ОАО «Гиредмет»

В. В. Апанасенко, вед. науч. сотр., e-mail: asla_new@rambler.ru

Рассмотрен процесс очистки отходящих газов, содержащих хлористый водород, трихлорсилан, тетрахлорид кремния и дихлорсилан, 10 и 17 % (мас.) растворами карбоната натрия в интервале температур 0–60 °C. Расчетом установлено, что в ходе процесса возможна кристаллизация образующегося гидрокарбоната натрия. Количество выпадающего в осадок NaHCO₃ возрастает с увеличением концентрации Na₂CO₃ в исходном растворе, уменьшается с ростом температуры, а также экстремально зависит от степени использования соды в процессе газоочистки. Максимальная массовая доля твердой соли в образующейся суспензии достигается, когда сода использована наполовину, т. е. если карбонат натрия полностью превращается в гидрокарбонат, и составляет 10,9 % (условия ведения процесса: 17%-ный раствор соды, t = 0 °C, из опасных веществ в отходящих газах присутствует только HCl). При t = 60 °C максимум солевой кристаллизации снижается до 5,4 % (остальные условия те же). Рассчитаны плотность и вязкость получаемых растворов, а там, где в осадок выпадает твердая соль, — и суспензий. Показано, что с ростом степени использования соды плотность и вязкость стоков падают, что способствует улучшению массообмена в процессе обезвреживания. Наряду с твердым гидрокарбонатом натрия в процессе очистки отходящих газов, содержащих хлорсиланы, образуется осадок кремниевой кислоты, количество которого растет с повышением степени использования соды и, таким образом, увеличивает общую массу осадка. Показано также, что при температуре ниже 20 °C в осадок может выпадать и Na₂CO₂ · 10H₂O, рассчитано количество осадка декагидрата карбоната натрия в зависимости от температуры, концентрации соды и степени ее использования. Образование твердых солевых фаз может существенно усложнять процесс утилизации отходящих газов в производственных условиях, это необходимо учитывать при выборе оборудования системы газоочистки.

1. Наумов А. В. Рынок солнечной энергетики: кризис и прогнозы // Материалы электронной техники. Изв. вузов. 2009. № 2. С. 4–12.
2. Кожемякин В. А., Почтарев А. Н. Утилизация отходов в производстве трихлорсилана и поликристаллического кремния // Цветные металлы. 2008. № 10. С. 65–68.
3. Стрельников А. С. Технология очистки промстоков в производстве полупроводникового кремния // Экология и промышленность России. 1999. № 1. С. 8–12.
4. Кожемякин В. А., Зубченко Г. В., Митник В. Л., Вакс Г. Л. Малоотходные процессы и охрана окружающей среды в металлургии редких металлов. — М. : Металлургия, 1991. — 160 с.

5. Дорохова Е. Н., Прохорова Г. В. Задачи и вопросы по аналитической химии. — М. : Мир, 2001. — 267 с.
6. Айлер Р. Химия кремнезема. В 2 частях. — М. : Мир, 1982. — 1128 с.
7. Апанасенко В. В., Вольдман Г. М. Расчет материальных балансов технологических процессов с использованием электронных таблиц Excel // Цветные металлы. 2010. № 9. С. 59–66.
8. Здановский А. Б., Соловьева Е. Ф., Ляховская Е. И. и др. Экспериментальные данные по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем : справочник. — СПб. : Химиздат, 2003. Т. 1, кн. 1. — 608 с.
9. Здановский А. Б., Соловьева Е. Ф., Ляховская Е. И. и др. Экспериментальные данные по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем : справочник. — СПб. : Химиздат, 2003. Т. 2, кн. 1. — 640 с.
10. Соколовский А. А., Яхонтова Е. Л. Применение равновесных диаграмм растворимости в технологии минеральных солей. — М. : Химия, 1982. — 264 с.
11. Зайцев И. Д., Асеев Г. Г. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ. — М. : Химия. 1988. — 416 с.
12. Справочник химика / под ред. Б. П. Никольского и др. — Л. : Химия, 1968. Т. 5. — 976 с.