硅烷处理产生的废水如何处理

A. 硅烷化处理的详情

一、金属表面硅烷化处理的机理：
硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为：R'(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团，R'是有机官能团。
硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在：
-Si(OR)3+H2OSi(OH)3+3ROH
硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。
SiOH+MeOH=SiOMe+H2O
一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。一般来说，共价键间的作用力可达700kJ/tool，硅烷与金属之间的结合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜[2]。
该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起，形成牢固的化学键。这样，基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。
二、金属表面硅烷处理的特点
(1)硅烷处理中不含锌、镍等有害重金属及其它有害成分。镍已经被证实对人体危害较大，世界卫生组织(WHO)规定，2016年后镍需达到零排放，要求磷化废水、磷化蒸气、磷化打磨粉尘中不得含镍。
(2)硅烷处理是无渣的。渣处理成本为零，减少设备维护成本。
磷化渣是传统磷化反应的必然伴生物。比如一条使用冷轧板的汽车生产线，每处理1辆车(以100m2计)，就会产生约600g含水率为50%的磷化渣，一条10万辆车的生产线每年产生的磷化渣就有60t。
(3)不需要亚硝酸盐促进剂，从而避免了亚硝酸盐及其分解产物对人体的危害。
(4)产品消耗量低，仅是磷化的5%～10%。
(5)硅烷处理没有表调、钝化等工艺过程，较少的生产步骤和较短的处理时间有助于提高工厂的产能，可缩短新建生产线，节约设备投资和占地面积。
(6)常温可行，节约能源。硅烷槽液不需要加温，传统磷化一般需要35～55℃。
(7)与现有设备工艺不冲突，无需设备改造而可直接替换磷化；与原有涂装处理工艺相容，能与目前使用的各类油漆和粉末涂装相匹配。
三、工艺流程
根据硅烷化的用途及处理板材不同，分为不同的工艺流程。它的处理工艺，比以前的磷化，要求很严格。
(1)铁件、镀锌件
预脱脂——脱脂——水清洗——水清洗——硅烷化——烘干或晾干——后处理
(2) 铝件
预脱脂——脱脂——水洗——水洗——出光——水洗——硅烷化——烘干或晾干——后处理
四、常用的硅烷试剂
BSA N,O-Bis(trimethylsiyl)acetamide N,O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺
BSTFA Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide 双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺DMDCS Dimethyldichlorosilane 二甲基二氯硅烷HMDS 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazane 1,1,1,3,3,3,-六甲基二硅烷MTBSTFA N-(ter-Butyldimethylsilyl)-N-methyltrifluoroacetamide N-(特丁基二甲基硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺TBDMCS t-Butyldimethyl chlorosilane 特丁基二甲基氯硅烷TFA Trifluoroacetic acid 三氟乙酸TMCS Trimethylchlorosilane 三甲基氯硅烷TMSDEA Trimethylsilyldiethylamine 三甲基硅烷基二乙胺TMSI Trimethylsilylimidazole 三甲基硅烷咪唑

B. 含 硅氧烷 废水 污水 如何处理

(1)将粉末状的生石灰放入所述储料仓中，同时将待处理的含硅废水通过所述进水管加入所述机体内;
(2)通过所述控制键盘发送工作指令，并通过所述控制主机控制所述电磁阀一打开将生石灰通过所述出料管排入所述机体内的含硅废水中，生石灰应过量加入;
(3)之后通过所述控制键盘控制所述电磁阀一关闭并控制所述伺服电机工作，所述伺服电机通过所述转轴带动所述搅拌叶片转动来对所述机体内的含硅废水进行搅拌，使其充分反应;
(4)通过所述控制键盘设置预定加热温度值并控制所述电加热板工作来对含硅废水进行加热，同时所述温度传感器工作获取所述机体内含硅废水的实时温度信息并回传给所述控制主机;
(5)所述控制主机将实时温度信息与预定加热温度值进行对比，当实时温度信息与预定加热温度值相同时，所述控制主机控制所述电加热板稳定工作;
(6)所述伺服电机搅拌40min后停止工作，同时所述电加热板停止工作;
(7)静置15min后，通过所述控制键盘控制所述离子传感器工作实时获取所述机体内含硅废水中的硅离子的浓度信息并回传至所述控制主机，所述控制主机将硅离子的浓度信息传递至所述显示屏上实时显示供使用者观察判断;
(8)若硅离子的浓度信息不符合排放标准，需重复步骤(1)到(7)，若硅离子的浓度信息符合排放标准，则含硅废水处理完成，通过所述控制键盘控制所述吸泵工作将处理完成的水通过所述排水管路输送至所述出水管排出到外界;
(9)排水完成后，通过所述控制键盘控制所述电磁阀二打开，将所述机体内沉降的污物通过所述排污管排出到外界。

