CN105668534A - 一种利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙的方法,包括步骤:按废水中亚磷酸、氢溴酸含量,配置1-1.1倍亚磷酸和0.4-0.5倍氢溴酸摩尔数的氢氧化钙悬浊液,在搅拌条件下,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水生成亚磷酸钙和溴化钙,反应混合液经过滤,滤饼洗涤烘干,得到一水亚磷酸钙。本发明提出的方法,充分利用了有机合成废水中的资源,将含氢溴酸、亚磷酸废水中的亚磷酸转化成亚磷酸钙,回收再使用。本方法工艺简单,易于操作,设备投资少,成本低。解决了含氢溴酸、亚磷酸废水对环境的污染,降低了废水处理成本。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域,具体涉及一种含有氢溴酸和亚磷酸的废水处理及综合利用方法。
背景技术
维生素H,又称d-生物素或辅酶R,是人体新陈代谢不可或缺的B族维生素之一。维生素H生产过程中用HBr脱除苄氧羰基,其中溴化氢的制取方法是用三溴化磷与水反应,生成溴化氢和亚磷酸,反应式为:
PBr3+3H2O→H3PO3+3HBr
以上生产过程导致产生大量含有氢溴酸和亚磷酸的废水,不能直接排放至环境中。
含有氢溴酸的废水排放之前,首先去除大颗粒的固体、分离轻溶剂和重溶剂,然后经过中和、絮凝和沉淀。因为氢溴酸属于有毒、刺激性物质,可通过螯合型的离子交换树脂树脂处理,方可排放至合金中。对于d-生物素生产过程产生的废水,不仅含有氢溴酸,还含有亚磷酸,给处理带来了更多麻烦。
含氢溴酸、亚磷酸废水废水处理成本高。而亚磷酸钙是一种无毒、高效、环保型防锈涂料,被广泛应用于油漆涂料行业。目前全国生产亚磷酸钙的工艺比较复杂,操作条件要求比较高,设备投资成本高,产品纯度低,不能满足现代工业生产需求。因此,需要新的技术方案利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙。
发明内容
基于上述需求,本发明提供了一种利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙的方法。
实现本发明目的的具体技术方案为:
一种利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙的方法,包括步骤:
1)按废水中亚磷酸、氢溴酸含量,配置1倍亚磷酸和0.5倍氢溴酸摩尔数的氢氧化钙悬浊液,在搅拌条件下,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水生成亚磷酸钙和溴化钙,反应混合液经过滤,滤饼纯水洗涤、烘干,得到一水亚磷酸钙。
其中,所述含氢溴酸、亚磷酸废水是利用三溴化磷制取HBr所产生的,亚磷酸、氢溴酸含量范围:亚磷酸含量60%-70%,氢溴酸含量20%-30%。废水中其他有机物包括0.5%左右的磷酸。
进一步地,所述氢氧化钙悬浊液中,氢氧化钙和水的质量比为1:3-5。
其中,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水至pH值=3-7。
优选地,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水至pH值=6-7。
优选地,滴加废水进行反应过程中的温度控制为80-85℃,滴加完废水后再保温2-4小时,反应结束。
其中,所述滤饼的烘干采用真空条件、温度100℃下烘干,烘干的真空度为0.01-0.9MPa。
其中,反应混合液经过滤所得滤液、以及滤饼洗涤的洗液,合并组成母液,将母液60℃真空条件蒸发浓缩,待溶剂蒸发完全,冷却结晶,得副产物溴化钙。
本发明的有益效果为:
1、本发明提出的方法,充分利用了有机合成废水中的资源,将含氢溴酸、亚磷酸废水中的亚磷酸转化成亚磷酸钙,回收再使用。
2、工艺简单,易于操作,设备投资少,设备包括一套5m3搪瓷釜(含搅拌及相关配套蒸汽循环水管道),一个3m3搪瓷釜储罐,一个不锈钢母液储罐,一台真空泵及抽滤相关设备即可,处理成本低。
3、解决了含氢溴酸、亚磷酸废水对环境的污染,降低了废水处理成本。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不应用来限制本发明的范围。
实施例中,含氢溴酸、亚磷酸废水是用三溴化磷制取HBr所产生的废水。
实施例1:
废水中,含有氢溴酸质量含量为30%、亚磷酸摩尔数为68%,以及0.5%的磷酸。废水的COD为9500mg/L。按照60mL废水用量,其中氢溴酸0.22mol,亚磷酸0.43mol,取氢氧化钙40g。
