СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ АБРАЗИВНЫХ СУСПЕНЗИЙ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ИХ КОМПОНЕНТОВ МНОГОКРАТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

1. Способ обработки отработанных абразивных суспензий, включающих суспендирующую жидкость, абразивные зерна многократного использования, мелкие абразивные зерна, мелкие кремниевые частицы и мелкие металлические частицы, причем способ включает следующие стадии:
i)
ii)
a) разделение отработанной суспензии влажной сортировкой по размерам на: жидкую суспензию, содержащую абразивные зерна многократного использования, в смеси суспендирующей жидкости с жидким растворителем и жидкую суспензию в той же самой смеси, содержащую мелкие абразивные зерна, так же как мелкие кремниевые частицы и мелкие металлические частицы;
b) регенерацию суспендирующей жидкости из упомянутой жидкой суспензии, содержащей мелкие зерна и частицы, посредством сепарационных обработок на твердую и жидкую фазы, объединенных с перегонкой жидкого растворителя;
отличающийся тем, что упомянутую влажную сортировку по размеру стадии a) выполняют обработкой смеси в центробежном сепараторе жидкой и твердой фаз, который, в свою очередь, питает полученной фракцией, содержащей твердые частицы, батарею из по меньшей мере двух гидроциклонов или двух центрифуг, соединенных последовательно, питаемых в противотоке жидкой фракцией, включающей часть очищенной жидкости, полученной на упомянутых стадиях b) регенерации суспендирующей жидкости, таким образом, получая из нижнего продукта последнего гидроциклона или последней центрифуги батареи жидкую суспензию, содержащую абразивные зерна многократного использования, причем суспензия по существу не содержит мелких абразивных зерен.
2. Способ по п.1, в котором упомянутая батарея гидроциклонов или центрифуг состоит из 3-6 гидроциклонов или центрифуг, соединенных последовательно.
3. Способ по п.1, в котором указанную жидкую суспензию, содержащую абразивные зерна многократного использования, полученную из нижнего продукта последнего гидроциклона или центрифуги батареи, далее обрабатывают, чтобы получить абразивные зерна в сухом состоянии, очищенные от остатков мелких зерен и измельченного материала, в многофункциональном аппарате, осуществляющем следующие последовательные стадии без какого-либо перемещения материала: фильтрование упомянутой жидкой суспензии, промывание образующихся зерен и выщелачивание из них химическим травлением любых мелких кремниевых и металлических частиц и, наконец, сушку зерен очищенного абразивного материала.
4. Способ по п.3, в котором следующие последовательные операции выполняют в многофункциональном аппарате для фильтрования и обработки абразивных зерен:
A) фильтрование жидкой суспензии, содержащей абразивные зерна многократного использования, полученные из нижнего продукта последнего гидроциклона или последней центрифуги батареи;
B) промывание твердой фракции, образующейся в операции A, используя жидкий растворитель;
C) выщелачивание химическим травлением мелких кремниевых и металлических частиц твердой фракции, образующейся в операции B, с получением растворов силиката и растворов солей металлических примесей, растворенных в отводимой жидкости;
D) промывание твердой фракции, образующейся в операции C, используя жидкий растворитель;
E) сушку абразивных зерен твердой фракции, образующейся в операции D.
5. Способ по п.4, в котором операцию C выщелачивания химическим травлением выполняют в следующих двух последовательных стадиях:
C1) каустическое травление мелких кремниевых частиц обработкой твердой фракции, образующейся в операции B, раствором щелочного вещества;
C2) щелочное травление металлических мелких частиц обработкой твердой фракции, образующейся в операции C1), раствором кислотного реагента.
6. Способ по п.5, в котором указанный кислотный выщелачивающий реагент выбирают из группы, содержащей азотную кислоту, соляную кислоту, щавелевую кислоту, серную кислоту, лимонную кислоту и винную кислоту или их смеси, а указанный щелочной выщелачивающий реагент выбирают из группы, содержащей гидроксид натрия или гидроксид калия.
7. Способ по п.4, в котором жидкая фракция, питающая в противотоке батарею гидроциклонов или центрифуг, включает, помимо части очищенной жидкости, полученной на стадии b) регенерации суспендирующей жидкости, также жидкость, полученную на операции A) фильтрования суспензии, полученной из куба последнего гидроциклона или центрифуги батареи, и жидкость, полученную на операции B) последующего промывания.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутую жидкую суспензию ii), содержащую мелкие абразивные зерна и мелкий кремниевый и металлический измельченный материал, полученную из верхнего продукта первого гидроциклона или первой центрифуги упомянутой батареи, далее обрабатывают в предохранительном гидроциклоне или центрифуге, и суспензию, полученную из верхнего продукта упомянутого предохранительного гидроциклона или центрифуги, подвергают упомянутым стадиям b) регенерации суспендирующей жидкости.
9. Способ по п.8, в котором упомянутые стадии b) регенерации суспендирующей жидкости включают в качестве первой стадии фильтрацию, которая дает очищенную жидкость, по существу содержащую суспендирующую жидкость, жидкий растворитель и мелкие частицы металла, которую затем подразделяют на две части, при этом большая часть составляет упомянутую часть очищенной жидкости, подающаяся в противотоке выше по потоку батареи гидроциклонов или центрифуг, а меньшая часть подвергается дальнейшей обработке для регенерации суспендирующей жидкости.
10. Способ по п.9, в котором указанная большая часть очищенной жидкости составляет 40-90% очищенной жидкости, полученной из указанного фильтрования.
11. Способ по п.9 или 10, в котором упомянутую большую часть очищенной жидкости нагревают перед подачей в упомянутую батарею гидроциклонов или центрифуг.
