸的酸性废水。所述调节碱性废水pH值的方法还可以是向所述碱洗废水中加入酸性阳离子交换 树脂、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、甲酸之中的一种或几种的组合，加入酸性阳离子交换树 脂调节好PH值后要将该树脂滤出。
调节碱性废水pH的方法决定了上述冷冻解冻后上层水相中的溶质种类和含量。 当使用酸性阳离子交换树脂调低PH值时，冰状固体解冻后产生的水中含有微量的氢氧化 钠和硅酸钠，氢氧化钠和硅酸钠的含量和PH值的高低有关，pH值越低则含量越低。当使用 酸性废水或直接加酸调低PH值时，解冻后的水层中主要含有相应酸的钠盐和一定量的硅 酸钠，PH值越低则硅酸钠含量越低，相应地，盐含量越高。解冻后容器下层产生的固体颗粒沉积物的成分主要是二氧化硅和少量钠离子，内 部微孔含水分。固体颗粒沉积物中的钠离子含量和上述冷冻前调节的PH值有关，冷冻前调 节的PH值越低，得到的二氧化硅砂粒状沉积物中的钠离子含量越低。当调节pH值=11.1 时，得到的二氧化硅砂粒状沉积物经100 110°C烘12 36小时后的氧化钠含量约为 5wt%，同时解冻得到的水中检出硅酸钠；调节pH值=10时，得到的二氧化硅砂粒状沉积物 经100 110°C烘12 36小时后的氧化钠含量约为，同时解冻得到的水中不能检出 硅酸钠；调节PH值=8. 5时，得到的二氧化硅砂粒状沉积物经100 110°C烘12 36小时 后的氧化钠含量约为lwt%，同时解冻得到的水中不能检出硅酸钠；调节pH值=7. 0时，得 到的二氧化硅砂粒状沉积物经100 110°C烘12 36小时后的氧化钠含量约为0. 2wt%, 解冻得到的水中不能检出硅酸钠。如果得到的二氧化硅砂粒状沉积物用纯净水充分漂洗后 再干燥，可以将得到的二氧化硅颗粒的氧化钠含量降低为0. 左右，如果用pH=l的盐 酸水溶液漂洗，可以将同法烘干后的二氧化硅颗粒的氧化钠含量降低到0. 01wt%左右。所述水洗步骤使用的水为纯净水，或为含有盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、甲酸之 中的一种或几种的组合的水溶液。所述水洗干净并固液分离得到的湿固体颗粒物也可以直接进行湿法球磨，得到的 浆料进行喷雾干燥，制得白碳黑。与现有技术相比，本发明具有如下显著效果通过对经过pH值调节及固液分离后的碱洗废水进行冷冻和解冻处理，从碱洗废 水中直接去除硅质成分，以二氧化硅的形式分离出来，最终制成白碳黑。这样，不但实现了 对碱洗废水中的硅质成分的有效利用(也就是对多晶硅切割废浆料中的多晶硅微粉和硅 屑、二氧化硅的利用)，而且也进一步净化了碱洗废水，使成分相对复杂的碱洗废水转变成 为成分相对单一的含盐弱碱性水。这种弱碱性废水经过中和处理，可以利用三效薄膜蒸发 器实现脱盐得到可以回用的蒸馏水和工业盐，从而实现碱洗废水的零排放和有用成分的完 全回收。如果碱洗废水中不去除硅酸钠、水合二氧化硅等硅质成分，则由于在加热、蒸发、浓 缩过程当中会出现粘度增大的稠化现象，这样就不能有效、彻底实现蒸发浓缩和各种有用 成分的分开回收利用。碱洗废水中含有碱的种类取决于碱洗环节使用的碱的种类，除了氢氧化钠外，还 可以使用氢氧化钾和季铵碱如四甲基氢氧化铵，得到的碱洗废水也完全可以按照本发明的 方法来回收硅质成分得到白碳黑。本方法通过回收多晶硅切割废浆料中的硅质成分，用来生产工业中大量使用的白 碳黑(二氧化硅超细粉体)，变废为宝，具有重大的环保和经济方面的双重意义。本发明所使用的关键设备为产生低温环境的冷冻设备，是目前工业生产中成熟使 用的常规设备，因此本发明的技术非常易于推广使用。
具体实施例方式通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。实施例1取1000克多晶硅切割废料，化学成分按重量百分比大致为15wt%水分，60wt% 碳化硅，18wt%硅微粉和硅屑，铁及氧化铁6wt%，其他成分Iwt %;将1000克多晶硅切割废 料加入1000克含HCl浓度为15wt%的盐酸水溶液，搅拌反应24小时，将得到的浆料放在离 心管内用离心机处理使固体物质沉降，将离心管上层的红棕色含铁溶液倾出，下层固体物 质取出加1000克水搅拌30分钟，再进行离心沉降处理，如此反复水洗五次，得到的固体沉 降物被水洗到pH = 6. 8 (红棕色反应溶液和后续的酸性水洗液为酸性废水)。将上述经过 加酸反应并水洗到接近中性的固体物质加入1000克水搅拌成为浆料，然后加入14克氢氧 化钠，搅拌反应24小时，将得到的浆料放在离心管内用离心机处理使固体物质沉降，将离 心管上层的溶液倾出并保留，下层固体物质取出加1000克水搅拌30分钟，再进行离心沉降 处理，如此反复水洗五次(并保留水洗液)，得到的固体沉降物被水洗到pH = 7. 5，烘干就 得到回收碳化硅磨料，将离心分离出的碱性反应溶液和后续的各次水洗液收集混合，就是 多晶硅废料的碱洗废水。将上述碱洗废水过滤除去少量悬浮物，用强酸性阳离子交换树脂调节pH = 11. 1 后滤除该阳离子交换树脂，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状 固体，然后将该冰状固体连同容器一同移出解冻，待解冻完成后，容器底部形成一层尺寸在 0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒沉积物约50克，容器上层是水相。将上层的水相倾出，得 到砂粒状固体颗粒。