CN104555956B - 一种从磷泥中回收黄磷的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
一种从磷泥中回收黄磷的方法及设备，利用臭氧在一定条件下分解磷泥中的有机胶状结构，臭氧氧化磷泥产生的五氧化二磷气体用水吸收。臭氧在一定温度下分解有机胶状结构使磷泥的黄磷微粒重新凝聚成黄磷，在重力的作用下会使重新凝聚的黄磷沉聚在下层，把下层的黄磷回收就达到了回黄磷的目的，臭氧最后分解为氧气。本发明的优点在于，回收率高、没有带来二次污染的从磷泥中回收黄磷的方法及设备。
Description
技术领域
本发明的目的是提供一种从磷泥中回收黄磷的方法，特别涉及回收率高、没有引入其它造成二次污染的从磷泥中回收黄磷的方法及设备。
背景技术
磷泥是一种乳浊状的胶体物质。磷泥中的有机物质、炭黑、二氧化硅水等混合形成的胶状物质在黄磷的表面形成一层溶剂化膜保护层，阻止了黄磷微粒相互接触凝聚，黄磷不能凝聚形成大液滴，使得黄磷难以从磷泥中分离出来。
目前磷泥收回的方法可分为磷泥烧酸法、物理法分离和化学法分离。
磷泥烧酸法就是把磷泥直接燃烧，黄磷燃烧生成的五氧化二磷去水合吸收塔吸收成为磷酸。该方法的缺点是回收的磷酸质量较差，杂质含量高，而且回收率低，烧酸残渣中含五氧化二磷大约在25%左右不能被吸收。
物理法分离主要有两种，一是使用有机溶剂进行萃取分离，有机溶剂一般是二硫化碳或者苯；二是利用过滤的方法，让磷泥温度保持在熔点温度以上，使黄磷保持在液态，然后通过过滤的方法使磷泥和黄磷分离，这种方法能回收得到磷泥，但是由于滤布经常性堵塞而造成生产上难以顺利进行。
化学法分离主要有一下几种：一是使用纯碱或氨水通过碱法处理磷泥中的二氧化硅后让黄磷自然凝聚分离；二是使用硝酸等氧化剂处理磷泥后让黄磷凝聚出来，这几种方式都利用到外添加剂的方法，不同程度上造成了二次污染。
为了提高黄磷的产出率，避免造成二次污染，可以提出一种去杂提纯的生产工艺，分别去除磷泥中含有的杂质而前生纯度较高的黄磷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种利用臭氧分解磷泥中有机胶状结构回收黄磷的方法及设备，不会造成二次污染。
磷泥中的有机物质、炭黑、二氧化硅水等混合形成的复杂的胶状物质在黄磷的表面形成一层溶剂化膜保护层，阻止了黄磷微粒相互接触凝聚。如果把胶状物质中的有机质、炭黑或者二氧化硅中的一种或几种去除，该胶体结构就会被分解，黄磷就可以凝聚出来。
本发明正是利用臭氧在一定条件下分解磷泥中的有机物质，把稳定的胶状结构分解，使磷泥包覆层打破而凝聚出来，然后在自身重力的作用下沉聚在底部，把下层的黄磷回收就达到了回黄磷的目的，臭氧最后分解为氧气。本发明的优点在于，回收率高、没有带来二次污染的从磷泥中回收黄磷的方法及设备。磷泥中黄磷回收率在85%以上，回收的黄磷质量达到GB 7816-1998要求。
从磷泥中回收黄磷的方法的还需要注意以下几个要点：
a、磷泥中加入水，水与磷泥重量比为1.5至5倍；
b、磷泥与臭氧混合时间为2至8小时；
c、磷泥与臭氧在温度为10至90摄氏度情况下混合反应；
d、磷泥与臭氧混合反应时会产生五氧化二磷气体，该气体在装置上部被吸收成磷酸。
