[发明专利]含硅废水的处理方法和含硅废水的利用方法以及分子筛制备方法和分子筛制备系统

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别涉及分子筛制备过程中产生的废水的处 理。具体地，本发明涉及一种分子筛制备过程中产生的含硅废水的处理方法 和综合利用方法，本发明还涉及一种分子筛的制备方法，本发明进一步涉及 一种分子筛制备系统。

背景技术

分子筛具有比表面积高、热稳定性和水稳定性好以及孔径均一等结构特 点，被广泛用作催化材料、吸附分离材料与离子交换材料，在石油化工领域 中具有广泛的用途。一般在晶化过程完成后，需对晶化产物进行洗涤以除去 残留在其内外表面的硅酸盐/硅铝酸盐，从而产生含硅废水；此外，一般人工 合成的分子筛需通过离子交换将其转变成氢型或多价金属离子型分子筛，才 能作为酸性催化剂的活性组分使用，也会产生含盐、含硅/硅铝材料的废水。 这类废水悬浮物高，不能直接排放。

蒋飞华(NaY分子筛含硅废水综合回用工艺探讨，广州化工，41(21)： 131-132，2013)采用以下工艺对NaY分子筛制备过程中产生的废水进行处 理：

对于SiO₂和Na₂O含量较高的晶化母液以及一级滤液，先进行沉降分离， 然后将上清液用硫酸铝中和成胶，得到硅铝胶体，并将其用于合成NaY分 子筛，同时将沉降得到的底部浓液送入带滤机二级进行过滤，进一步回收分 子筛；

对于SiO₂含量较低的二级滤液，由于SiO₂浓度低，无法直接回用制备 硅铝胶，因此采用沉降罐串级沉降，将悬浮物下降到一定值后，上部清液回 用至晶化罐，替代新鲜化学水作晶化罐停晶降温、降碱度用水，沉降罐底部 浓料和一级滤液沉降罐底部浓料一起，送至带滤机二级回用，实现低浓度 SiO₂滤液的回用。

该方法尽管节约了化学水，并减少了外排污水，硅的利用率也有所提高， 但是该方法并没有回收二级滤液中的硅，而是经沉降分离悬浮物之后作为晶 化罐的停晶降温、降碱度用水，仍然造成了硅资源的浪费。

对于分子筛制备中含SiO₂的废水中硅的回收，现有方法通常采用铝中 和成胶，同时配合使用絮凝剂助滤。

例如，CN103359848A公开了一种Na型分子筛制备过程中含硅洗涤废 水的处理方法，该方法包括以下步骤：

(1)采用酸化铝盐溶液中和Na型分子筛含硅洗涤废水，至pH＝6-10， 形成硅铝凝胶；

(2)在上述凝胶中，加入絮凝剂或絮凝剂和助滤剂，进行絮凝沉降；

(3)将步骤(2)所得的凝胶进行过滤、洗涤，滤渣回用，滤液直接排 放。

又例如，CN1453220A公开了一种Y型分子筛洗涤水循环利用方法，该 方法包括以下步骤：

(1)在分子筛交换洗涤水中加入阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰 胺，其加入量为5-20ppm，优选8-15ppm，搅拌至少2分钟；然后加入聚合 AlCl₃，其加入量为1-10ppm，优选2-8ppm，继续搅拌至形成清液和固形沉 淀物；

(2)用深层过滤器或其它本领域常用的过滤器分离上述清液和固形沉 淀物，所选用的深层过滤器以石英砂和/或矿渣作为填充物，且它们的粒径为 0.7-2.0mm，优选0.8-1.5mm，床层高度为300-1000mm，优选400-900mm， 来自步骤(1)的清液和固形沉淀物流经深层过滤器后，可得到浊度为10-20 的清液；

(3)步骤(2)所得清液通过装填有阳离子交换树脂的阳离子交换柱。 清液中的Na⁺与离子交换树脂上的H⁺交换，从而使清液中Na⁺的含量降至 0.1-0.6重量％；

(4)将步骤(3)所得清液配制成分子筛交换溶液循环使用。

但是，上述方法在回收含硅洗涤废水中的硅元素时，必须使用絮凝剂， 导致回收的硅中也含有絮凝剂，将回收的硅循环用于制备分子筛时可能对分 子筛的质量产生不利影响，且实际操作表明，上述方法的硅回收率仍然有待 于进一步提高。另外，上述方法仅实现了含硅洗涤废水的部分再利用，仍然 产生一定量的外排水。

发明内容