CN106986318A

CN106986318A - 草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法

Info

Publication number: CN106986318A
Application number: CN201710232111.9A
Authority: CN
Inventors: 李舟; 何路涛
Original assignee: Sichuan Fusida Biotechnology Development Co Ltd
Current assignee: Sichuan Fusida Biotechnology Development Co Ltd
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2017-07-28

Abstract

本发明公开了一种草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，包括以下步骤：（1）将草铵膦工业副产物缓慢加入水中后，充分搅拌后，进行过滤，除去滤渣，滤液备用；将次磷酸钠溶于水中制备次磷酸钠溶液，然后加入盐酸，调节次磷酸钠溶液的pH值介于3‑6；（2）按照次磷酸钠:氯化铝＝（4‑5）:1的反应物摩尔投料比例取用滤液、次磷酸钠溶液；（3）将次磷酸钠溶液置于配装有蛇形冷凝管的容器内，加热至30‑50℃后，在高速搅拌的情况下，滴加滤液；滤液滴加结束后，缓慢搅拌下反应结束；（4）将步骤（3）所得到的反应产物依次经过分离、洗涤、干燥可得粉末状白色固体，该粉末状白色固体即为含次磷酸铝制品。因此，本发明通过优化草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的工艺，使得反应体系具有反应温和、反应速率快的优点。

Description

草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法

技术领域

本发明涉及一种次磷酸铝的制备方法，尤其是一种草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法。

背景技术

草铵膦是一种非选择性、无残留灭生性除草剂，对多年生根杂草非常有效，广泛用于橡胶、桑、茶、果园及甘蔗地。草铵膦在生产过程中，所产生的工业副产物（主要成分为三氯化铝和氯化钠）具有量大（每年约1万吨）、强腐蚀性以及难以填埋等特点，因此，如何将这种工业副产物加以利用，并能够实现三废处理达标，是草铵膦生产企业迫切面对的一个问题。

目前，某些草铵膦生产企业，通过分析草铵膦生产工业副产物的成分，对草铵膦生产的工业副产物进行磷化处理，以制备出经济价值较高的次磷酸铝，不仅解决了草铵膦工业化生产中所遇到的环境问题，而且使得草铵膦生产工业副产物变废为宝，促使企业健康、持续发展。

但是，在制备次磷酸铝的过程中，如果工艺参数的把控不够严谨，极易产生副反应，影响产品的纯度以及产生剧毒物质次磷酸。

另外，在制备次磷酸铝的过程中，氯化铝的分散形态以及滴加速度，也会极大地影响次磷酸铝粒径；常规工艺制备出的次磷酸铝的颗粒较大，而且易聚集，分散性不好，在橡塑阻燃中应用时，需要通过机械粉碎将次磷酸铝粉碎至超细粉末，在此过程中易产生粉尘，对安全生产带来威胁。另一方面次磷酸铝是无机盐，表面带有电荷，亲水疏油，与高分子材料共混时在材料中难以均匀分散，导致材料力学性能迅速恶化。为了改善次磷酸铝在高分子材料中的分散性，必须增加次磷酸铝的亲油性及降低其粒径。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，通过优化草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的工艺，使得最终获得的次磷酸铝制品具有反应温和、反应速率快，且得到的次磷酸铝粒径较小及粒径分布较窄，无需再粉碎就可满足一般高分子材料添加剂对粒度的要求，同时，所得到的次磷酸铝制品具有良好的亲油性能，改善了次磷酸铝在高分子材料中的分散性，小粒径的次磷酸铝增大阻燃剂与材料的接触面以提高相容性。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，包括以下步骤：（1）将草铵膦工业副产物缓慢加入水中后，充分搅拌后，进行过滤，除去滤渣，滤液备用；将次磷酸钠溶于水中制备次磷酸钠溶液，然后加入盐酸，调节次磷酸钠溶液的pH值介于3-6；（2）按照次磷酸钠:氯化铝＝（4-5）:1的反应物摩尔投料比例取用滤液、次磷酸钠溶液；（3）将次磷酸钠溶液置于配装有蛇形冷凝管的容器内，加热至30-50℃后，在高速搅拌的情况下，滴加滤液；滤液滴加结束后，缓慢搅拌下反应结束；（4）将步骤（3）所得到的反应产物依次经过分离、洗涤、干燥可得粉末状白色固体，该粉末状白色固体即为含次磷酸铝制品。

