CN102849705A - 从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷酸三钙的回收利用技术领域，具体涉及一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法，本发明将可发性聚苯乙烯生产废水中的磷酸三钙在经过废水的物化、生化处理前予以回收，磷酸三钙回收率达到85%，从而大大减少了生产可发性聚苯乙烯所需的磷酸三钙的用量，可降低生产成本，并且使废水中无机磷的含量迅速降低，有利于环保，达到环境与经济的双重效益。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸三钙的回收利用技术领域，具体涉及一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法。
背景技术
目前国内大多数可发性聚苯乙烯（简称EPS）生产工厂在悬浮聚合反应过程中均使用磷酸三钙作为分散剂，悬浮聚合反应结束后，含有大量无机磷的废水经过物化、生化处理后排入市政污水管道，如果污水系统处理不好，就会造成环境污染，并且国家标准GB 8978-1996《污水综合排放标准》中对于磷酸盐（以磷计）的排放二级标准是小于1ppm以下，实际上依现有水处理工艺是比较难以稳定达标的。据评估，以年产30万吨EPS工厂计算，每年分散剂磷酸三钙的使用量需要600吨左右，相当于价值在600多万元左右，如果能从废水中回收磷酸三钙进行再利用，一方面可以减少生产EPS所需磷酸三钙的用量，另一方面可以减少污水中磷的含量，降低污水系统的废水处理量，有利于环保，可产生环境与经济的双重效益，这将对于资源的综合利用具有极大的实用价值。目前尚未发现有从EPS悬浮聚合废水中回收磷酸三钙的相关技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节约成本、保护环境的从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法，包括以下制备步骤：
1）酸化溶解废水中的磷酸三钙
在酸性浮流池内，向可发性聚苯乙烯生产废水中添加盐酸，搅拌充分溶解磷酸三钙，并调节pH值为3～4，控制反应温度为15～50℃，搅拌时间为1～3小时，然后，静止沉降，获得含有聚苯乙烯的沉淀物以及上清液；
2）去沉淀物
将步骤1获得的所述上清液用泵打入碱性浮流池，将所述沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤，获得聚苯乙烯粉饼并去除；
3）加碱制备磷酸三钙沉淀物
向碱性浮流池中加入氢氧化钠溶液，调节pH值为7.5～8.0，控制反应温度为15～50℃，搅拌时间为1～3小时，此时溶液中会产生大量白色絮状沉淀，然后，静止沉降，获得磷酸三钙沉淀物及上清液，再将上清液用泵打到污水处理站进行污水处理；
4）压滤、干燥、粉碎
将步骤3获得的所述磷酸三钙沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤获得磷酸三钙粉饼，再经过干燥、粉碎后，获得磷酸三钙产品。
其中，所述步骤1中，添加盐酸的浓度为30%，pH值为3～3.2，反应温度为25～40℃，搅拌时间为2～3小时，静止沉降32～36小时。
其中，所述步骤3中，添加氢氧化钠溶液的浓度为30%，pH值为7.5～7.8，反应温度为20～35℃，搅拌时间为2～3小时，静止沉降5～8小时。
本发明的有益效果：
本发明将可发性聚苯乙烯生产废水中的磷酸三钙在经过废水的物化、生化处理前予以回收，使废水中无机磷的含量迅速降低，降低污水系统的废水处理量，有利于环保，采用本发明的制备方法获得的磷酸三钙的回收率达到85%，可再次用于可发性聚苯乙烯悬浮聚合工艺前段的水系造粒使用以及用于悬浮聚合工艺后段的灌气时补加磷酸三钙作为保护悬浮粒子的用途使用，从而大大减少了生产可发性聚苯乙烯所需的磷酸三钙的用量，可降低生产成本，本发明创造了环境与经济的双重效益。
附图说明
图1为本发明的一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的制备方法的方框原理图。
图2为本发明的一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的制备方法的酸（碱）性浮流池的结构示意图。
图3为本发明的一种从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的制备方法的酸（碱）性浮流池的另一角度的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例以年产15万吨EPS工厂为例，其日产废水量为500吨。
实施例1
如图1所示，EPS生产废水通过以下步骤回收制备磷酸三钙：
步骤1：建酸性浮流池和碱性浮流池
分别建一个带有搅拌装置的贮水量50吨的酸性浮流池和碱性浮流池，长*宽*高为：4.5M*4.5M*3.2M（如图2和图3所示）；
步骤2：酸池溶解废水中的磷酸三钙
将50吨EPS生产废水泵入酸性浮流池，然后加入浓度为30%的盐酸18.9L，搅拌2小时，调节pH值为3.0～3.2, 控制反应温度为25～40℃，静止沉降36小时后，获得含有聚苯乙烯的沉淀物以及上清液；
该步骤发生的化学反应为：Ca3(PO4)2 +2HCl=2H3PO4+3CaCl2；
步骤3：去沉淀物
将上清液用泵打入碱性浮流池，将沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤，获得聚苯乙烯粉饼并去除；
步骤4：碱池沉淀
在碱性浮流池中加入浓度为30%的工业液碱（NaOH溶液）60.3L，搅拌3小时，调节pH值为7.5～8.0，控制反应温度为20～35℃，此时溶液中会产生大量白色絮状沉淀，静止沉降5小时后，获得磷酸三钙沉淀物及上清液，再将上清液用泵打到污水处理站进行污水处理；