利用臭氧从磷泥中回收黄磷的方法的具体步骤为：
a、把磷泥置入回收装置中，并加入1.5至5倍重量的水；
b、控制磷泥与臭氧反应温度为10-90摄氏度；
c、在b步的同时通入臭氧，臭氧与磷泥中的有机胶状结构反应，反应时间2-8小时；
d、在c步骤后，停止通入臭氧，保温二至四小时，使磷泥中的黄磷从磷泥中凝聚出来，并在黄磷自身的重力作用下向低处沉积。
优选的，从磷泥中回收黄磷的方法还包括预处理步骤，预处理步骤包括将含有黄磷的磷泥送入振动装置进行振动处理，通过振动处理使含黄磷的磷泥中的部分水分被释放出来，并使含黄磷的磷泥结构变均匀，可以大幅度提高黄磷的提取率。
从磷泥中回收黄磷的方法的生产设备包括反应塔，反应塔内部从上到下设喷淋吸收室、臭氧混合室、回收室：
喷淋吸收室顶部设有喷淋装置、下部设有磷泥进料口；
臭氧混合室、回收室设有蒸汽夹套保温层），蒸汽夹套保温层从上到下依次设有水蒸汽出口、水蒸汽进口、冷凝水出口；
回收室从上到下依次设有泥渣排放口臭氧进气口、黃磷排放口。
本发明的优点在于，利用臭氧从磷泥中回收黄磷的方法其核心在于利用臭氧的强氧化性破坏磷泥中包覆黄磷的有机胶状结构，让黄磷凝聚出来。臭氧与黄磷反应产生的五氧化二磷气体在装置上部被水吸收，另外臭氧氧化后产生水和氧气，不会带来二
次污染问题。利用臭氧从含有黄磷的磷泥中提取黄磷的另一个难点在于如何现实工业化生产，本发明优化工艺路径，并通过参数的选择及设备的运用，实现了利用臭氧从磷泥中回收黄磷的工业化生产，黄磷的提取率达到百分之八十以上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是从磷泥中回收黄磷的方法的设备结构示意图。
反应塔1、喷淋吸收室2、臭氧混合室3、回收室4、喷淋装置5、进料口6、水蒸汽出口7、蒸汽夹套保温层8、泥渣排放口9、水蒸汽进口10、冷凝水出口11、臭氧进气口12、黃磷排放口13。
具体实施方式
如图1所示，生产设备包括反应塔1，反应塔1从上到下次设喷淋吸收室2、臭氧混合室3、回收室4：
喷淋吸收室2顶部设有喷淋装置5、下部设有磷泥进料口6；
臭氧混合室3、回收室4设有蒸汽夹套保温层8，蒸汽夹套保温层8从上到下依次设有水蒸汽出口7、水蒸汽进口10、冷凝水出口11；
回收室4从上到下依次设有泥渣排放口9、臭氧进气口12、黃磷排放口13。
工作方法：常温下的磷泥从进料口6加入，进入到臭氧混合室3，臭氧从臭氧进气口12加入，臭氧与磷泥在臭氧混合室3在75～90oC下混合反应4小时以上，臭氧分解磷泥中的胶体结构，混合结束后继续保温75～90oC三小时，让黄磷从磷泥中凝聚出来在自身的重力下沉积到回收室4底部从黄磷排放口13排出，回收后的磷泥渣沉积到回收室4的上层经从泥渣排放口9排出，通过蒸汽进口10向保温隔层8通入蒸汽加温、保温，蒸汽从蒸汽出口7排除，蒸汽冷凝出来的水从冷凝水出口11定期排出。工作时，装置上部喷淋吸收室上的喷淋头一直处于喷淋状态，反应产生的氧气等气体从喷淋吸收塔顶部排空。
利用臭氧从磷泥中回收黄磷的方法
实施例1
