有机硅废渣浆处理技术探讨

【摘要】近年来，随着经济的发展，对于环境的破坏程度日益严重。在经济的发展中，我们对于有机硅的使用十分常见，其对于我国经济的发展来说意义十分重大，但是，有机硅废渣对于环境的污染和危害程度十分巨大，因此有必要对其进行无害化处理。

【关键字】有机硅废渣浆，处理技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

通过不断加强对有机硅废渣浆的处理技术和方法的分析，可以找到更加有效的方法对于有机硅废渣浆进行无害化处理，从而防止其对环境造成损害，这对于环境友好型社会的建设具有十分重大的意义。

二、传统的有机硅废渣浆的处理技术分析

1、水解法

有些美国企业对有机硅废浆渣进行水解前处理，在有机硅水解前向浆渣中加入少量的矿物油或混合至少两种物质以使混合物流的 SiCl 官能度大于或等于 2.8，加入物质后使得浆渣水解产物颗粒不黏附，易于处理，以方便对浆渣进一步处理操作。但该方法的缺点在于：渣浆与水解介质接触不充分，水解的速度比较缓慢，得到的水解物为黏稠状态，难以从混合体系中分离；而且在水解过程中加入物质将增加废料处理费用，并增加了新的污染源，不符合环保要求。还有些美国企业和德国企业利用不同的水解介质对有机硅浆渣进行水解处理。该工艺的优点在于：该方法减少了水解液中的重金属浓度，解决了废物处理的难题，水解工艺得到的产品为惰性，高闪点，无气体析出，不黏稠、无尘易流动，易于处理和运输；并且，铜被富集在固体水解物中，可以充分回收。该工艺的主要缺点是把渣浆液相完全水解掉，浪费了资源。

2、高温裂解法

高温裂解法是在300-900℃ 高温条件下，使高沸物中的Si-Si键断裂，得硅烷单体。此法优点是对原料要求宽松，不需要除去高沸物中的一些固体杂质〈这些杂质有可能催化剂中毒)，可以裂解所有的硅烷(不同型式的催化剂只针对不同型式的硅烷效果较好〉。缺点是反应温度较高，积碳严重。德国Wacker公司采用连续高温裂解工艺，在 300-800℃的条件下，将高沸物和氯化氢在有可旋转内件的管式反应器中反应裂解为硅烷单体。这个可旋转内件可将积碳和固体物从反应器壁上除去，防止反应管堵塞。当温度为550℃时，裂解产物中甲基三氯硅烷的质量分数为32%、二甲基二氯硅烷的质量分数为33%。

4、利用高沸物制备硅油

高沸物中有大量含氯有机氯硅烷化合物，可与醇中的烷氧基和水中的羟基进行取代反应，经水解、缩合生成含有烷氧基和羟基的有机硅混合物。醇类为甲醇、乙醇和苯酚等，催化剂为还原钯或过渡金属络合物。由于反应过程中氯原子不能完全被取代，因此最终产品中仍含有氯原子，产品呈酸性。此酸性硅油是制备中性硅油、甲基硅酸钠和乳化硅油等有机硅产品的中间产物。有机硅高沸物经甲醇醇解、中和静置分层和过滤后，制得粘度大于10mm的系列硅油产品。此工艺流程短、反应在常温下进行、易于工业化，其产品收率高、生产成本低，且分子量可随意控制，性能稳定。

5、利用高沸物制备有机硅防水剂利用有机硅产品的憎水特性可以将高沸物水解或醇解制备有机硅防水剂(主要成分甲基硅酸钠)。用其稀释液(一般质量分数为2%-5%)处理建筑材料、保温材料、混凝土制品和石膏制品，可使这些建筑材料、建筑物及其它制品具有良好的疏水性，并可作为灰浆及水溶性漆的添加剂。经高沸物防水剂处理的材料具有良好的透气性，有一定的耐腐蚀性，可防止站污，延长建筑物寿命。在制备过程中，起始水温过低会产生粘稠状物，造成无法洗涤和碱溶；温度过高又会增加盐酸解析，需增加复杂的回收装置。在水解产物的水洗和脱水过程中，酸含量和水分的控制对提高成品质量十分重要。加醇可以使部分用碱不能溶解的硅醇作为溶剂调整甲基硅酸钠含量，因此，应注意水温、水分及加醇的控制。

