CN106380026A - 一种磷酸氢钡废液处理方法 - Google Patents

一种磷酸氢钡废液处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷酸氢钡废液处理方法，属于废液处理领域。本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，包括向废液中加入适量的乙酸至体系中不再产生气泡，溶液静置后过滤等四个步骤。本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法具有在医药中间生产过程中产生的磷酸氢钡废液进行妥善处理，将其进行复分解反应后，将钡离子和磷酸氢根分别处理得到不同的能够在工业上具有广泛应用的产品，且在处理过程中不会产生二次污染，对环境友好无负担的特点。

Description

一种磷酸氢钡废液处理方法
技术领域
本发明涉及一种废液处理方法，特别是一种磷酸氢钡废液处理方法。
背景技术
在医药中间体生产过程中，产生大量含磷酸氢钡废液，由于磷酸氢钡对水体是有害的，废水不能直接排放，大量的废水无法处理，现有的作用均为其浓缩干燥后，将固体废液收集。固体磷酸氢钡废料不能通过传统的掩埋、焚烧等方式进行处理，对环境的危害极大，而固体废料中不仅含有磷酸氢钡，还包括碳酸钙等其他物质，纯度较低，同时由于磷酸氢钡在化工应用面较窄，大多只在磷光体的生产中具有少量的应用，大量的废液没有办法处理，现有技术也没有针对磷酸氢钡提出妥善有效的处理方法。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种在医药中间生产过程中产生的磷酸氢钡废液进行妥善处理，将其进行复分解反应后，将钡离子和磷酸氢根分别处理得到不同的能够在工业上具有广泛应用的产品，且在处理过程中不会产生二次污染，对环境友好无负担的磷酸氢钡废液处理方法。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种磷酸氢钡废液处理方法，包括以下步骤，
步骤一，向废液中加入适量的乙酸至体系中不再产生气泡，溶液静置后过滤；
步骤二，将滤液加热至90℃，并恒温30~45min，向滤液中加入适量的乙酸调节体系pH为4~5，投入一体化铁碳材料，在电压为10V条件下进行微电解处理6h；
步骤三，离心脱水，过滤，浓缩后；再次离心脱水，过滤，浓缩；
步骤四，向滤液中加入适量硫酸钾直至不再产生沉淀，过滤后固体和滤液分别收集，滤液进行除水浓缩。
由于采用了上述技术方案，将磷酸氢钡废液中的碳酸根去除后，再将其中无毒易挥发物质，诸如乙醇等去除，通过微电解反应，将其中的有机质去除掉，再通过离心脱水，其他无机质去除掉后，得到相对纯度较高的磷酸氢钡后，通过与硫酸钾进行复分解反应，制得磷酸氢二钾液体和硫酸钡沉淀，硫酸钡可用作与涂料等原料，而磷酸氢二钾在工业、医药上的应用较磷酸氢钡广泛的多，能够用于医药生产、水质处理、食品工业、缓冲剂、电镀添加剂等，从而将大量的磷酸氢钡废液进行了有效地处理，使其得到了合理的应用。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述步骤一中乙酸的浓度为76~80%，乙酸分次逐量加入，加入速度为2.7L/h。
由于采用了上述技术方案，通过浓度为76~80%的乙酸进行酸化，能够有效去除掉碳酸根离子；在中和碳酸根的过程中，不仅发出大量的热还会有大量的气体产生，若采用高浓度的乙酸，会致使乙酸大量的挥发，而采用浓度相对较低的乙酸能够极大的减小乙酸的挥发量，减小浪费，同时大量高浓度的乙酸对呼吸系统的刺激较大，大量的乙酸弥漫在空气导致二次污染，且与新制的磷酸氢钡废液进行中和反应，反应较为剧烈，分次加入更够降低反应的剧烈程度，避免中和反应带来的危险。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述微电解在微电解氧化槽中进行，所述氧化槽的尺寸为3.0m×2.5m×3.5m，有效水深3.0m，水力停留时间5.5h，所述微电解氧化槽底部设有钢衬，所述氧化槽内设有双氧水加药系统，所述双氧水通入速度为1.73m3/h。
由于采用了上述技术方案，微电解氧化槽的工作效率足够满足处理需求，有效的节约成本，避免氧化槽较大，对电量、双氧水等的造成浪费，提高成本。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述一体化铁碳材料中铁碳比为5：1，所述一体化铁碳材料的投入量为3.6g/L。
由于采用了上述技术方案，以铁为阳极，碳为阴极，废水中的离子作为电解质，形成原电池，利用金属腐蚀原理对废水进行处理，从而去除废液中的有机物，向铁炭微电解反应出水中加入 H2O2，使其与生成的Fe2+构成Fenton试剂，产生的·OH能迅速引发氧化链反应，最终将有机污染物分解为CO2和H2O；同时Fe2+被部分氧化成 Fe3+，并以Fe（OH）3形式存在，新生Fe（OH）3具有絮凝作用，可以进一步降低废水中的有机物含量，且·OH能够与废液中的钙离子产生氢氧化钙沉淀，从而将废液中的碳酸钙完全去除掉；由于废液中的有机质含量相对较少，因此需要的铁碳材料较少，上述比例为最佳值，能够在成本较低的条件下将有机质完全去除掉。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述一体化铁碳材料由质量份8份Fe4O3粉末，8份碳纤维和3份Fe3A1粉末经过模压成中空球状后，在真空，340~420℃条件下进行烧结制成；所述一体化铁碳材料具有多孔三维结构，孔隙率为54.1%。