12. Способ по п.9, в котором меньшую часть очищенной жидкости, которую далее обрабатывают, чтобы регенерировать суспендирующую жидкость, соединяют с фракцией, полученной из упомянутого центробежного сепаратора жидкой и твердой фаз, выполняя первую операцию способа.
13. Способ по п.12, в котором жидкую фракцию, образующуюся из указанного добавления, подщелачивают до pH 9-10, добавляя щелочной раствор.
14. Способ по п.13, в котором указанную щелочную жидкую фракцию подвергают микрофильтрации, чтобы удалить гидроксид железа, который образуется при подщелачивании.
15. Способ по п.14, в котором очищенную жидкость из указанной микрофильтрации нейтрализуют добавлением раствора кислоты и подвергают перегонке, чтобы отделить упомянутый растворитель от упомянутой суспензионной жидкости испарением.
16. Способ по п.15, в котором упомянутую суспензионную жидкость дополнительно очищают фильтрованием, чтобы удалить соль, которая образуется при нейтрализации.
17. Способ по п.12, в котором жидкую фракцию, образующуюся из указанного добавления, подвергают микрофильтрации, чтобы удалить большинство мелких частиц металла из упомянутой очищенной жидкости.
18. Способ по п.17, в котором упомянутую очищенную жидкость, полученную из указанной микрофильтрации, подвергают дополнительной обработке на ионообменных смолах, чтобы удалить остатки металлов и другие примеси из упомянутой очищенной жидкости, включающей в себя первую обработку на катионных смолах и вторую обработку на анионных смолах.
19. Способ по п.18, в котором очищенную жидкость, полученную указанной обработкой ионообменными смолами, подвергают перегонке, чтобы отделить испарением упомянутый растворитель от упомянутой очищенной суспендирующей жидкости.
20. Способ по п.15 или 19, в котором упомянутый растворитель затем конденсируют и повторно используют в указанных фазах промывания B и/или D упомянутых абразивных зерен в указанном многофункциональном аппарате.
21. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанной суспендирующей жидкостью абразивной суспензии является полиэтиленгликоль (ПЭГ), а упомянутым жидким растворителем является вода.
22. Аппарат для обработки отработанных абразивных суспензий способом п.3, включающий следующие взаимосвязанные элементы последовательно:
I. центробежный сепаратор жидкой и твердой фаз, который питает фракцией, содержащей твердые частицы, отделенной, таким образом, первый аппарат в батареи из по меньшей мере двух гидроциклонов или центрифуг, соединенных последовательно; причем нижний продукт из каждого гидроциклона или центрифуги подается в следующий гидроциклон или центрифугу вместе с верхним продуктом из предыдущего гидроциклона или центрифуги, причем упомянутую батарею гидроциклонов или центрифуг питают противотоком жидкой фракцией, включающей часть очищенной жидкости, полученной из упомянутых стадий b) регенерации суспендирующей жидкости;
II. многофункциональный аппарат для фильтрования и обработки абразивных зерен, выполненный с возможностью выполнять следующие последовательные стадии без какого-либо перемещения материала: фильтрование жидкой суспензии, содержащей абразивные зерна, полученные из нижнего продукта последнего гидроциклона или центрифуги, последовательные промывки образующихся зерен и выщелачивание из них химическим травлением кремниевого или металлического мелкого измельченного материала и, наконец, сушки очищенного гранулированного абразивного материала;
III. секция обработки упомянутой жидкой суспензии ii), содержащей мелкие абразивные зерна и мелкие кремниевые и металлические частицы, и полученной из верхнего продукта первого гидроциклона или центрифуги указанной батареи, чтобы регенерировать суспензионную жидкость.
23. Аппарат по п.22, в котором батарея гидроциклонов или центрифуг включает дополнительно предохранительный гидроциклон или центрифугу, получающие верхний продукт первого гидроциклона или центрифуги упомянутой батареи, причем верхний продукт подается в указанную секцию обработки жидкой суспензии ii) вместо верхнего продукта упомянутого первого гидроциклона или центрифуги.
24. Аппарат по п.23, в котором упомянутый многофункциональный аппарат фильтрования и обработки абразивных зерен является периодически функционирующим аппаратом, состоящим из сосуда, работающего под давлением, содержащего фильтрующее устройство, на котором абразивные зерна размещаются в течение фильтрации и всех последующих фаз промывания, выщелачивания и сушки.
25. Аппарат по п.24, в котором между упомянутыми двумя элементами I и II имеется буферный резервуар для суспензии абразивных зерен, полученной из упомянутой батареи гидроциклонов или центрифуг.
26. Аппарат по любому из пп.22-25, в котором указанная секция III обработки жидкой суспензии, полученной из верхнего продукта первого гидроциклона или центрифуги или из предохранительного гидроциклона или центрифуги, включает фильтрующее устройство, из которого выходящая очищенная жидкость подается частично в следующие аппараты, чтобы регенерировать суспендирующую жидкость, а частично, чтобы подать противотоком в упомянутую батарею гидроциклонов или центрифуг.
27. Аппарат по п.26, в котором упомянутые следующие аппараты для регенерации суспендирующей жидкости включают устройство микрофильтрации и испаритель, выполненный с возможностью отделять растворитель в форме пара от суспендирующей жидкости.
28. Аппарат по п.27, в котором упомянутые следующие аппараты для регенерации суспендирующей жидкости включают фильтрующее устройство для удаления остатков солей из суспендирующей жидкости, остающиеся после упомянутой перегонки.
29. Аппарат по п.27, в котором упомянутые следующие аппараты для регенерации суспендирующей жидкости также включают одно или больше устройств для обработки ионообменными смолами.