CN103058156A - 制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，所述渣料中氢氧化钙和碳酸钙与亚磷酸反应生成一水亚磷酸钙，按渣料中氢氧化钙含量35.48％，碳酸钙含量10.91％的质量配亚磷酸，在一定的温度，并搅拌的条件下生成亚磷酸钙，调整PH值后经过洗涤、过滤、烘干、粉碎，即得纯净的亚磷酸钙；本发明显著的优点是；1、资源利用合理，将低端资源延伸高端产品。2、设备投资少，工艺简单，生产易控制，且无污染。3、解决了企业次磷酸钠排出的渣料对环境的污染，减少了生产成本。

Description

制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其是一种利用工业废料生产亚磷酸钙的方法。
背景技术
次磷酸钠是化学镀工业的主要原料。目前国内外均采用黄磷、生石灰(CaO)、氢氧化钠等原料并采用一步法在一定的条件下得出次磷酸钠。生石灰在次磷酸钠反应过程中它主要作用是分散黄磷，抑制亚磷酸钠的生成，同时析出亚磷酸钙沉淀，以达到次磷酸钠产品的质量要求。一些未参与反应的氧化钙转化为氢氧化钙和碳酸钙后将与亚磷酸钙一并排出，这些渣料经化验分析它的组成是：
干渣组成：
组分CaHPO3   Ca(OH)2   CaCO3 Ai2O3  SiO2  其他
含量％50.99  35.48     10.9  11.18  1.25  0.19
处理这些渣料的方法有如下几种：
一、填埋。这样处理浪费了大量的资源，并污染环境。
二、用于建筑材料做填充料。少量用于制砖建筑材料业，是一种资源浪费。
三、用于生产磷酸三钙。渣料在旋转窑炉内通过高温条件下将亚磷酸钙氧化生成正磷酸钙而得出肥料级磷酸三钙产品，采用这种生产工艺，是一种走向低端产业路线，并消耗能源，污染环境。
因此，如何利用好生产次磷酸钠排出的渣料，是急需解决的技术难题，也是次磷酸盐行业实行清洁生产的关键性技术。
发明内容
本发明的目的是合理地利用资源，消除环境污染。把渣料中残存的Ca(OH)2含量35.48％和CaCO3含量10.91％合计46.39％未参与反应的成份转化为亚磷酸钙的生产方法。
本发明的目的是通过下述方案予以实现的：
提供一种制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于：所述渣料中Ca(OH)2和CaCO3与亚磷酸反应生成一水亚磷酸钙，其化学反应方程式是；
Ca(OH)2+H3PO3＝CaHPO3·H2O+H2O
CaCO3+H3PO3＝CaHPO3·H2O+CO2↑
按渣料中Ca(OH)2含量35.48％，CaCO3含量10.91％的质量配亚磷酸，在一定的温度，并搅拌的条件下生成亚磷酸钙，调整PH值后经过洗涤、过滤、烘干、粉碎，即得纯净的亚磷酸钙。
如上所述的制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于：所述纯净的亚磷酸钙生产方法由以下步骤组成：
(1)配料。将次磷酸钠生产排出渣料收集于装有搅拌的釜内，釜先注入定量的母液或水，边搅拌边进料，达到一定的容积测量料液的比重为26波美度或干渣料按固∶液＝1∶2比例进行配制，搅拌成糊状；
(2)配亚磷酸溶液。选取一耐腐蚀带有搅拌的釜，注入定量的母液或水，搅拌时投入定量的亚磷酸，溶解后待用；
(3)配氢氧化钙溶液。将水注入有搅拌的釜内投入定量的氧化钙进行搅拌，澄清后取清液待用；
(4)中和反应。将配制好的料送往配有夹套耐腐蚀带搅拌的反应釜内，开启搅拌，缓慢加入亚磷酸溶液，并向釜的夹套加入蒸汽进行加热，亚磷酸加完后保温80℃反应二小时结束；
(5)调PH值。取配制好的氢氧化钙溶液添加到料液中，测试料液PH值，达中性后继续搅拌反应并保持PH值不变；
(6)压滤、洗涤、烘干、粉碎；
(7)生成的亚磷酸钙成品包装入库。
反应机理与控制要点，
物料中的氧化钙，碳酸钙和亚磷酸在水溶液中会发生如下的离子反应：
Ca(OH)2＝Ca2++2OH-
CaCO3＝Ca2++CO3 2-
亚磷酸是二元酸，在水中会发生以下的二级电离反应：
H3PO3＝H++H2PO3 -
H2PO3 -＝H-+HPO3 2-
在水溶液中的氢氧化钙，碳酸钙离解的钙离子和亚磷酸离解的离子间会发生下述反应：
Ca2++2H2PO3 -+H2O＝Ca(H2PO3)2·H2O
Ca2++HPO3 2-+H2O＝CaHPO3·H2O
制取一水化合物亚磷酸钙时应必须控制反应式Ca2++HPO3 2-+H2O＝CaHPO3·H2O进行，避免Ca2++2H2PO3 -+H2O＝Ca(H2PO3)2·H2O的生成。因此应掌握各生成物的条件，具体选择适用生成物的条件可参见本发明附图1(在40℃时CaO-P2O3-H2O的体系相图)。
根据体系相图提示制得一水亚磷酸钙，配料比是极为重要的，搅拌的强度与加亚磷酸速度也必须控制，防止局部加酸过量。避免Ca(H2PO3)2·H2O生成。根据原理将渣料中剩存46.39％的氧化钙、碳酸钙全部转化为亚磷酸钙。
如上所述的制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于：所述配料重量比为：
干渣∶亚磷酸∶水＝10∶4∶20
反应时间    二小时
反应温度    80℃
本发明显著的优点是：①资源利用合理，将低端资源延伸到高端产品；②设备投资少，工艺简单，生产易控制，且无污染；③解决了企业次磷酸钠排出的渣料对环境的污染，减少了生产成本。
附图说明
图1是在40℃时CaO-P2O3-H2O的体系相图。
图2是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和附图2说明本发明的实施例但不限于以下实施例：
参见附图1：
图1中，点A一水亚磷酸二氢钙Ca(H2PO3)2·H2O固相结成点，B点一水亚磷酸钙CaHPO3·H2O
固相结成点，点E一水亚磷酸二氢钙和一水亚磷酸钙共饱和溶液组成点，线段ME一水亚磷酸二氢钙盐的饱和溶解度的曲线；线段DE一水亚磷酸钙盐的饱和溶解度的曲线；ΔAME一水亚磷酸二氢钙盐结晶区，ΔEBD一水亚磷酸钙盐结晶区，ΔEAB一水亚磷酸钙和一水亚磷酸二氢钙两种钙盐的共同结晶区。
下面以生产次磷酸钠排出的渣料为原料生产亚磷酸钙为实例，进一步描述本发明的生产工艺：
配制物料a、配料液；向配料釜注入水2000kg，启动搅拌后加干渣1000kg搅拌成糊状即可，待用。B、配亚磷酸溶液；向釜内加入400kg水，启动搅拌后加400kg亚磷酸，溶解待用，c、配制氢氧化钙溶液；向釜内加水50kg，氧化钙20kg搅拌后澄清待用；
中和反应配好的料液(渣料)送往反应釜，启动搅拌后加入亚磷酸溶液，慢加，加完后测试料液PH为2，PH值如大于3时应补加亚磷酸溶液降低料液的PH，再开蒸汽阀门升温，待料液温度80℃时保温2小时，向料液中加入氢氧化钙清液，当釜内物料PH＝7时为合格，反应结束；
脱水、洗涤、烘干；将料液通过压滤机分离出水后，用清水洗涤物料，再压干，卸出产品，进入烘箱干燥，在95℃～105℃干燥6小时；
粉碎，包装。
实施的情况如下表所示：
用料、收率、质量数据(用料以千克计)
Figure BSA00000597433700041
上文虽然已示出了本发明的详尽实施例，显而易见，本领域的技术人员在不违背本发明的前提下，可进行部分修改和变更；上文的描述和附图中提及的内容仅作为说明性的例证，并非作为对本发明的限制，具有上述技术特征的制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，均落入本发明保护范围。