作为本发明的进一步改进，在步骤（1）中，将草铵膦工业副产物缓慢加入水中后，加入分散剂微晶纤维素粉末；该微晶纤维素粉末的投放质量为草铵膦工业副产物中氯化铝质量的2-3.5%；步骤（4）中的分离方法为离心分离。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤（3）中，滤液的滴加速度在整个滴加过程中先快后慢来进行；快的滴加速度介于6-8ml/分钟，而慢的滴加速度则介于1-2ml/分钟。

作为本发明的进一步改进，步骤（4）中的洗涤次数为 2-3 次，干燥温度为 125-180℃。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤（3）中高速搅拌的搅拌速度为 1500-2000r/min，缓慢搅拌的搅拌速度为 50-100r/min。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

1、本发明在对草铵膦工业副产物的除渣处理中，加入了分散剂，可以很好地防止草铵膦工业副产物中的Al⁺絮凝，防止将铝离子以胶体的形式呈滤渣的方式除去，不利于滤渣环保性的保证以及铝离子的变废为宝；另外，在对草铵膦工业副产物的除渣处理中加入分散剂，可以很好地保证制备次磷酸铝的反应体系为一个稳定的分散体系，防止所制备出的次磷酸铝具有过大粒径。

本发明选择微晶纤维素粉末作为分散剂，一方面，可以致使本发明所制备出的次磷酸铝的粒径较小，另一方面，还可以赋予本发明所制备出的次磷酸铝疏水亲油性，能够很好地实现与高分子材料的共混，满足高分子材料对功能性助剂的要求。

2、本发明在制备次磷酸钠溶液时，通过加入盐酸来调节溶液的pH值介于3-6，一方面可以很好地控制次磷酸的产生，另一方面，对于后续的次磷酸铝的反应有良好的促进作用，能够加快整个反应体系的反应速度，降低整个反应体系的反应温度，缩短反应时间。

3、本发明通过控制滤液的滴加速度，进一步地缩小所生成的次磷酸铝的粒径，使其能够小于10微米。

具体实施方式

以下将结合各实施例，详细地说明本发明的技术方案。

实施例1

将7g工业副产物（含氯化铝4.6g）缓慢加入到100ml水中，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

在装有蛇形回流冷凝管、电动搅拌器和温度计的500 mL四颈烧瓶中加入次磷酸钠7.7 g，水110 mL，搅拌溶解，滴加盐酸调pH为3。

加热次磷酸钠溶液至50℃，在2000r/min的高速搅拌下滴加50 mL含2.3 g氯化铝的滤液后，于50r/min的低速搅拌下反应2 h，得白色沉淀。整个滤液的滴加时间控制在10分钟完成，前5分钟的滴加速度为8ml/分钟，后5分钟的滴加速度为2ml/分钟。

白色沉淀依次经过滤、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为85.9%，产品纯度为98.5%，粒度为 15μm。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，在将7g工业副产物（含氯化铝4.6g）缓慢加入到100ml水中后，需要加入分散剂微晶纤维素粉末0.14g。从而导致后续的工艺略有不同，产品性能也有一定改善，具体如下：

将7g工业副产物（含氯化铝4.6g）缓慢加入到100ml水中，然后再加入分散剂微晶纤维素粉末0.14g，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

加热次磷酸钠溶液至50℃，在2000r/min的高速搅拌下滴加50 mL含2.3 g氯化铝的滤液后，于50r/min的低速搅拌下反应2 h，得悬浊液。整个滤液的滴加时间控制在10分钟完成，前5分钟的滴加速度为8ml/分钟，后5分钟的滴加速度为2ml/分钟。

悬浊液依次经离心机离心、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为86.2%，产品纯度为98.5%，粒度为 8μm，325目筛余率为0.18％，符合高分子材料对所用的次磷酸铝的要求（大于 45μm 的粒子应＜ 2％）。

实施例3

将10g工业副产物（含氯化铝6.5g）缓慢加入到100ml水中，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

在装有蛇形回流冷凝管、电动搅拌器和温度计的500 mL四颈烧瓶中加入次磷酸钠12 g，水110 mL，搅拌溶解，滴加盐酸调pH为4.5。

加热次磷酸钠溶液至40℃，在1600r/min的高速搅拌下滴加50 mL含3.25 g氯化铝的滤液后，于75r/min的低速搅拌下反应1 h，得白色沉淀。整个滤液的滴加时间控制在12分钟完成，前6分钟的滴加速度为6.8ml/分钟，后6分钟的滴加速度为1.5ml/分钟。

白色沉淀依次经过滤、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为86.3%，产品纯度为98.5%，粒度为 13μm。