将该固体颗粒加入1000克pH = 1的盐酸水溶液浸泡2小时后换纯净 水浸泡，共浸泡换水6次，得到的固体颗粒在100°C烘36小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O 含量为0. Iwt %。实施例2将实施例1得到的碱洗废水用强酸性阳离子交换树脂调节到pH = 10后滤除该阳 离子交换树脂，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后 将该冰状固体取出放在多孔陶瓷板上解冻，待解冻完成后得到一堆尺寸在0. 05 4毫米的 砂粒状固体颗粒物约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的盐酸水溶液浸 泡36小时后换纯净水浸泡，共浸泡换水3次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球 磨得到白碳黑，Na2O含量为0.01wt%o实施例3将实施例1得到的碱洗废水用强酸性阳离子交换树脂调节到pH = 8. 5后滤除该 阳离子交换树脂，再用盐酸将PH值调低到7.0，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内 冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在滤布上解冻，待解冻完成后，滤布上 得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒约60克。将该固体颗粒放入容器， 加入1000克pH = 1的水溶液(pH值用1 1的硫酸、盐酸混合物调节)浸泡8小时后换 纯净水浸泡，共浸泡换水5次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球磨得到白碳黑， Na2O 含量为 0. 01wt%。实施例4将实施例1得到的碱洗废水用强酸性阳离子交换树脂调节到pH = 8. 5后滤除该阳离子交换树脂，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然 后将该冰状固体取出放在筛网上解冻，待解冻完成后，筛网上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的盐酸水溶液 浸泡16小时后换纯净水浸泡，共浸泡换水4次，得到的固体颗粒在110°C烘12小时后干法 球磨得到白碳黑，Na2O含量为0.01wt%。实施例5将实施例1得到的碱洗废水用盐酸调节到pH = 10. 5，得到的溶液放入塑料容器内 置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在玻璃板上解冻，待解 冻完成，水相淌干后，玻璃板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒沉积 物约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的混合酸水溶液(用盐酸、硫酸、 磷酸按1 1 1混合成的混合酸调节PH值)浸泡24小时后换纯净水浸泡，共浸泡换水 5次，滤除水后得到的湿态固体颗粒和同质量的水混合后湿法球磨后在105°C烘24小时得 到白碳黑，Na2O含量为0.01wt%o实施例6将实施例1得到的碱洗废水用硫酸调节到pH= 10，得到的溶液放入塑料容器内置 于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在致密陶瓷板上解冻，待 解冻完成，水相淌干后，致密陶瓷板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体约 60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的甲酸水溶液浸泡24小时后换纯净水 浸泡，共浸泡换水5次，得到的固体颗粒在110°C烘36小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O含 量为 0. 01wt%。实施例7将实施例1得到的碱洗废水用磷酸调节到pH = 10，再用乙酸调节到pH = 8. 5，得 到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出 放在不锈钢板上解冻，待解冻完成，水相淌干后，不锈钢板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4 毫米的砂粒状固体约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的乙酸永溶液浸 泡30小时后换纯净水浸泡，共浸泡换水3次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球 磨得到白碳黑，Na2O含量为0.01wt%。实施例8将实施例1得到的碱洗废水用乙酸调节到pH = 9，得到的溶液放入塑料容器内置 于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在木板上解冻，待解冻完 成、水相淌干后，木板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体约60克。将该固 体颗粒放入容器，加入1000克pH = 1的盐酸水溶液浸泡6小时后换纯净水浸泡，共浸泡换 水5次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O含量为0. 