一種有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法技術

本發明專利技術涉及有機硅廢觸體回收領域，具體地，本發明專利技術涉及一種有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法。所述方法包括以下步驟：1)在20～100℃下，采用含氧化劑的氨-銨鹽混合溶液對廢觸體進行浸取，浸取時間1～8h，分離后得到銅氨、鋅氨的絡合溶液和固體，將固體洗滌干燥，得到硅粉；2)將銅氨、鋅氨的絡合溶液在40～100℃下蒸氨1～10h，析出銅的化合物沉淀，分離得到沉淀和含鋅的母液，將沉淀洗滌、干燥、焙燒后得到氧化銅粉末，3)向步驟2)中得到的含鋅的母液中加入銨鹽，調節溫度20～80℃、pH值4～8，得到堿式碳酸鋅沉淀，經分離、洗滌、干燥、焙燒后得到氧化鋅粉末。本發明專利技術采用氨法處理廢觸體得到的氧化銅收率和純度均高于95％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有機硅廢觸體回收領域，具體地，本專利技術涉及。
技術介紹
在有機硅生產過程中，硅和氯甲烷作為生產原料，三元銅催化劑(主催化劑)和鋅(助劑)常用來促進有機硅單體如二甲基二氯甲烷的合成。當硅粉轉化率和甲基氯硅烷單體選擇性達到一定程度后，需將反應剩余硅粉和廢催化劑排出反應器，形成工業廢渣，稱為有機硅廢觸體。廢觸體主要成分為硅，銅，碳，鋅等，它們在廢觸體中的重量含量分別為65% 80%，3% 20%，1% 10%，0. 05% 2. 0%。廢觸體由于顆粒細小，且銅粉的活性較高，遇空氣容易發生氧化反應，使其中的有機物質和碳燃燒冒出刺鼻的白煙，不易儲存，對環境污染嚴重，存在嚴重的“三廢”問題。國外早在上世紀五十年代就已開展了有機硅 廢觸體的回收利用研究(US5306328，US4758352)，采用的處理方法主要為酸式氧化浸潰結合金屬置換反應回收銅，即通過硝酸、濃硫酸等氧化性酸或含雙氧水、次氯酸鈉等氧化劑的酸溶液浸潰廢觸體，將廢觸體中的銅催化劑轉化成可溶性的二價銅離子進入到酸液中，然后加入還原劑如還原鐵粉或鋅粉置換銅得到金屬銅粉。然而，上述工藝中具有氧化性的酸液對處理設備腐蝕嚴重，處理過程中形成的酸廢水排放困難，容易造成對環境的二次污染，且還原劑還鐵粉或鋅粉需要回收，處理工藝較為繁瑣，成本較高。目前國內有機硅企業對廢觸體的處理方式一般是通過掩埋或低價售給小型企業，未進行廢觸體的回收利用。國內各科研機構對廢觸體處理回收銅的研究則主要采用國外的處理工藝回收銅(CN1083418A，CN1844422A)，還未有其它更為環保、更經濟的相關工藝研究。隨著近幾年我國甲基氯硅烷生產能力的擴大，2010年該單體產量已突破150萬噸，預計到2012年產能將達到250萬噸，產生的廢觸體達9萬噸，造成嚴重的環保問題和安全問題，已成為制約有機硅企業發展的瓶頸。因此，解決廢觸體的“三廢”問題，開展環保型和經濟型的廢觸體無害化處理工藝回收銅研究是當前有機硅領域必須解決的技術難題，它對有機硅企業降低成本、降低污染，推動我國有機硅工業的健康發展具有極其重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于為了克服目前有機硅領域中廢觸體處理回收銅工藝存在工藝流程復雜、易對環境造成二次污染及處理成本高的問題，提供了。根據本專利技術的有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，所述方法包括以下步驟I)在20 100°C下，采用含氧化劑的氨-銨鹽混合溶液對廢觸體進行浸取，浸取時間I 8h，分離后得到銅氨、鋅氨的絡合溶液和固體，將固體洗滌干燥，得到硅粉；2)將步驟I)得到的銅氨、鋅氨的絡合溶液在40 100°C下蒸氨I 10h，析出銅的化合物沉淀，分離得到沉淀和含鋅的母液，將沉淀洗滌、干燥、焙燒后得到氧化銅粉末，同時蒸出來的氨用氨液進行吸收，返回步驟I)中進行循環使用；3)向步驟2)中得到的含鋅的母液中加入銨鹽，調節溫度20 80°C、pH值4 8，得到堿式碳酸鋅沉淀，經分離、洗滌、干燥、焙燒后得到氧化鋅粉末，同時將離心分離后得到含銨鹽的母液返回到I)中循環使用。根據本專利技術的有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，所述的氧化劑為空氣、氧氣或雙氧水。 根據本專利技術的有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，所述的氨-銨鹽混合液中氨為商業化氨水，銨鹽為氯化銨、碳酸銨或碳酸氫銨中的一種。根據本專利技術的有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，所述的氨-銨鹽混合液中氨與銨鹽的摩爾比為I : I. 5 5，氨-銨鹽混合物與廢觸體的質量比為I : I 2。