专利名称：晶体加工废砂处理方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体加工废砂处理方法，属于晶体加工废物综合利用领域。
背景技术：
本人于2001年12月21日提交了申请号为01144627.7的《晶体加工废油砂综合处理新工艺》发明专利(2003年12月28日授权)，在以后的工业化实施中，对原工艺进行了重大改进，由单纯处理晶体加工废油砂逐步拓展到处理晶体加工中形成的各种晶体加工废砂。
晶体加工废砂是在晶体加工中形成的含有切削液(PC油或其它水溶液)、铁及铁氧化物、晶体粉末SiO2、磨料碳化硅SiC、晶体碎屑等成分的混合物，由于这些混合物分别产自石英晶体加工的毛料研磨、多刀切割、毛片研磨、滚筒倒边等工序，其粒度、成分各不相同。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济科学的晶体加工废砂处理方法，根据废砂物系中各组分不同的理化性质，利用相应的理化方法予以提取分离，回收高价值的碳化硅材料，实现变废为宝、循环利用、消除污染、保护环境的目的。
本发明的目的是这样实现的对含切割油的废砂(废油砂)采用申请号01144627.7《晶体加工废油砂综合处理新工艺》中的油回收方法清除其中的油；将无油废砂筛分清除其中的晶体碎屑；对于其中的SiO2的处理方法有两种一种是按申请号01144627.7《晶体加工废油砂综合处理新工艺》中的碱洗反应法，一种是采用氢氟酸反应法；剩余沉淀物既为碳化硅、铁及铁氧化物的混合物，用酸洗法反应清除其中的铁及铁氧化物，用于酸洗的酸是盐酸HCI、硫酸H2SO4、硝酸HNO3、氢氟酸HF中的一种，上述工序完成后，水洗清除反应残液，经分级、干燥、包装计量，得到高纯度碳化硅材料。兹结合附图及实施例进行详细说明。
图1是含油废砂处理工艺流程2是毛料研磨废砂处理工艺流程3是废砂酸碱洗处理工艺流程4是废砂双酸洗处理工艺流程5是废砂单酸洗处理工艺流程6是除油碱洗反应器结构示意图在图1-图5的工艺流程图中，双箭线表示废砂处理工艺过程，单箭线表示反应液处理辅助工艺流程，工序1是除油工序，在此完成废砂的油性切削液清除作业；工序2是筛分工序，通过筛分清除废砂中的晶体碎屑等大颗粒杂质；工序3是碱洗工序，按申请号01144627.7《晶体加工废油砂综合处理新工艺》中的碱洗反应原理与方法清除其中的SiO2；工序4是水洗工序，用于清除前道工序的化学反应残液；工序5是酸洗除铁工序，通过加酸反应清除废砂中的铁及铁氧化物；工序6是水洗分级工序，把经处理后的SiC沉淀物洗净化学反应残液和粒度分选；工序7是干燥工序；工序8是包装计量工序；工序9是生产废水处理工序；工序10是HF反应工序，利用的原理清除废砂中的SiO2，工序11是HF反应产物处理工序。
图6是除油碱洗反应器结构示意图图中12是除油燃烧炉，16是碱洗反应器，含油废砂自加料口13加入燃烧炉12内，燃烧清除其中的油，燃烧烟气自烟囱15排出，燃烧热量加热碱洗反应器16内的物料，燃烧除油后的混合砂落在料池14中，经筛分后自加料口17加入碱洗反应器16内，搅拌器18使反应器内物料混合均匀，在沸腾状态下，完成反应，清除SiO2，反应物自放料口19排出。
具体实施例方式
实施例1如图1含油废砂处理工艺流程图所示含油废砂(废油砂)加入图6所示的除油碱洗反应器下部的燃烧炉中燃烧，完成工序1的除油作业；除油后的落料是SiC、SiO2、铁及铁氧化物、晶体碎屑等组成的混合砂，把该混合砂在筛分工序2筛分清除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质；加入碱洗反应器中进行碱洗反应，使其中的SiO2与NaOH反应生成Na2O.nSiO2溶液，反应热量由除油燃烧提供，反应液排放进中和池9，完成工序3的碱洗作业；沉淀物进入水洗工序4，水洗清除Na2O.nSiO2残液，调节PH值到7-9，沉淀物是SiC和铁及铁氧化物的混合物，把该沉淀物送入酸洗除铁工序5，加入盐酸，进行的酸洗除铁反应；排出反应液进中和池9，与工序3排出的反应液中和，以消除污染；酸洗后的沉淀物为较高纯度的SiC，进入水洗分级工序6，洗净化学反应残液，同时完成粒度分选；经工序7干燥；工序8包装计量，即得到合格的SiC材料。
实施例2图2是毛料研磨废砂处理工艺流程图该废砂无油，其中的SiC是颗粒料，铁及铁氧化物、SiO2是微粉料，可利用其不同的物理性质进行处理如图所示，把该废砂加水筛分，清除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质，完成筛分工序2；接着在水洗工序4水洗清除其中的SiO2及部分铁及铁氧化物微粉；剩余沉淀物是SiC和铁及铁氧化物的混合物，加入硫酸，与铁及铁氧化物按化学反应方程式进行反应；。把反应液排到中和池9，清除其中的铁及铁氧化物，完成酸洗除铁工序5；酸洗后的沉淀物为较高纯度的SiC，在水洗分级工序6，洗净化学反应残液，完成粒度分选；经工序7干燥；工序8包装计量，得到合格的SiC材料。