01wt%o实施例9将实施例1得到的碱洗废水用强酸性阳离子交换树脂调节到pH = 10后滤除该强 酸性阳离子交换树脂，然后用盐酸调节到PH = 9，最后再用乙酸调节到pH = 7. 5，得到的溶 液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在水 泥板上解冻，待解冻完成、水相淌干后，木板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状 固体约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克纯净水浸泡36小时后换水浸泡，共浸泡换水3次，得到的固体颗粒在100°C烘36小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O含量为0. Iwt %0实施例10将实施例1得到的碱洗废水用甲酸调节到PH = 10，得到的溶液放入塑料容器内置 于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体取出放在塑料板上解冻，待解冻 完成、水相淌干后，塑料板上得到一堆颗粒尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体约60克。将 该固体颗粒放入容器，加入1000克纯净水浸泡24小时后换水浸泡，共浸泡换水5次，得到 的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O含量为0. Iwt %。实施例11将实施例1得到的碱洗废水用酸性废水调节到pH = 8. 5，然后过滤除去生成的氢 氧化铁絮状沉淀，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然 后将该冰状固体取出放在橡胶板上解冻，待解冻完成、水相淌干后，橡胶板上得到一堆颗粒 尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体约60克。将该固体颗粒放入容器，加入1000克纯净水 浸泡24小时后换永浸泡，共浸泡换水5次，得到的固体颗粒在110°C烘12小时后干法球磨 得到白碳黑，Na2O含量为0. Iwt%, Fe2O3含量为0. 6wt%0实施例12取1000克多晶硅切割废料，化学成分按重量百分比大致为15wt%水分，60wt% 碳化硅，18wt%硅微粉和硅屑，铁及三氧化二铁6wt%，其他成分；加入1000克水搅拌 成为浆料，然后加入14克氢氧化钠，搅拌反应24小时，然后将得到的浆料放在离心管内用 离心机处理使固体物质沉降，将离心管上层的溶液倾出并保留，下层固体物质取出加1000 克水搅拌30分钟，再进行离心沉降处理，如此反复水洗五次(并保留水洗液)，得到的固体 沉降物被水洗到PH = 7. 5，烘干就得到回收碳化硅磨料，将离心分离出的碱性反应溶液和 后续的各次水洗液收集混合，就是多晶硅废料的碱洗废水。将该碱洗废水用强酸性阳离子 交换树脂调节到PH = 10后滤除该阳离子交换树脂，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻 柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体连同容器一同移出解冻，待解冻完成后， 容器底部形成一层尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒沉积物约60克，容器上层是液 体。将该固体颗粒加入1000克pH = 1的硫酸水溶液浸泡24小时后换纯净水浸泡，共浸泡换 水5次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球磨得到白碳黑，Na2O含量为0. 01wt%, Fe2O3 含量为 0. 6wt%。实施例13取1000克多晶硅切割废料，化学成分按重量百分比大致为15wt%水分，60wt% 碳化硅，18wt%硅微粉和硅屑，铁及三氧化二铁6wt%，其他成分；加入1000克水搅拌 成为浆料，然后加入18克氢氧化钾，搅拌反应24小时，然后将得到的浆料放在离心管内用 离心机处理使固体物质沉降，将离心管上层的溶液倾出并保留，下层固体物质取出加1000 克水搅拌30分钟，再进行离心沉降处理，如此反复水洗五次(并保留水洗液)，得到的固体 沉降物被水洗到PH = 7. 5，烘干就得到回收碳化硅磨料，将离心分离出的碱性反应溶液和 后续的各次水洗液收集混合，就是多晶硅废料的碱洗废水。将该碱洗废水用强酸性阳离子 交换树脂调节到pH = 9. 5后滤除该阳离子交换树脂，得到的溶液放入塑料容器内置于冷冻 柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体连同容器一同移出解冻，待解冻完成后， 容器底部形成一层尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒沉积物约60克，容器上层是液体。将该固体颗粒加入1000克PH = 1的硝酸水溶液浸泡36小时后换纯净水浸泡，共浸泡 换水6次，得到的固体颗粒在105°C烘36小时后干法球磨得到白碳黑，K20含量为0.01wt%， Fe2O3 含量为 0. 6wt%。