C. 硅片清洗废水处理设备中的泡沫增加如何处理

使用硅片清洗废水消泡剂，快速消除泡沫，效果很明显。

D. 单晶硅制备过程中会产生哪些污染物质哪些可以较好的处理、哪些不能处理只能排入自然环境中

单晶硅项目的环境影响主要有以下几方面：
废气：主要为正常生产时废气处理工序尾气、产品后处理和硅芯制备工序酸性废气等，主要废气污染物为HCl、NOx、氯硅烷、HF等。
废水：主要为正常生产时产品后处理和硅芯制备工序水洗废水、装置区设备/地坪冲洗水，以及循环水、脱盐水系统排出的假定清净下水。主要废水污染物为SS、COD、盐等。
固废：主要固体废弃物为原料制备和SiHCl3合成工序产生的硅粉、工艺废料处理工序产生的NaCl和SiO2固体废物、酸洗废液处理工序产生的Ca(NO3)2/CaF2固体废物。
噪声：主要产噪设备为机泵、压缩机和放空管

答案补充：
废气处理：一般用10%NaOH溶液洗涤，废气中的氯硅烷（以SiHCl3为例）和氯化氢与NaOH发生反应而被除去。含有NaCl、Na2SiO3的出塔底洗涤液用泵送入工艺废料处理工序。
废液处理：一般分离提纯工序残液主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的液体以及装置停车放净的氯硅烷液体加入石灰乳液中和废液中的氯硅烷等和而被转化成无害的物质。经过规定时间的处理，用泵从槽底抽出含H4SiO4、CaCl2、H4SiO4、Na2SiO3的液体，送往工艺废料处理工序。
废料处理：A．Ⅰ类废液处理
来自氯化氢合成工序的废酸、液氯汽化工序的废碱、废气残液处理工序和废硅粉处理的废液等在此工序进行混合、中和后，经过压滤机过滤。滤渣（主要为SiO2、NaCl等）送渣厂堆埋。滤液主要为NaCl溶液，进行蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用（配置NaOH溶液），结晶固体氯化钠等外售或填埋。
B．Ⅱ类废液处理
来自硅芯制备工序和产品整理工序的废氢氟酸和废硝酸，用碱液中和，生成的氟化钠和硝酸钠溶液，进行蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用（配置NaOH溶液），结晶固体氟化钙和硝酸钠等外售或填埋。

E. 硅烷预处理工艺流程是什么

工艺流程：

一、预脱脂—主脱脂—水洗—水洗—纯水洗—硅烷处理—纯水洗—纯水洗—电泳

二、预脱脂—主脱脂—水洗—水洗—纯水洗—硅烷处理—纯水洗—干燥—粉末涂装

硅烷处理剂建槽：

一、硅烷处理剂建槽前要确保槽内清洁、无渣残留、无污物或其它化学品残留。检查喷嘴有没有堵塞，角度是否正确。如有必要，清洗整个设备。清洗结束必须检查水洗水中磷的含量，要求磷含量小于10ppm。

二、测槽体积，在槽内注入电导率小于30μs/cm的去离子水到70%液位。

三、每1000升槽体积添加50公斤硅烷处理剂，然后再添加2公斤中和剂。

四、用去离子水将槽液补充到工作液位。

备注：

1、槽液工作PH值应保持在3.8—4.6之间，电导率控制在1500μs/cm左右。

2、硅烷处理剂添加时要用泵缓慢均匀添加，同时监测PH值和电导率。

槽液参数：

建槽去离子水：电导率＜30μs/cmCl⁻＜10ppm

槽液温度：室温—40℃

PH值：3.8—4.6

电导率上限：～5500μs/cm

硅烷处理时间：30—180秒

硅烷处理剂槽液控制：

1、必须维持好硅烷处理剂浓度以达到最佳效果。

2、槽液浓度通过监测PH值、电导率、活化物点来控制。

3、PH值和电导率每天要多次测量，测量PH要求采用对氟离子稳定的PH计（在PH=4和PH=6.86标定），维持槽液PH值在3.8—4.6之间。

4、活化物点检测间隔可以稍长，根据处理工件量来确定。

5、槽液应该保持有溢流（一般每周10%），最佳补槽是通过控制槽液中的有效成分和污物的平衡来自动添加。浸渍使用时必须有溢流或定期排放部分槽液，以保持槽液平衡。

F. 如何出去含硅废水中的硅如何控制硅酸盐的结垢问题

加入氯化钙以及氯化镁，混匀后加入氯化铁，形成矾花絮凝沉淀，反应时间40min左右，版在含硅废水中加入权成核助凝剂，并使含硅废水和成核助凝剂混合，将含硅废水的PH调节至3. 5-9。该方法里然能避免SiO2易凝胶问题，但是此法对活性硅的处理效果并不理想，而且不能对废水中的有用物质进行回收利用。更多处理方法可以去环保通问问。