CN101786744A - 一种含磷酸和亚磷酸废液直接利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种含磷酸和亚磷酸废液的直接利用方法。该方法是将含有亚磷酸和正磷酸的工业黄磷精制脱砷废液经五硫化二磷脱砷后，直接中和得到磷酸盐和亚磷酸盐的混合溶液体系，然后依据磷酸盐和亚磷酸盐的溶解度差异，采用分步结晶法浓缩结晶、分离得到正磷酸盐和亚磷酸盐产品。该工艺具有处理过程简单，操作容易、安全、磷回收率高、可实现废物综合利用等特点。
Description
技术领域
本发明涉及化工行业中工业废液的利用技术领域，具体是一种含磷酸和亚磷酸废液直接的利用的方法。
背景技术
含磷酸和亚磷酸废液为黄磷在采用水相氧化法精制脱砷生产低砷过程中产生的含砷废液。目前在实际工业生产中，废液主要送至普钙车间用于配酸生产普钙，这样做虽然可消除含砷废液对环境的污染，达到部分回收和利用废液中有价磷的目的，但因普钙的附加值不高，资源利用价值难以体现；另一方面，近年来随着高浓度磷肥的快速发展，普钙产品已逐步被淘汰，因而在黄磷脱砷装置筹建附近已难以找到相应的普钙配套生产装置，这也给黄磷脱砷废液的回收利用带来困难。
由于废液中含有12～16％的亚磷酸、14～16％的正磷酸，如不加以有效利用，不仅造成磷资源的浪费，而且会产生严重的环境污染，因此研究开发含磷酸和亚磷酸废液的利用方法对保护环境、综合利用工业废弃资源具有重要意义。
关于含亚磷酸和正磷酸废液的直接利用的相关研究和利用方法未见有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单，操作容易、安全、磷回收率高、可实现废物综合利用的一种废液利用方法。
本发明是这样实现的：含磷酸和亚磷酸废液为黄磷精制脱砷过程产生的反应废液，废液采用五硫化二磷沉淀脱砷后，采用碱或碳酸盐中和，然后蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到正磷酸盐后，母液进行二次蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到亚磷酸盐产品。具体方法如下：
将含磷酸和亚磷酸废液在搅拌条件下，加热至70～90℃，加入脱砷剂五硫化二磷，其占废液质量的百分比为0.08～0.1％，在搅拌速度300rpm，温度70～90℃的恒温条件下反应1～1.5h，反应完毕后冷却，静置16～24h后真空抽滤，滤液用碱或碳酸盐在温度20～80℃条件下中和并调节溶液的终点PH值至4～9，然后恒温反应0.5～1.0小时后，经真空二次蒸发浓缩、分步冷却结晶，分离即得到磷酸盐和亚磷酸盐产品。
磷酸盐产品是磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二氨；亚磷酸盐产品是亚磷酸氢二钠、亚磷酸二氢钾、亚磷酸氢二氨。
本发明具有以下优点：
1、生产装置简易，工艺处理过程简单，操作容易、安全；
2、磷回收率高，在有效利用磷的同时，减少了磷对环境的污染；
3、生产成本低，产品附加值高，该发明具有很好的经济实用性。
具体实施方式
实施例1：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至85℃后，加入五硫化二磷0.4克，于85℃的条件下恒温搅拌反应1.0小时，冷却，静置18h后真空抽滤。滤液升温至60℃时在搅拌条件下用氢氧化钠溶液中和并调节溶液的PH值至8.5，在此条件下继续搅拌反应0.5h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为180克时、冷却结晶，分离，干燥得到磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)产品226克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸氢二钠(Na2HPO3·5H2O)产品157克。产品经分析磷酸氢二钠产品达到HG/T 2965-2000磷酸氢二钠一等品指标要求，亚磷酸氢二钠产品中Na2HPO3·5H2O含量为98.82％。其中搅拌速度300rpm。
实施例2：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至90℃后，加入五硫化二磷0.36克，于90℃的条件下恒温搅拌反应1.5小时，冷却，静置24h后真空抽滤。滤液升温至70℃时在搅拌条件下用碳酸钠溶液中和并调节溶液的PH值至8.0时，在此条件下继续搅拌反应1.0h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为180克后、冷却结晶，分离，干燥到磷酸氢二钠产品225克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸氢二钠产品158克。产品经分析磷酸氢二钠产品达到HG/T 2965-2000磷酸氢二钠一等品指标要求，亚磷酸氢二钠产品中Na2HPO3·5H2O含量为98.82％。其中搅拌速度300rpm。