实施例14取1000克多晶硅切割废料，化学成分按重量百分比大致为15wt%水分，60wt% 碳化硅，18wt%硅微粉和硅屑，铁及三氧化二铁6wt%，其他成分；加入1000克水搅拌 成为浆料，然后加入10克四甲基氢氧化铵，在70 90°C之间搅拌反应24小时，然后将得到 的浆料放在离心管内用离心机处理使固体物质沉降，将离心管上层的溶液倾出并保留，下 层固体物质取出加1000克水搅拌30分钟，再进行离心沉降处理，如此反复水洗五次(并保 留水洗液)，得到的固体沉降物被水洗到PH = 7. 5，烘干就得到回收碳化硅磨料，将离心分 离出的碱性反应溶液和后续的各次水洗液收集混合，就是多晶硅废料的碱洗废水。将该碱 洗废水用强酸性阳离子交换树脂调节到PH = 10后滤除该阳离子交换树脂，得到的溶液放 入塑料容器内置于冷冻柜内冷却到完全成为冰状固体，然后将该冰状固体连同容器一同移 出解冻，待解冻完成后，容器底部形成一层尺寸在0. 05 4毫米的砂粒状固体颗粒沉积物 约60克，容器上层是液体。将该固体颗粒加入1000克pH = 1的磷酸水溶液浸泡36小时 后换纯净水浸泡，共浸泡换水4次，得到的固体颗粒在105°C烘24小时后干法球磨得到白碳 黑，Fe2O3 含量为 0. 6wt%0
权利要求
一种利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，该碱洗废水含有氢氧化钠、氢氧化钾和季铵碱中的一种，其特征在于，该方法的步骤为(1)将多晶硅切割废料使用化学清洗方法回收而得到的碱洗废水调节到pH＝7.0～11.1；(2)上述调节好pH值后的碱洗废水通过固液分离方法除去调节pH值时会产生的少量固体悬浮物或沉淀物；(3)将上述调节好pH值并经过固液分离方法处理后的碱洗废水装入耐低温的容器后置于低温环境冷冻到完全冻结成为冰状固体，然后将该冰状固体移出解冻，解冻完成后，容器的底部是一层尺寸为0.05～4毫米的砂粒状颗粒堆积形成的固体沉积层，上层是水相；(4)将上述得到的砂粒状颗粒沉积物和水相进行分离，然后将砂粒状颗粒沉积物用水浸泡2～36小时后固液分离再加水浸泡，反复3～6次进行水洗，得到砂粒状固体颗粒；(5)将上述水洗好的砂粒状固体颗粒在100～110℃烘12～36小时，得到的干燥的砂粒状固体颗粒经干法球磨，得到白碳黑。
2.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述解冻后容器上层的水相用倾倒法除去，使下层的砂粒状固体颗粒和永相得到分离。
3.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述冰状固体移出低温环境后放在多孔滤水物体上解冻，冰状固体一边解冻，产生的水 相一边滤走，解冻完成后直接得到砂粒状固体颗粒。
4.根据权利要求3所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述多孔滤水物体为滤布、多孔陶瓷板、筛网之中的一种。
5.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述冰状固体移出低温环境后放在平板上解冻，冰状固体一边解冻，产生的水相一边淌 走，解冻完成后直接得到砂粒状固体颗粒。
6.根据权利要求5所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述平板为玻璃板、致密陶瓷板、不锈钢板、木版、水泥板、塑料板、橡胶板之中的一种。
7.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述调节碱洗废水PH值的方法为向所述碱洗废水中加入多晶硅废料酸洗产生的不含 氟化物和/或氢氟酸的酸洗废水。
8.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征 在于所述调节PH值的方法为向所述碱洗废水中加入酸性阳离子交换树脂、盐酸、硫酸、硝 酸、磷酸、乙酸、甲酸之中的一种或几种的组合，加入酸性阳离子交换树脂调节好PH值后要 将该阳离子交换树脂滤出。
9.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征在 于所述水洗步骤使用的水中含有盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、甲酸之中的一种或几种的 组合。
10.根据权利要求1所述的利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，其特征 在于所述经水洗干净并固液分离得到的湿固体颗粒物进行湿法球磨，得到的浆料进行喷 雾干燥，制得白碳黑。
全文摘要
本发明公开了一种利用多晶硅切割废料碱洗废水生产白碳黑的方法，它不仅能经济、可靠地实现化学清洗多晶硅切割废料产生的碱性废水中所含硅质成分的利用，而且能实现碱洗废水的零排放和有效成分的完全回收。本方法步骤为(1)将所述碱洗废水调节到pH＝7.0～11.1；(2)用固液分离法去除少量固体悬浮物或沉淀物；(3)将处理后的碱洗废水冷冻成冰状固体，然后解冻，解冻后废水中含有的水合二氧化硅就以尺寸为0.05～4毫米的砂粒状颗粒的形式和水相实现分离；(4)将砂粒状颗粒浸泡水洗3～6次；(5)将浸泡水洗过的砂粒状固体颗粒在100～110℃烘12～36小时，得到干燥砂粒状固体颗粒球磨，得到白碳黑。
文档编号C01B33/12GK101983919SQ201010556239
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者桂劲宁 申请人:桂劲宁