6、利用高沸物制备消泡剂和脱膜剂

将有机硅高沸物与低沸物一起进行醇解和水解，可制得相对分子质量为6000-10000的烷氧基和羟基聚硅氧烷，然后用非离子型乳化剂进行乳化，使其成为含聚硅氧烷质量分数为33%-40%的稳定乳液。该乳液广泛地用作印染工作液的消泡剂和橡胶及塑料制品工业的脱膜剂。

7、利用高沸物制备陶瓷

碳化硅(SiC)由于具有极好的高温强度、优良的耐热、耐磨性和化学稳定性，成为最有希望的高温结构材料。过去通常采用高温碳热还原法制备SiC原料，虽然产品纯度高，但冶炼温度也高，能耗大，产率低，且一般形成α-SiC。近年来，用化学气相沉积法得到的粉体粒径和形状均 一，微观结构和纯度可通过原料选择和合成条件来控制，但成本较高。采用自蔓延工艺合成SiC，具有节能、工艺简单和产品纯度高的特点，但也以α-SiC为 主，在制备SiC陶瓷时需在2000℃以上才能烧结，限制了碳化硅材料的应用。山东工业陶瓷研究设计院以有机硅高沸物为原料高温热解制备了β-SiC粉体。实验表明，有机硅高沸物在1450℃晶化2h，可得到晶型较好的β-SiC，用Pt和FeS04作复合催化剂可有效提高有机硅高沸物的陶瓷转化率。但采用何种催化剂能使其陶瓷转化率达到50%以上，如何通过改变热解工艺参数调整热解产物中的SiC的含量，则有待进一步研究。

8、利用高沸物制备有机硅树脂

各沸程的高沸物均可作为合成新型有机硅树脂的原料，此种有机硅树脂含有活泼羟基，可进一步与其它化合物反应制备新型高聚物。将某一沸程的高沸物与有机溶剂混合，在搅拌条件下加适量的水进行缩聚反应，硅树脂凝胶化温度约190℃，将反应完毕的有机溶液层用盐水洗至中性，经干燥得到粘稠状树脂，平均收率约为95%，预聚体的相对分子质量为1000-2000。这种硅树脂在200℃时热失重很少，具有优良的耐热性。150- 170℃沸程的高沸物合成的硅树脂，可作为耐高温抗氧剂。

三、新型有机硅废渣浆处理技术分析

1、焚烧法

焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气和燃料与被处理的有机浆渣在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，浆渣中的物质在 800 ℃～1 200 ℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。

2、焚烧工艺技术

废渣浆焚烧系统，采用连续运行的回转窑焚烧技术。一次燃烧室采用回转窑结构，柴油通过管路输送到燃烧器，由燃烧器自动点火系统点燃，使炉内温度缓慢升高，当控制柜上的回转窑温度显示仪显示 600 ℃时，常温的助燃空气由补氧风机送入回转窑，废渣浆经过氮气加压，通过管路输送流入回转窑焚烧，回转窑烟气温度在 500 ℃～800 ℃，灰渣由底部出灰机排出，出回转窑烟气在二次燃烧室进一步加温分解，在炉内被加热到1050℃以上进行热分解，达到2s停留时间后，焚毁去除率达到 99.99％后离开炉体，然后进入高温除尘器除灰，烟气进入余热锅炉回收热量，将烟气降低到 200 ℃左右，进入盐酸冷却和吸收系统，烟气再进入降膜吸收器，吸收烟气中剩余的 HCl 气体，回收盐酸后的烟气送入碱喷淋吸收塔，用碱吸收除去剩余的 HCl 和极少量的Cl2，达标排放，工艺吸收水从冷却器补入，在盐酸冷却中补入的水吸收氯化氢后，再进入降膜吸收器进一步吸收烟气中的氯化氢气体，在降膜吸收器中，盐酸质量分数约为 31％时，排出装置，送到工厂盐酸储槽储存。

3、焚烧处理的优点

（1）有机硅浆渣焚烧装置处理量大，可以有效解决制约有机硅单体生产的不利因素。

（2）焚烧技术的应用，可大大改善有机硅企业的生产及生活环境。

（3）该处理技术还可以得到副产盐酸、副产蒸汽。

四、结束语

综上所述，随着我国居民对于环境的要求提高，以及环境质量的恶化，使得我们不得不加强对环境的保护，不得再以牺牲环境为代价来发展经济，因此，对于有机废渣浆的处理就显得十分重要了，可以减少对环境的危害。

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