CN114538479A - 一种明胶生产用废料循环利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种明胶生产用废料循环利用方法，包括以下步骤：步骤一，取一定量处理好的骨粒，根据质量比取用4％‑7％质量浓度的硝酸溶液，并利用硝酸对骨粒进行充分浸泡，然后过滤得到浸泡液；步骤二，然后向浸泡液中加入硫酸钾和双氧水，在温度30‑60℃条件下，反应1小时，得到硫酸钙沉淀，然后过滤出硫酸钙，得到一级处理液；本发明在保证主产品明胶质量的前提下，改盐酸浸泡为硝酸浸泡，所产生的废水依次通过与硫酸钾、氢氧化钾溶液、磷酸反应、过滤、蒸发、浓缩、冷却、结晶、烘干，得到可以用作肥料的硝酸钾粉末和磷酸二氢钾粉末，减少废水排放，减轻废水污染，同时变废为宝，回收骨头中的磷等资源，达到资源循环利用的目的。

Description

一种明胶生产用废料循环利用方法
技术领域
本发明涉及明胶生产技术领域，具体涉及一种明胶生产用废料循环利用方法。
背景技术
传统明胶生产通常采用猪、牛骨脱脂的骨粒，加盐酸(4％)浸泡除去其中无机盐，无机盐主要成分磷酸钙，另含有少量铁镁等，最后生产磷酸氢钙及大量稀氯化钙溶液(5％左右)，原生产厂家都是将废液直接外排，或稍加处理加水稀释后再排出；而近些年环保要求更加严苛，氯化钙废水不允许直接排放，如果加工成固体氯化钙后，因含有有机物等因素，销售价格极低，没有利润空间，导致大量的废水被偷排，严重污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种明胶生产用废料循环利用方法，以解决传统明胶生产工艺产生的废水处理困难，易被偷排污染环境的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种明胶生产用废料循环利用方法，包括以下步骤：
步骤一，取一定量处理好的骨粒，根据质量比取用4％-7％质量浓度的硝酸溶液，并利用硝酸溶液对骨粒进行充分浸泡，然后过滤得到浸泡液；
步骤二，然后向浸泡液中加入硫酸钾和双氧水，在温度30-60℃条件下，反应1小时，得到硫酸钙沉淀，然后过滤出硫酸钙，得到一级处理液；
步骤三，然后添加氢氧化钾溶液，将一级处理液的PH值调节至10-12，同时得到少量硫酸钙及氢氧化镁和氢氧化铁，然后过滤得到二级处理液；
步骤四，然后在119℃条件下，对二级处理液进行蒸发浓缩，得到即将析出晶体的饱和溶液，然后将饱和溶液进行冷却(采用冷冻方式冷却)，得到硝酸钾结晶和三级处理液，并将硝酸钾结晶烘干，得到干燥的硝酸钾粉末；
步骤五，向三级处理液中添加磷酸，将三级处理液控制在80-100℃条件下调节PH值调节至4-5，然后冷却(采用冷冻方式冷却)结晶，析出磷酸二氢钾晶体，并进行离心分离、干燥，得到干燥的磷酸二氢钾粉末，剩余四级处理液再进行回收利用。
其中，在步骤一中，所述骨粒与硝酸的质量比为100：55。
其中，在步骤一中，所述硝酸对原料浸泡的时间为18-24h。
其中，所述硝酸溶液的质量浓度为5％。
其中，在步骤一中，所述骨粒中的磷酸钙与硝酸的反应式为：
4HNO3+Ca3(PO4)2＝Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2。
其中，在步骤二中，所述硫酸钾与硝酸的质量比为522.8:252。
其中，在步骤三中，所述氢氧化钾与硝酸的质量比为224.4:252。
其中，所述浸泡液与硫酸钾、氢氧化钾的反应式为：
Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2+3K2SO4+6KOH+4H3PO4＝4KN03+6KH2PO4+3CaS04·2H20↓
其中，在步骤四中得到的硝酸钾粉末和步骤五中得到的磷酸二氢钾粉末可用做肥料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在保证主产品明胶质量的前提下，改盐酸浸泡为硝酸浸泡，所产生的废水依次通过与硫酸钾、氢氧化钾溶液、磷酸反应、过滤、蒸发、浓缩、冷却、结晶、离心、烘干，得到可以用作肥料的硝酸钾粉末和磷酸二氢钾粉末，减少废水排放，减轻废水污染，同时变废为宝，回收骨头中的磷等资源，达到资源循环利用的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例，本发明提供技术方案：
一种明胶生产用废料循环利用方法，包括以下步骤：
步骤一，取一定量处理好的骨粒，根据质量比取用5％质量浓度的硝酸溶液，并利用硝酸对骨粒进行充分浸泡，然后过滤得到浸泡液；
步骤二，然后向浸泡液中加入硫酸钾和双氧水，在温度60℃条件下，反应1小时，得到硫酸钙沉淀，然后过滤出硫酸钙，得到一级处理液；