该步骤发生的化学反应为：
H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O；
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O；
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O；
2Na3PO4 +3CaCl2 = Ca3(PO4)2↓+6NaCl；
步骤5：压滤、干燥、粉碎
将磷酸三钙沉淀物用泥浆泵打入回收池，然后用压滤机压滤后获得磷酸三钙粉饼，再经过干燥、粉碎后，获得磷酸三钙产品。
实施例2
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：
步骤1：酸池溶解废水中的磷酸三钙
将50吨EPS生产废水泵入容量50吨的酸性浮流池，然后加入浓度为25%的盐酸23.6L，搅拌2.5小时，调节pH值为3.0～3.2, 控制反应温度为30～40℃，静止沉降36小时后，获得含有聚苯乙烯的沉淀物以及上清液；
步骤3：去沉淀物
将上清液用泵打入碱性浮流池，将沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤，获得聚苯乙烯粉饼并去除；
步骤4：碱池沉淀
在碱性浮流池中加入浓度为25%的工业液碱（NaOH溶液）72.5L，搅拌3小时，调节pH值为7.5～7.8，控制反应温度为25～35℃，此时溶液中会产生大量白色絮状沉淀，静止沉降6小时后，获得磷酸三钙沉淀物及上清液，再将上清液用泵打到污水处理站进行污水处理；
步骤5：压滤、干燥、粉碎
将磷酸三钙沉淀物用泥浆泵打入回收池，然后用压滤机压滤后获得磷酸三钙粉饼，再经过干燥、粉碎后，获得磷酸三钙产品。
实施例3
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：
步骤1：酸池溶解废水中的磷酸三钙
将50吨EPS生产废水泵入容量50吨的酸性浮流池，然后加入浓度为30%的盐酸23.6L，搅拌3小时，调节pH值为3.2～3.5, 控制反应温度为25～35℃，静止沉降32小时后，获得含有聚苯乙烯的沉淀物以及上清液；
步骤3：去沉淀物
将上清液用泵打入碱性浮流池，将沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤，获得聚苯乙烯粉饼并去除；
步骤4：碱池沉淀
在碱性浮流池中加入浓度为30%的工业液碱（NaOH溶液）72.5L，搅拌2小时，调节pH值为7.5～7.8，控制反应温度为20～30℃，此时溶液中会产生大量白色絮状沉淀，静止沉降8小时后，获得磷酸三钙沉淀物及上清液，再将上清液用泵打到污水处理站进行污水处理；
步骤5：压滤、干燥、粉碎
将磷酸三钙沉淀物用泥浆泵打入回收池，然后用压滤机压滤后获得磷酸三钙粉饼，再经过干燥、粉碎后，获得磷酸三钙产品。
实施结果
采用实施例1～3的制备方法，从50吨EPS生产废水中平均可回收磷酸三钙60Kg，经核算采用以上方法可将废水中的初始无机磷含量由155ppm降低至30ppm，去除率达80.6%，从而大大降低了后续废水处理系统对废水中无机磷的处理量，从而稳定废水处理系统，可使废水更加容易、稳定地达到排放标准。
经计算，采用实施例1～3的制备方法获得的磷酸三钙，其回收率达85%，回收的磷酸三钙的性能分析如下：
对比例：市场购买的生产EPS所用的磷酸三钙产品。
将实施例1～3回收的磷酸三钙与对比例分别进行检测分析，检测结果如表1所示：
表1.实施例1～3回收的磷酸三钙与市场购买的磷酸三钙产品的性能对比
由表1可见，回收的磷酸三钙产品与市售的磷酸三钙产品各项检测指标接近，经实际使用，等同于目前国产的磷酸三钙产品，因此，采用本发明的制备方法回收获得的磷酸三钙可用于EPS悬浮聚合工艺前段的水系造粒使用以及EPS悬浮聚合工艺后段的灌气时补加磷酸三钙作为保护悬浮粒子的用途使用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
1）酸化溶解废水中的磷酸三钙
在酸性浮流池内，向可发性聚苯乙烯生产废水中添加盐酸，搅拌充分溶解磷酸三钙，并调节pH值为3～4，控制反应温度为15～50℃，搅拌时间为1～3小时，然后，静止沉降，获得含有聚苯乙烯的沉淀物以及上清液；
2）去沉淀物
将步骤1获得的所述上清液用泵打入碱性浮流池，将所述沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤，获得聚苯乙烯粉饼并去除；
3）加碱制备磷酸三钙沉淀物
向碱性浮流池中加入氢氧化钠溶液，调节pH值为7.5～8.0，控制反应温度为15～50℃，搅拌时间为1～3小时，此时溶液中会产生大量白色絮状沉淀，然后，静止沉降，获得磷酸三钙沉淀物及上清液，再将上清液用泵打到污水处理站进行污水处理；
4）压滤、干燥、粉碎
将步骤3获得的所述磷酸三钙沉淀物用泥浆泵打入压滤机压滤获得磷酸三钙粉饼，再经过干燥、粉碎后，获得磷酸三钙产品。
2.根据权利要求1所述的从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法，其特征在于：所述步骤1中，添加盐酸的浓度为30%，pH值为3～3.2，反应温度为25～40℃，搅拌时间为2～3小时，静止沉降32～36小时。
3.根据权利要求1所述的从可发性聚苯乙烯生产废水中回收磷酸三钙的方法，其特征在于：所述步骤3中，添加氢氧化钠溶液的浓度为30%，pH值为7.5～7.8，反应温度为20～35℃，搅拌时间为2～3小时，静止沉降5～8小时。
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