根據本專利技術的有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，所述的焙燒溫度為200 800。。。本專利技術各步驟發生的主要反應如下I) Cu+1/202+ (NH4) 2C03+2NH3 — 2++C0廣+H2OCuO+ (NH4) 2C03+2NH3 — 2++C0廣+H2OCu20+1/202+2 (NH4) 2C03+4NH3 — 2 2++2C0廣+2H20Zn+l/202+ (NH4) 2C03+2NH3 — 2++C0廣+H2O2) 2+ — Cu2++4NH32Cu2++C032>20r — Cu2 (OH) 2C03 (s) ICu2(OH)2CO3(S) — 2Cu0+C02 f +H2O3) 3Zn (NH3) 4C03+2H20 — ZnCO3 2Zn (OH) 2 (s) I +12NH3+2C02 tZnCO3 2Zn (OH)2 — 3Zn0+C02 t +2H20在本專利技術中，通過氨法處理廢觸體并控制金屬離子和絡合離子之間的比例，使廢觸體中的銅和鋅氧化并形成絡合物進入溶液，然后根據銅氨絡合物和鋅氨絡合物穩定性的不同，控制溫度使銅氨絡合物分解，沉淀出來，實現銅離子和鋅離子的分離，最后煅燒得到氧化鋅和氧化銅，在該方法中同時實現了氨氣和含銨母液的循環使用，流程短、效率高、利于規模化處理，同時整個處理過程物料可循環利用，無三廢排放，避免對環境產生二次污染，從而實現廢觸體的綠色處理。本專利技術提出的廢觸體處理方法與現有方法相比具有以下優點I、本專利技術采用氨法處理廢觸體與目前廣泛采用的酸法工藝相比，流程短、效率高、利于規模化處理，同時整個處理過程物料可循環利用，無三廢排放，避免對環境產生二次污染，從而實現廢觸體的綠色處理。2、本專利技術采用氨法處理廢觸體相比于酸法工藝對運行設備的腐蝕性較低，物料可循環利用，大大降低處理成本，具有較高的經濟效益。3、本專利技術采用氨法處理廢觸體得到的氧化銅收率和純度均高于95%。附圖說明圖I為本專利技術的氨浸法處理有機硅廢觸體方法的流程圖2為本專利技術有機硅廢觸體的XRD譜圖；圖3為本專利技術氨浸法處理有機硅廢觸體回收硅粉的XRD譜圖；圖4為本專利技術氨浸法處理有機硅廢觸體回收氧化銅的XRD譜圖；圖5為本專利技術氨浸法處理有機硅廢觸體回收副產物氧化鋅的XRD譜圖。具體實施例方式以下實施例進一步說明本專利技術，但本專利技術不局限于以下實施例。實施例I.將72. Okg氨水(25. Owt % )和34. Okg碳酸銨加入到250. Okg水中配成混合液(氨與碳酸銨的摩爾比為3. 0)，然后加入100. Okg廢觸體(含銅15. (^〖^、鋅^被^^氨-銨 鹽與廢觸體質量比為I. 06)，在20°C通空氣攪拌8h，經過濾或離心分離后，將固體渣洗滌、干燥，得到硅粉80. Okgo將離心分離后的母液升溫至40°C，保溫10h，溶液中產生大量藍綠色沉淀，同時逸出的氨氣用10wt%氨水吸收可作為浸潰廢觸體的原料循環使用。過濾或離心分離后，將沉淀物洗滌、干燥，在450°C焙燒5h，得到18. Okg成品氧化銅，純度為97%，總回收率為96%。向分離后的母液中加入2. 5kg碳酸銨，反應溫度20°C，pH值為4. 0，溶液中析出白色沉淀，過濾或離心分離后，將沉淀物洗滌、干燥，在600°C焙燒4h得到I. 80kg氧化鋅，總回收率96%，純度為97%。分離后的母液返回作為浸潰廢觸體的原料循環使用。將上述從廢觸體中提取的氧化銅和氧化鋅在荷蘭Panalytical公司(帕納科)生產的X' Pert PRO MPD型多功能X射線衍射儀上進行XRD測試。圖2為有機硅廢觸體的XRD譜圖，其中2 0為28. 4。、36. 4°和43. 3°的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機硅廢觸體回收氧化銅和氧化鋅的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：1)在20～100℃下，采用含氧化劑的氨？銨鹽混合溶液對廢觸體進行浸取，浸取時間為1～8h，分離后得到銅氨、鋅氨的絡合溶液和固體，將固體洗滌干燥，得到硅粉；2)將步驟1)得到的銅氨、鋅氨的絡合溶液在40～100℃下蒸氨1～10h，析出銅的化合物沉淀，分離得到沉淀和含鋅的母液，將沉淀洗滌、干燥、焙燒后得到氧化銅粉末，同時蒸出來的氨用氨液進行吸收，返回步驟1)中進行循環使用；3)向步驟2)得到的含鋅的母液中加入銨鹽，調節pH值4～8、溫度20～80℃，得到堿式碳酸鋅沉淀，經分離、洗滌、干燥、焙燒后得到氧化鋅粉末，同時將離心分離后得到含銨鹽的母液返回到1)中循環使用。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇發兵，車紅衛，王瑩利，翟世輝，朱德洪，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，江蘇宏達新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：