实施例3：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至85℃后，加入五硫化二磷0.38克，于85℃的条件下恒温搅拌反应1.0小时，冷却，静置18h后真空抽滤。滤液升温至85℃时在搅拌条件下用氢氧化钾溶液中和并调节溶液的PH值至4.5时，在此条件下继续搅拌反应1.0h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为150克时、冷却结晶，分离，干燥到磷酸二氢钾产品78克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸二氢钾产品93克。产品经分析磷酸二氢钾产品达到HG 2321-92磷酸二氢钾一等品指标要求，亚磷酸二氢钾产品中KH2PO3含量为91.49％。其中搅拌速度300rpm。
实施例4：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至90℃后，加入五硫化二磷0.32克，于90℃的条件下恒温搅拌反应1.5小时，冷却，静置24h后真空抽滤。滤液升温至80℃时在搅拌条件下用碳酸钾溶液中和并调节溶液的PH值至5.0时，在此条件下继续搅拌反应0.5h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为150克后、冷却结晶，分离，干燥到磷酸二氢钾产品79克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸二氢钾产品92克。产品经分析磷酸二氢钾产品达到HG 2321-92磷酸二氢钾一等品指标要求，亚磷酸二氢钾产品中KH2PO3含量为90.82％。其中搅拌速度300rpm。
实施例5：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至85℃后，加入五硫化二磷0.4克，于85℃的条件下恒温搅拌反应1.0小时，冷却，静置18h后真空抽滤。滤液在室温及搅拌条件下用氨水中和并调节溶液的PH值至8.5时，在此条件下继续搅拌反应0.5h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为140克后、冷却结晶，分离，干燥到磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]产品70克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸氢二铵[(NH4)2HPO3]产品98克。产品经分析磷酸氢二铵产品质量达到GB10205-2001磷酸二铵一等品指标要求，亚磷酸氢二铵产品中(NH4)2HPO3含量为84.69％。其中搅拌速度300rpm。
实施例6：
在烧杯中加入含As265ppm、H3PO314.75％、H3PO415.62％废液400克，升温至90℃后，加入五硫化二磷0.34克，于90℃的条件下恒温搅拌反应1.5小时，冷却，静置24h后真空抽滤。滤液在室温及搅拌条件下用碳酸氢铵中和并调节溶液的PH值至9.0时，在此条件下继续搅拌反应0.5h，反应完毕后，溶液经真空蒸发浓缩至溶液量为140克后、冷却结晶，分离，干燥到磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]产品69克。分离后的母液进行二次真空蒸发浓缩，冷却结晶，干燥到亚磷酸氢二铵[(NH4)2HPO3]产品97克。产品经分析磷酸氢二铵产品质量达到GB10205-2001磷酸二铵一等品指标要求，亚磷酸氢二铵产品中(NH4)2HPO3含量为83.75％。其中搅拌速度300rpm。
Claims (4)
1.一种含磷酸和亚磷酸废液直接利用的方法，其特征是：将黄磷精制脱砷过程产生的含磷酸和亚磷酸废液在搅拌条件下，加热至70～90℃，加入脱砷剂五硫化二磷，其占废液质量的百分比为0.08～0.1％，在搅拌速度300rpm，温度70～90℃的恒温条件下搅拌反应1～1.5h，反应完毕后冷却，静置16～24h后真空抽滤，滤液用碱或碳酸盐在温度20～80℃条件下中和并调节溶液的终点PH值至4～9，然后恒温反应0.5～1.0小时后，溶液经真空蒸发浓缩、冷却结晶，分离，干燥得到磷酸氢二钠；分离后的母液进行真空二次蒸发浓缩、冷却结晶，分离，干燥得到亚磷酸盐产品。
2.权利要求1所述的含磷酸和亚磷酸废液直接利用的方法，其特征是：所述的碱为氨水、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
3.权利要求1所述的含磷酸和亚磷酸废液直接利用的方法，其特征是：所述的碳酸盐为碳酸氢铵、碳酸钾、碳酸钠中的一种。
4.权利要求1所述的含磷酸和亚磷酸废液直接利用的方法，其特征是：所述的搅拌速度为300rpm。
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