由于采用了上述技术方案，一体化铁碳材料的处理效果高，在球体内部中空表面形成光滑的氧化铝氧化膜，在由于氧化铝的热膨胀系数不同，一体化铁碳材料在微电解过程中具有较高的反应效率；且，由于其多孔的三维结构，使其具有较大的比表面积，在进行微电解反应的过程中具有更好的反应活性。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述步骤三包括以下过程，向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为170mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为2000r/min的条件下脱水40min，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量60~70%；再次向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为28mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为3000r/min的条件下脱水2h，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量30~50%。
由于采用了上述技术方案，在微电解反应中，废液中含有的其他微量金属离子与氢氧根结合产生不容物，但由于含量极低，无法直接通过过滤去除掉，通过石灰乳的絮凝作用，将其他金属离子经过离心脱水作用去除掉，经过二次浓缩去除能够将废水中的磷酸氢钡的纯度提高至94.7%。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述步骤四中，过滤后的固体经过下述处理，取适量所述固体按照摩尔比1：1.2完全溶于浓硫酸中，在搅拌速率500r/min，温度为2~4℃的条件下，将体系加入过量去离子水中，静置1~2h，将析出粒子过滤后经去离子水洗涤若干次后，干燥。
由于采用了上述技术方案，通过复分解反应得到的硫酸钡经过重结晶得到纯度大于98%的微晶硫酸钡粒子，其品质极高，具有良好的应用价值，而处理完成后的稀硫酸可以得到二次应用，不会对环境造成负担。
本发明的一种磷酸氢钡废液处理方法，所述步骤四中，过滤后的滤液经过下述处理，浓缩至含水量30~40%，用正丁醇，磷酸三丁酯和异丙醚按照质量比5：1：0.4混合后，在温度为60℃的条件下进行萃取，萃取时间为30min，采用浓度为85%的氯化钾溶液对有机相进行洗涤，洗涤温度为62℃，搅拌速度为300r/min，洗涤时间为20min，将经过洗涤的有机相升温至60℃后，置于真空度为0.7，环境温度-10℃的条件，迅速降温，得到大颗粒晶体，过滤后，收集晶体。
由于采用了上述技术方案，得到纯度大于97%的磷酸二氢钾产品，具有较高的品质，能够在农业、医药等领域得到较好的应用，而其处理过程中的有机溶剂，能够回收后进行二次利用，不会对环境造成负担。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、能够妥善处理磷酸氢钡废液，将其进行复分解反应后，将钡离子和磷酸氢根分别处理得到不同的能够在工业上具有广泛应用的产品，且在处理过程中不会产生二次污染，对环境友好无负担。
2、得到纯度大于98%的微晶硫酸钡粒子，纯度大于97%的磷酸二氢钾产品，产品品质高，具有良好的应用价值，而在处理过程中产生的溶剂等可以得到二次应用，不会对环境造成负担。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
向废液中分次逐量加入浓度为76~80%的乙酸至体系中不再产生气泡，加入速度为2.7L/h，加入完成后溶液静置0.5h后过滤；将滤液加热至90℃，并恒温30~45min。
向滤液中加入浓度为76~80%的乙酸调节体系pH为4~5后，将体系置于微电解氧化槽中，按照投入量3.6g/L投入铁碳比为5：1的一体化铁碳材料，在电压为10V条件下进行微电解处理6h，其中，氧化槽的尺寸为3.0m×2.5m×3.5m，有效水深3.0m，水力停留时间5.5h，微电解氧化槽底部设有钢衬，槽内设有双氧水加药系统，双氧水加药系统向体系中通入双氧水，双氧水通入速度为1.73m3/h。
向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为170mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为2000r/min的条件下脱水40min，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量60~70%；再次向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为28mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为3000r/min的条件下脱水2h，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量30~50%。