实施例3图3废砂酸碱洗处理工艺流程图所示的工艺流程适用于不含油(或已完成除油)的研磨废砂废砂先在筛分工序2筛分清除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质后；把含有SiC、SiO2、铁及铁氧化物的混合砂在水洗池中水洗，清除部分水溶性、悬浮性杂质，完成水洗工序4；沉淀物加入酸洗除铁工序5，在硝酸作用下，铁及铁氧化物按化学反应方程式进行反应把反应液排到中和池9，清除其中的铁及铁氧化物，完成酸洗除铁工序5；沉淀物是SiC、SiO2的混合物，加入水洗工序4进一步清除其中的反应残液进中和池9，调整PH值到5-7，完成水洗工序4；把水洗合格的SiC、SiO2的混合物加入图6的碱洗反应器中，使其中的SiO2与NaOH反应生成Na2O.nSiO2溶液，清除其中的SiO2，完成工序3的碱洗作业；反应液排放进中和池9，与工序5的反应液中和，以消除污染；工序3的沉淀物为SiC，进入水洗分级工序6，洗净化学反应残液，同时完成粒度分选；经工序7干燥；工序8包装计量，即得到合格的SiC材料。
实施例4图4废砂双酸洗处理工艺流程图所示的工艺流程适用于不含油(或已完成除油)的研磨废砂首先把该废砂加水筛分，清除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质，筛下浆料静置沉降，排除上部悬浊液，完成筛分工序2；下部沉淀物即为SiC、SiO2、铁及铁氧化物的混合物，把该混合物送入酸洗除铁工序5加入盐酸，进行的酸洗除铁反应；排出反应液进中和池9，池底沉淀物为SiC、SiO2的混合物，加入氢氟酸(HF)，HF与SiO2按方程式进行反应，生成H2SiF6溶液，完成工序10的HF反应清除SiO2作业；沉淀物为SiC，进入水洗分级工序6，洗净化学反应残液，完成粒度分选；经工序7干燥；工序8包装计量，即得到合格的SiC材料；把Na2SiF6溶液与反应器11的NaCI进行反应制成氟硅酸钠(Na2SiF6)产品。
为节约反应时间，本实施例中的盐酸和氢氟酸可按废砂中SiO2和铁及铁氧化物的量计算配比同时加入，一次完成工序5和工序10作业，其它工序不变。
实施例5图5废砂单酸洗处理工艺流程图所示的流程适用于不含油(或已完成除油)的研磨废砂首先把该废砂加水筛分，清除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质，筛下浆料静置沉降后，排除上部悬浊液，完成筛分工序2；下部沉淀物即为SiC、SiO2、铁及铁氧化物的混合物，把该混合物送入工序10，加入氢氟酸(HF)进行处理，混合砂中的SiO2与HF按方程式发生反应，同时铁及铁氧化物与HF按发生反应，其中的Na2SiF6按实施例4的方法原理进行处理；洗涤液送中和池9进行中和处理；池底沉淀物为SiC，进入水洗分级工序6，洗净反应残液，同时完成粒度分选；经工序7干燥；工序8包装计量，即得到合格的SiC材料。
实施例6上述实施例中的各工序可根据实际情况调整前后顺序，形成新的实施方案。
权利要求
1.一种晶体加工废砂处理方法，把晶体加工中形成的混有切削液、铁及铁氧化物、晶体粉末SiO2、磨料碳化硅SiC、晶体碎屑等组分的废砂，利用其不同的物理化学性质进行分离提纯生产合格的SiC材料，其特征在于首先在除油工序清除废砂中的油性切削液；再筛分去除其中的晶体碎屑等大颗粒杂质，之后在酸洗工序加酸清除其中的铁及铁氧化物，对其中的SiO2则加入氢氟酸进行化学反应进行清除，或加入NaOH进行碱洗反应脱除；反应液经中和处理后排放；沉淀物经水洗分级、干燥、包装计量得到合格的碳化硅(SiC)材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂的除油工序1和碱洗工序3是在除油碱洗反应器内完成的把含油废砂自加料口13加入燃烧炉12内，燃烧清除其中的油，燃烧烟气自烟囱15排出，燃烧热量加热碱洗反应器16内的物料，燃烧除油后的干混合砂落在料池14中，经筛分后自加料口17加入碱洗反应器16内，在沸腾状态下，完成反应，清除SiO2，反应物自放料口19排出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂酸洗除铁使用的酸是盐酸(HCI)，HCI与铁及铁氧化物的反应方程式是
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂酸洗除铁使用的酸是硫酸(H2SO4)，经稀释后其与铁及铁氧化物的反应方程式是
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂酸洗除铁使用的酸是硝酸(HNO3)，其与铁及铁氧化物的反应方程式是
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂酸洗除铁使用的酸是氢氟酸(HF)，其与铁及铁氧化物的反应方程式是
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于废砂酸洗除SiO2使用的酸是氢氟酸(HF)，其与SiO2的反应方程式是
全文摘要
一种晶体加工废砂处理方法，把晶体加工过程中形成的混有切削液、铁及铁氧化物、晶体粉末SiO
文档编号B09B3/00GK1689718SQ20041003400
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者尹克胜 申请人:尹克胜