Claims (3)

1.一种制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于：所述渣料中氢氧化钙和碳酸钙与亚磷酸反应生成一水亚磷酸钙，按渣料中氢氧化钙含量35.48％，碳酸钙含量10.91％的质量配亚磷酸，在一定的温度，并搅拌的条件下生成亚磷酸钙，调整PH值后经过洗涤、过滤、烘干、粉碎，即得纯净的亚磷酸钙。
2.如权利要求1所述的制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于：所述纯净的亚磷酸钙生产方法由以下步骤组成：
1)、配料。将次磷酸钠生产排出渣料收集于装有搅拌的釜内，釜先注入定量的母液或水，边搅拌边进料，达到一定的容积测量料液的比重为26波美度或干渣料按固∶液＝1∶2比例进行配制，搅拌成糊状；
2)、配亚磷酸溶液。选取一种耐腐蚀带有搅拌的釜，注入定量的母液或水，搅拌时投入定量的亚磷酸，溶解后待用；
3)、配制氢氧化钙溶液。将水注入有搅拌的釜内投入定量的氧化钙进行搅拌，澄清后取清液待用；
4)、中和反应。将配制好的料送往配有夹套耐腐蚀带搅拌的反应釜内，开启搅拌，缓慢加入亚磷酸溶液，并向釜的夹套加入蒸汽进行加热，亚磷酸加完后保温80℃反应二小时结束；
5)、调PH值。取配制好的氢氧化钙溶液补加料液中，测试料液PH值，达中性后继续搅拌反应并保持PH值不变；
6)、压滤、洗涤、烘干、粉碎；
7)、生成的亚磷酸钙成品包装入库。
3.如权利要求1所述的制取次磷酸钠所排出渣料生产亚磷酸钙的方法，其特征在于所述配料重量比为：干渣∶亚磷酸∶水＝10∶4∶20，反应时间两小时，反应温度80℃。
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