向滤液中加入适量硫酸钾直至不再产生沉淀，过滤后固体和滤液分别收集，固体按照摩尔比1：1.2完全溶于浓硫酸中，在搅拌速率500r/min，温度为2~4℃的条件下，将体系加入过量去离子水中，静置1~2h，将析出粒子过滤后经去离子水洗涤若干次后，干燥；滤液浓缩至含水量30~40%，用正丁醇，磷酸三丁酯和异丙醚按照质量比5：1：0.4混合后，在温度为60℃的条件下进行萃取，萃取时间为30min，采用浓度为85%的氯化钾溶液对有机相进行洗涤，洗涤温度为62℃，搅拌速度为300r/min，洗涤时间为20min，将经过洗涤的有机相升温至60℃后，置于真空度为0.7，环境温度-10℃的条件，迅速降温，得到大颗粒晶体，过滤后，收集晶体。
实施例2
一体化铁碳材料通过以下方法制备：
取质量份8份Fe4O3粉末，8份碳纤维和3份Fe3A1粉末研磨至细度小于400目后，混合均匀，经过模压成中空球状，球体的直径5~8cm，壁厚2~3cm，在真空，340~420℃条件下进行烧结后，放置的空气中自然冷却，得到一体化铁碳材料，该材料具有多孔三维结构，孔隙率为54.1%，其内表面形成一层光滑致密的氧化铝氧化膜。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，向废液中加入适量的乙酸至体系中不再产生气泡，溶液静置后过滤；
步骤二，将滤液加热至90℃，并恒温30~45min，向滤液中加入适量的乙酸调节体系pH为4~5，投入一体化铁碳材料，在电压为10V条件下进行微电解处理6h；
步骤三，离心脱水，过滤，浓缩后；再次离心脱水，过滤，浓缩；
步骤四，向滤液中加入适量硫酸钾直至不再产生沉淀，过滤后固体和滤液分别收集，滤液进行除水浓缩。
2.如权利要求1所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述步骤一中乙酸的浓度为76~80%，乙酸分次逐量加入，加入速度为2.7L/h。
3.如权利要求2所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述微电解在微电解氧化槽中进行，所述氧化槽的尺寸为3.0m×2.5m×3.5m，有效水深3.0m，水力停留时间5.5h，所述微电解氧化槽底部设有钢衬，所述氧化槽内设有双氧水加药系统，所述双氧水通入速度为1.73m3/h。
4.如权利要求1或3所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述一体化铁碳材料中铁碳比为5：1，所述一体化铁碳材料的投入量为3.6g/L。
5.如权利要求4所述的一种磷酸氢钡废液处理方法， 其特征在于：所述一体化铁碳材料由质量份8份Fe4O3粉末，8份碳纤维和3份Fe3A1粉末经过模压成中空球状后，在真空，340~420℃条件下进行烧结制成；所述一体化铁碳材料具有多孔三维结构，孔隙率为54.1%。
6.如权利要求2或5所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述步骤三包括以下过程，向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为170mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为2000r/min的条件下脱水40min，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量60~70%；再次向体系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量为28mg/L，搅拌均匀后将体系倒入离心脱水机中，在转速为3000r/min的条件下脱水2h，完成脱水后立即过滤，滤液进行浓缩至含水量30~50%。
7.如权利要求6所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述步骤四中，过滤后的固体经过下述处理，取适量所述固体按照摩尔比1：1.2完全溶于浓硫酸中，在搅拌速率500r/min，温度为2~4℃的条件下，将体系加入过量去离子水中，静置1~2h，将析出粒子过滤后经去离子水洗涤若干次后，干燥。
8.如权利要求1或7所述的一种磷酸氢钡废液处理方法，其特征在于：所述步骤四中，过滤后的滤液经过下述处理，浓缩至含水量30~40%，用正丁醇，磷酸三丁酯和异丙醚按照质量比5：1：0.4混合后，在温度为60℃的条件下进行萃取，萃取时间为30min，采用浓度为85%的氯化钾溶液对有机相进行洗涤，洗涤温度为62℃，搅拌速度为300r/min，洗涤时间为20min，将经过洗涤的有机相升温至60℃后，置于真空度为0.7，环境温度-10℃的条件，迅速降温，得到大颗粒晶体，过滤后，收集晶体。
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