基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法

本发明属于有机硅渣浆的资源化技术，具体涉及基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法。

背景技术：

1、有机硅渣浆是有机硅单体特别是甲基氯硅烷单体合成过程中所产生的废弃物，其主要由少量流化床带出未反应的硅粉、铜催化剂和大量甲基氯硅烷单体合成过程中产生的二硅烷、硅氧烷等组成。有机硅渣浆含有4～6%的铜，以及大量的氯及有机质，需要一种资源化方法将有机硅渣浆有用物质提出，实现变废为宝。

2、申请号为cn201120169156.4的专利公开了一种有机硅生产过程中产生的渣浆专用焚烧设备，把有机硅渣浆从危废转变为一般固废，但处理能耗高，同时处理过程存在高温炉结焦、设备氯腐蚀、余热回收装置积盐等问题。

3、申请号为cn201811088448.8的专利公开了有机硅渣浆的高效回收方法，采用裂解有机硅渣浆得到硅烷单体，但反应产物控制难、高价值铜未回收，前期设备投入大。

4、申请号为cn201710038176.x的专利公开了一种有机硅渣浆处理工艺，包括二甲基氯硅烷水解、氯化铜浸出置换、硅渣压榨反洗焙烧以及尾气处理，但专利未回答经置换后的水解废液后续如何处理问题，产品海绵铜附加值低。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法。

2、具体的技术方案如下：

3、一种基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法，包括如下步骤：

4、1）使用循环伏安法测得有机硅渣浆富铜水解液阳极cod去除反应电位、阳极析氯电位和阴极铜离子还原为精铜的反应电位；

5、2）采用隔膜电解槽，隔膜电解槽的阴极室和阳极室之间采用阳离子交换膜隔开，调控电流密度、阳极与阴极的面积比，使得阳极达到cod去除电位的同时阴极达到铜浸出电位；

6、3）以步骤2）得出的电流密度、阳极与阴极的面积比为放电条件，采用两个隔膜电解槽进行电解，控制反应时间，使得电沉积能耗最低。

7、进一步地，步骤3）中第一个隔膜电解槽阳极室出液管与第二个隔膜电解槽的阴极室进液管连接，第一个隔膜电解槽阴极室出液管与第二个隔膜电解槽的阳极室进液管连接。

8、进一步地，步骤1）中有机硅渣浆富铜水解液中的铜离子为23g/l，氯离子为200g/l，cod为3000mg/l，阳极cod反应电位0.7~1.07v，氯析出电位1.07v，阴极铜析出电位-0.35~-0.512v。

9、进一步地，步骤2）中的阳极和阴极的电流密度范围控制在40~80ma/cm2内，阳极与阴极的面积比为1：1~1：3。

10、进一步地，步骤3）中的反应时间为120-300min。

11、进一步地，步骤3）经过两个隔膜电解槽去除cod和回收铜后的水解液，返回到有机硅渣浆水解工艺继续使用，不对外排放。

12、本发明的有益效果在于：

13、1）采用了隔膜电沉积法处理有机硅渣浆水解液，采用阳离子交换膜把电沉积槽分为阳极室与阴极室，防止阳极产生的活性氯迁移到阴极影响铜单质的析出，降低了反应所需要的能耗；

14、2）本发明控制流量的同时，通过控制阳极与阴极两者的面积比来控制两极的电流密度，在利用成对电沉积技术对有机硅渣浆水解液进行实际处理时，阳极的电位接近于各污染物反应电位的同时阴极的电位达到铜离子还原为铜单质的反应电位，达到阴极与阳极高效的协同作用，减少副反应（析氧与析氢反应）的发生，提高电流效率；

15、3）本发明的基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法，解决了有机硅行业中有机硅渣浆水解液资源化难题；

16、4）经过两个隔膜电解槽去除cod和回收铜后的水解液，返回到有机硅渣浆水解工艺继续使用，不对外排放，减少了水用量，消除了水解外排环境风险；

17、5）本发明利用隔膜电沉积槽对有机硅渣浆连续水解液进行成对电沉积处理，回收金属铜99%以上与副产物氯气与氢气，产生了经济环境效益。

技术特征：

1.一种基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中第一个隔膜电解槽阳极室出液管与第二个隔膜电解槽的阴极室进液管连接，第一个隔膜电解槽阴极室出液管与第二个隔膜电解槽的阳极室进液管连接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中有机硅渣浆富铜水解液中的铜离子为23g/l，氯离子为200g/l，cod为3000mg/l，阳极cod反应电位0.7~1.07v，氯析出电位1.07v，阴极铜析出电位-0.35~-0.512v。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2）中的阳极和阴极的电流密度范围控制在40~80ma/cm2内，阳极与阴极的面积比为1：1~1：3。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中的反应时间为120-300min。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）经过两个隔膜电解槽去除cod和回收铜后的水解液，返回到有机硅渣浆水解工艺继续使用，不对外排放。

技术总结本发明公开了一种基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法，具体实施方法为：使用循环伏安法测得有机硅渣浆富铜水解液阳极COD去除反应电位、阳极析氯电位和阴极铜离子还原为精铜的反应电位，采用隔膜电解槽，隔膜电解槽的阴极室和阳极室之间采用阳离子交换膜隔开，调控电流密度、阳极与阴极的面积比，使得阳极达到COD去除电位的同时阴极达到铜浸出电位，以得出的电流密度、阳极与阴极的面积比为放电条件，采用两个隔膜电解槽进行电解，控制反应时间，使得电沉积能耗最低。本发明基于差别化控制的有机硅渣浆水解液成对电沉积资源化方法，解决了有机硅行业中有机硅渣浆水解液资源化难题。技术研发人员：王家德,董书涵受保护的技术使用者：浙江工业大学技术研发日：技术公布日：2024/4/22