在500ml三口瓶中将氢氧化钙40g和水按质量比1:4配置成浊液,在搅拌情况下,加热到80℃,开始滴加含氢溴酸、亚磷酸废水至pH=7,再保温三个小时反应结束;然后对反应液进行过滤,纯水洗涤,100℃真空度下0.01MPa烘干得成品。亚磷酸钙的纯度98.92%。
过滤分离出的、以及洗涤液混合所得母液经过60℃、真空度0.01Mpa条件下蒸发浓缩,冷却结晶,得到副产物溴化钙,溴化钙的纯度88.51%。
处理后排除水的COD为3500mg/L。整个过程操作简单易于控制,无三废产生,蒸发的蒸汽冷凝后循环用于配置氢氧化钙悬浊液,符合环保要求。
实施例2
废水中,含有氢溴酸质量含量为25%、亚磷酸质量含量为69%。
在500ml三口瓶中将氢氧化钙40g和水按质量比1:4配置成悬浊液,在搅拌情况下,加热到80℃,开始滴加含氢溴酸、亚磷酸废水至pH=6.5,此时消耗废水61mL;保温三个小时反应结束;然后对反应液进行过滤,纯水洗涤滤饼,100℃真空条件0.9MPa烘干得成品。亚磷酸钙的纯度98.64%
分离出的母液经过蒸发浓缩,冷却结晶,得到副产物溴化钙,溴化钙的纯度88.32%。
整个过程操作简单易于控制,无三废产生,符合环保要求。
实施例3
废水中,含有氢溴酸摩尔数为24%、亚磷酸摩尔数为66%。在相同废酸水的情况下,将反应液的pH值降低:
在500ml三口瓶中将氢氧化钙39.5g和水按质量比1:4配置成悬浊液,在搅拌情况下,加热到80℃,开始滴加含氢溴酸、亚磷酸废水至pH=3,此时消耗废水66mL;保温2个小时反应结束;然后对反应液进行过滤,滤饼用纯水洗涤,100℃真空条件0.01MPa烘干得成品。亚磷酸钙的纯度94.02%。
分离出的母液经过蒸发浓缩,冷却结晶,得到副产物溴化钙,溴化钙的纯度83.91%。
整个过程操作简单易于控制,无三废产生,符合环保要求。
实施例4
工业规模的含氢溴酸、亚磷酸废水处置的系统,采用一套5m3搪瓷釜,搪瓷釜内设置搅拌,搪瓷釜器壁上设置有夹套,夹套内通入蒸汽作为加热介质;夹套连接蒸汽循环管道;该处置系统还包括一个3m3搪瓷釜储罐,一个不锈钢母液储罐,一台真空泵及抽滤相关设备。
按照处理1m3废水的量,废水中按质量浓度含氢溴酸28%、亚磷酸64%;在5m3搪瓷釜内放入氢氧化钙700kg,和水按质量比1:4配置成悬浊液,开启搅拌,缓慢加入废水至pH=7,再保温三个小时反应结束。整个过程温度在80℃。
然后对反应液进行抽滤,纯水洗涤滤饼,温度100℃、真空度0.9Mpa烘干得成品。亚磷酸钙的纯度98.85%。其他工艺条件同实施例1。
本技术领域内的一般技术人员应当认识到,上述实施例仅是用来说明本发明,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (8)
1.一种利用含氢溴酸、亚磷酸废水生产亚磷酸钙的方法,其特征在于,包括步骤:
按废水中亚磷酸、氢溴酸含量,配置1-1.1倍亚磷酸和0.4-0.5倍氢溴酸摩尔数的氢氧化钙悬浊液,在搅拌条件下,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水生成亚磷酸钙和溴化钙,反应混合液经过滤,滤饼纯水洗涤、烘干,得到一水亚磷酸钙。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含氢溴酸、亚磷酸废水是利用三溴化磷制取HBr所产生的,亚磷酸、氢溴酸含量范围:亚磷酸质量含量60%-70%,氢溴酸质量含量20%-30%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述氢氧化钙悬浊液中,氢氧化钙和水的质量比为1:3-5。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水至pH值=3-7。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,向氢氧化钙悬浊液中滴加废水至pH值=6-7。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,滴加废水进行反应过程中的温度控制为80-85℃,滴加完废水后再保温2-4小时,反应结束。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述滤饼的烘干采用真空100℃烘干,烘干的真空度为0.01-0.9MPa。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,反应混合液经过滤所得滤液、以及滤饼洗涤的洗液,合并组成母液,将母液在60℃温度、真空条件下蒸发浓缩,待溶剂蒸发完全,冷却结晶,得副产物溴化钙。
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