[发明专利]一种多晶硅高盐废水处理及资源化工艺

说明书

本发明涉及新能源、多晶硅及废水处理等环保领域领域，具体一种多晶硅高盐废水处理及资源化工艺。该工艺先采用预处理去除水中容易结垢、影响后续稳定运行的SiO₂和HCO₃，保证后续的工序连续、长周期、稳定的运行，同时提高了最终氯化钙产品的纯度，生产CaCl₂.4H₂O或者CaCl₂.2H₂O作为产品外卖；同时本工艺浓缩采用“MVR预浓缩+三效逆流蒸发深度浓缩”的方案，综合发挥MVR蒸发在低浓度、低沸点升能耗低的特点，以及多效在各种浓度，特别是在高浓度、高沸点升的广泛适应性。本工艺不仅运行稳定，不容易结垢，工艺更加合理，且运行成本大大降低，还可以实现变废为宝，资源化利用，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及新能源、多晶硅及废水处理等环保领域领域，特别涉及多晶硅的高盐废水的处理、资源化工艺，具体一种多晶硅高盐废水处理及资源化工艺。

背景技术

多晶硅是硅产品产业链中的一个非常重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源基础的原材料。总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能最大。

目前改良西门子工艺生产的多晶硅生产过程中会产生大量的主要含有CaCl₂以及少量的SiO₂和HCO₃的的高盐废水，直接排放会严重污染环境。目前采用的的处理方法是反渗透浓缩+多效蒸发的工艺，生产大淡水回用，蒸发的结晶固体作为固废。由于水中含有大量的Ca²⁺和SiO₂，造成反渗透膜和多效蒸发严重堵塞，连续运行周期非常短，一般只有三五天就要清洗，劳动强度大、一般实际处理能力只有设计都20％左右，且生产成本高。

发明内容

本发明的目的是针对多晶硅生产过程中产生大量高盐废水的问题，由于其废水中主要含有CaCl₂以及少量的SiO₂和HCO₃，所以本申请提供一种多晶硅高盐废水处理及资源化工艺，该工艺可连续稳定的对高盐废水进行处理，同时将主要含有的CaCl₂生产成CaCl·4H₂O或CaCl₂.2H₂O产品外卖，变废为宝。

为了实现上述目的，本发明的具体技术方案为：

一种多晶硅高盐废水处理工艺，其包括以下步骤：

1)高盐废水预处理：预处理的目的是通过加入药剂去除水中容易结垢、影响后续稳定运行的SiO₂和HCO₃。即：分为“除硅”和“脱碳”。

1.1)预处理“除硅”：将高盐废水首先进入预处理反应桶，通过在反应桶中加入除硅剂；

作为优选，除硅剂为FeCl₃，其添加量为高盐废水理论添加质量的5-10倍。

然后加入Ca(OH)₂调节pH到7-11，主要反式为：

2FeCl₃+3Ca(OH)₂＝2Fe(OH)₃+3CaCl₂，然后加入絮凝剂助沉；反应桶中高盐废水除硅后形成的固体经泵送入板框压滤机压滤，废渣作为建材原料，滤液返回预处理“除硅”系统；反应桶中除硅后的清夜进入”脱碳”装置；通过此工艺除硅后可以保证废水中SiO₂等硅酸盐含量在10mg/l以下。

除硅剂去除硅酸盐的机理为：利用无定形Fe(OH)₃对可溶性硅的吸附作用，吸附了硅酸盐的氢氧化铁沉淀经絮凝剂絮凝沉降，从而降低溶液中硅酸盐的含量。