含有黄磷的磷泥经过振动装置的振动处理（预处理）二十分钟，再将经过预处理的500千克黄磷含量45.1%的磷泥从磷泥加入口加入到磷泥回收装置中，同时加入1000千克的黄磷污水，通入水蒸气加热到75-85摄氏度并保持在该温度范围内，从装置底部通入臭氧5小时，停止通入臭氧后继续保温3小时，最后从黄磷排放口收集得到黄磷221.1千克，黄磷回收率为98.2%。
实施例2
将500千克黄磷含量45.1%的磷泥从磷泥加入口加入到磷泥回收装置中，同时加入1000千克的黄磷污水，通入水蒸气加热到75-85摄氏度并保持在该温度范围内，从装置底部通入臭氧5小时，停止通入臭氧后继续保温3小时，最后从黄磷排放口收集得到黄磷210.7千克，黄磷回收率为93.4%。
实施例3
含有黄磷的磷泥经过振动装置的振动处理（预处理）除去百分之十五左右的水分将500千克黄磷含量33.0%的磷泥从磷泥加入口加入到磷泥回收装置中，同时加入1000千克的黄磷污水，通入水蒸气加热到75-85摄氏度并保持在该温度范围内，从装置底部通入臭氧5小时，停止通入臭氧后继续保温3小时，最后从黄磷排放口收集得到黄磷144.9千克，黄磷回收率为87.8%。
实施例4
将500千克黄磷含量25.7%的磷泥从磷泥加入口加入到磷泥回收装置中，同时加入1000千克的黄磷污水，通入水蒸气加热到75-85摄氏度并保持在该温度范围内，从装置底部通入臭氧5小时，停止通入臭氧后继续保温3小时，最后从黄磷排放口收集得到黄磷110.2千克，黄磷回收率为85.8%。
Claims (3)
1.一种从磷泥中回收黄磷的方法，其特征在于：所述从磷泥中回收黄磷的方法利用臭氧强氧化性破坏磷泥中包覆黄磷的胶状结构，让黄磷凝聚出来在自身重力下沉积于装置底部得到黄磷，臭氧与黄磷反应产生的的五氧化二磷气体用喷淋法吸收，保证整个过程没有废气外排;
从磷泥中回收黄磷方法注意要点在于：
a、水吸收磷泥产生五氧化二磷气体的水与磷泥重量比为1.5至5；
b、磷泥与臭氧混合反应时间为2至8小时；
c、磷泥与臭氧在温度为10至90摄氏度情况下混合反应；
d、生产过程中产生的五氧化二磷气体在装置内被吸收成磷酸；
从磷泥中回收黄磷的方法具体步骤为：
a、把磷泥置入回收装置中，并加入1.5至5倍重量的水；
b、控制磷泥与臭氧反应温度为10-90摄氏度；
c、在b步的同时通入臭氧 ，臭氧与磷泥中的有机胶状结构反应，反应时间2-8小时；
d、在c步骤后，停止通入臭氧，保温二至四小时，使磷泥中的黄磷从磷泥中凝聚出来，并在黄磷自身的重力作用下向低处沉积。
2.根据权利要求1所述的一种从磷泥中回收黄磷的方法，其特征在于：所述从磷泥中回收黄磷的方法还包括预处理步骤，预处理步骤包括将含有黄磷的磷泥送入振动装置进行振动处理。
3.一种从磷泥中回收黄磷的设备，其特征在于：所述生产设备包括反应塔（1），反应塔（1）从上到下次设喷淋吸收室（2）、臭氧混合室（3）、回收室（4）；
所述喷淋吸收室（2）顶部设有喷淋装置（5）、下部设有磷泥进料口（6）；
所述臭氧混合室（3）、回收室（4）设有蒸汽夹套保温层（8），蒸汽夹套保温层（8）从上到下依次设有水蒸汽出口（7）、水蒸汽进口（10）、冷凝水出口（11）；
所述回收室（4）从上到下依次设有泥渣排放口（9）、臭氧进气口（12）、黃磷排放口（13）。
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