实施例4

本实施例与实施例3的不同之处仅在于，在将10g工业副产物（含氯化铝6.5g）缓慢加入到100ml水中后，需要加入分散剂微晶纤维素粉末0.23g。从而导致后续的工艺略有不同，产品性能也有一定改善，具体如下：

将10g工业副产物（含氯化铝6.5g）缓慢加入到100ml水中，然后再加入分散剂微晶纤维素粉末0.23g，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

加热次磷酸钠溶液至40℃，在1600r/min的高速搅拌下滴加50 mL含3.25 g氯化铝的滤液后，于75r/min的低速搅拌下反应1 h，得悬浊液。整个滤液的滴加时间控制在12分钟完成，前6分钟的滴加速度为6.8ml/分钟，后6分钟的滴加速度为1.5ml/分钟。

悬浊液依次经离心、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为86.3%，产品纯度为98.5%，粒度为 7.5μm，325目筛余率为0.15％，符合高分子材料对所用的次磷酸铝的要求（大于 45μm 的粒子应＜ 2％）。

实施例5

将100g工业副产物（含氯化铝65g）缓慢加入到1000ml水中，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

在装有蛇形回流冷凝管、电动搅拌器和温度计的容器中加入次磷酸钠120g，水1110 mL，搅拌溶解，滴加盐酸调pH为5。

加热次磷酸钠溶液至45℃，在1800r/min的高速搅拌下滴加400 mL含26 g氯化铝的滤液后，于100r/min的低速搅拌下反应3 h，得白色沉淀。整个滤液的滴加时间控制在96分钟完成，前48分钟的滴加速度为6.5ml/分钟，后6分钟的滴加速度约为1.8ml/分钟。

白色沉淀依次经过滤、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为86.7%，产品纯度为99.0%，粒度为17μm。

实施例6

本实施例与实施例5的不同之处仅在于，在将100g工业副产物（含氯化铝65g）缓慢加入到1000ml水中后，需要加入分散剂微晶纤维素粉末2.0g。从而导致后续的工艺略有不同，产品性能也有一定改善，具体如下：

将100g工业副产物（含氯化铝65g）缓慢加入到1000ml水中，然后再加入分散剂微晶纤维素粉末2.0g，搅拌30min后，过滤；出去滤渣，滤液备用。

加热次磷酸钠溶液至45℃，在1800r/min的高速搅拌下滴加400 mL含26 g氯化铝的滤液后，于100r/min的低速搅拌下反应3 h，得悬浊液。整个滤液的滴加时间控制在96分钟完成，前48分钟的滴加速度为6.5ml/分钟，后6分钟的滴加速度约为1.8ml/分钟。

悬浊液依次经离心、洗涤、干燥后，可得粉末状白色固体。收率为86.7%，产品纯度为99.0%，粒度为 7μm，325目筛余率为0.12％，符合高分子材料对所用的次磷酸铝的要求（大于 45μm 的粒子应＜ 2％）。

Claims

1.一种草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将草铵膦工业副产物缓慢加入水中后，充分搅拌后，进行过滤，除去滤渣，滤液备用；

将次磷酸钠溶于水中制备次磷酸钠溶液，然后加入盐酸，调节次磷酸钠溶液的pH值介于3-6；

按照次磷酸钠:氯化铝＝（4-5）:1的反应物摩尔投料比例取用滤液、次磷酸钠溶液；

将次磷酸钠溶液置于配装有蛇形冷凝管的容器内，加热至30-50℃后，在高速搅拌的情况下，滴加滤液；滤液滴加结束后，缓慢搅拌下反应结束；

将步骤（3）所得到的反应产物依次经过分离、洗涤、干燥可得粉末状白色固体，该粉末状白色固体即为含次磷酸铝制品。

2.根据权利要求1所述的草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，其特征在于，在步骤（1）中，将草铵膦工业副产物缓慢加入水中后，加入分散剂微晶纤维素粉末；该微晶纤维素粉末的投放质量为草铵膦工业副产物中氯化铝质量的2-3.5%；步骤（4）中的分离方法为离心分离。

3.根据权利要求1所述的草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，滤液的滴加速度在整个滴加过程中先快后慢来进行；快的滴加速度介于6-8ml/分钟，而慢的滴加速度则介于1-2ml/分钟。

4.根据权利要求1所述的草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，其特征在于，步骤（4）中的洗涤次数为 2-3 次，干燥温度为 125-180℃。

5.根据权利要求1所述的草铵膦副产废渣制备次磷酸铝的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中高速搅拌的搅拌速度为 1500-2000r/min，缓慢搅拌的搅拌速度为 50-100r/min。