[发明专利]一种有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅废触体回收领域，具体地，本发明涉及一种有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法。

背景技术

在有机硅生产过程中，硅和氯甲烷作为生产原料，三元铜催化剂(主催化剂)和锌(助剂)常用来促进有机硅单体如二甲基二氯甲烷的合成。当硅粉转化率和甲基氯硅烷单体选择性达到一定程度后，需将反应剩余硅粉和废催化剂排出反应器，形成工业废渣，称为有机硅废触体。废触体主要成分为硅，铜，碳，锌等，它们在废触体中的重量含量分别为65％～80％，3％～20％，1％～10％，0.05％～2.0％。废触体由于颗粒细小，且铜粉的活性较高，遇空气容易发生氧化反应，使其中的有机物质和碳燃烧冒出刺鼻的白烟，不易储存，对环境污染严重，存在严重的“三废”问题。国外早在上世纪五十年代就已开展了有机硅废触体的回收利用研究(US5306328，US4758352)，采用的处理方法主要为酸式氧化浸渍结合金属置换反应回收铜，即通过硝酸、浓硫酸等氧化性酸或含双氧水、次氯酸钠等氧化剂的酸溶液浸渍废触体，将废触体中的铜催化剂转化成可溶性的二价铜离子进入到酸液中，然后加入还原剂如还原铁粉或锌粉置换铜得到金属铜粉。然而，上述工艺中具有氧化性的酸液对处理设备腐蚀严重，处理过程中形成的酸废水排放困难，容易造成对环境的二次污染，且还原剂还铁粉或锌粉需要回收，处理工艺较为繁琐，成本较高。目前国内有机硅企业对废触体的处理方式一般是通过掩埋或低价售给小型企业，未进行废触体的回收利用。国内各科研机构对废触体处理回收铜的研究则主要采用国外的处理工艺回收铜(CN1083418A，CN1844422A)，还未有其它更为环保、更经济的相关工艺研究。随着近几年我国甲基氯硅烷生产能力的扩大，2010年该单体产量已突破150万吨，预计到2012年产能将达到250万吨，产生的废触体达9万吨，造成严重的环保问题和安全问题，已成为制约有机硅企业发展的瓶颈。因此，解决废触体的“三废”问题，开展环保型和经济型的废触体无害化处理工艺回收铜研究是当前有机硅领域必须解决的技术难题，它对有机硅企业降低成本、降低污染，推动我国有机硅工业的健康发展具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于为了克服目前有机硅领域中废触体处理回收铜工艺存在工艺流程复杂、易对环境造成二次污染及处理成本高的问题，提供了一种有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法。

根据本发明的有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法，所述方法包括以下步骤：

1)在20～100℃下，采用含氧化剂的氨-铵盐混合溶液对废触体进行浸取，浸取时间1～8h，分离后得到铜氨、锌氨的络合溶液和固体，将固体洗涤干燥，得到硅粉；

2)将步骤1)得到的铜氨、锌氨的络合溶液在40～100℃下蒸氨1～10h，析出铜的化合物沉淀，分离得到沉淀和含锌的母液，将沉淀洗涤、干燥、焙烧后得到氧化铜粉末，同时蒸出来的氨用氨液进行吸收，返回步骤1)中进行循环使用；

3)向步骤2)中得到的含锌的母液中加入铵盐，调节温度20～80℃、pH值4～8，得到碱式碳酸锌沉淀，经分离、洗涤、干燥、焙烧后得到氧化锌粉末，同时将离心分离后得到含铵盐的母液返回到1)中循环使用。

根据本发明的有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法，所述的氧化剂为空气、氧气或双氧水。

根据本发明的有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法，所述的氨-铵盐混合液中氨为商业化氨水，铵盐为氯化铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种。

根据本发明的有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法，所述的氨-铵盐混合液中氨与铵盐的摩尔比为1∶1.5～5，氨-铵盐混合物与废触体的质量比为1∶1～2。

根据本发明的有机硅废触体回收氧化铜和氧化锌的方法，所述的焙烧温度为200～800℃。

本发明各步骤发生的主要反应如下：

1)Cu+1/2O₂+(NH₄)₂CO₃+2NH₃→[Cu(NH₃)₄]²⁺+CO₃^2-+H₂O