步骤三，然后添加氢氧化钾溶液，将一级处理液的PH值调节至10，同时得到少量硫酸钙及氢氧化镁和氢氧化铁，然后过滤得到二级处理液；
步骤四，然后在119℃条件下，对二级处理液进行蒸发浓缩，得到即将析出晶体的饱和溶液，然后将饱和溶液进行冷却(采用冷冻方式冷却)，得到硝酸钾结晶和三级处理液，并将硝酸钾结晶烘干，得到干燥的硝酸钾粉末；
步骤五，向三级处理液中添加磷酸，将三级处理液控制在100℃条件下调节PH值调节至4，然后冷却(采用冷冻方式冷却)结晶，析出磷酸二氢钾晶体，并进行离心分离、干燥，得到干燥的磷酸二氢钾粉末，剩余四级处理液再进行回收利用。
对比例：
以安徽丰原明胶有限公司为例，该厂年生产明胶4000吨，消耗30％盐酸3.5万吨，以生产同等量的明胶，需要消耗3万吨盐酸或3万吨56％硝酸计算；
盐酸和骨粒的反应式为：
4HCl+Ca3(PO4)2＝Ca(H2PO4)2+2CaCl2
Figure BDA0003530473660000031
每吨骨粒消耗1.07吨30％盐酸稀释至4％成7.5吨，最终生成0.52吨磷酸氢钙，0.65吨二水氯化钙，蒸水6.33吨，盐酸按300元/吨计，磷酸氢钙按2000元/吨计，蒸发水每吨、水电汽人工折旧管理费用总计300元/吨计；
该反应中的成本为：盐酸费用为：300×1.07＝321；蒸水费用为：300×6.33＝1899；磷酸氢钙销售费用为：2000×0.52＝1040；
每吨费用为：1040-321-1899＝-1180；
合计每年的费用为：-1180×30000＝-3540万元；
硝酸和骨粒中的磷酸钙反应式为：
4HNO3+Ca3(PO4)2＝Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2
Figure BDA0003530473660000041
每吨骨粒消耗1吨56％硝酸稀释至5％成11.2吨，考虑骨粒中含有少量铁、镁，磷酸二氢钾与硝酸钾溶解度相似，硫酸钙在酸性条件下溶解度增大等因素，先使用氢氧化钾溶液，将PH值调节至10，同时得到少量硫酸钙，然后过滤出硫酸钙，然后在119℃条件下，对二级处理液进行蒸发浓缩，得到即将析出晶体的饱和溶液，然后将饱和溶液进行冷却(采用冷冻方式冷却)，得到硝酸钾结晶和三级处理液，并将硝酸钾结晶烘干，得到干燥的硝酸钾粉末；再向三级处理液中添加磷酸，将三级处理液控制在80-100℃条件下调节PH值调节至4-5，然后冷却(采用冷冻方式冷却)结晶，析出磷酸二氢钾晶体，并进行离心分离、干燥，得到干燥的磷酸二氢钾粉末，剩余母液再进行回收利用；
其中，浸泡液与硫酸钾、氢氧化钾的反应式为
Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2+3K2SO4+6KOH+4H3PO4＝4KN03+6KH2PO4+3CaS04·2H20↓
Figure BDA0003530473660000042
该反应中，硝酸稀释至11.2吨，外加硫酸钾1.15吨，48％氢氧化钾1.025吨，85％磷酸0.759吨，生产硝酸钾0.886吨，磷酸二氢钾1.791吨，石膏1.133吨，蒸发水10.32吨。
该反应中的成本为：硝酸费用：1400元/吨×0.56＝784元；硫酸钾费用:2200元/吨×1.15＝2530元；氢氧化钾(48％)费用：3200元/吨×1.025＝3280元；磷酸(85％)费用：5000元/吨×0.759＝3795元；蒸水费用：300×10.32＝3096元；合计共：13485元；
销售收入为：硝酸钾：4000×0.886＝3544元；磷酸二氢钾：7000×1.791＝12537元；合计共：16081元；
因此该反应中的利润为(考虑到20％损耗和其他费用支出)：(16081-13485)×0.8＝2076元；
每年利润为：2076×30000吨/年＝6230.4万元/年；
综上所述，本发明在保证主产品明胶质量的前提下，改盐酸浸泡为硝酸浸泡，所产生的废水依次通过与硫酸钾、氢氧化钾溶液、磷酸反应、过滤、蒸发、浓缩、冷却、结晶、离心、烘干，得到可以用作肥料的硝酸钾粉末和磷酸二氢钾粉末，减少废水排放，减轻废水污染，同时变废为宝，回收骨头中的磷等资源，达到资源循环利用的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围包括所附权利要求及其等同物。

Claims (9)

1.一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，取一定量处理好的骨粒，根据质量比取用4％-7％质量浓度的硝酸溶液，并利用硝酸对骨粒进行充分浸泡，然后过滤得到浸泡液；
步骤二，然后向浸泡液中加入硫酸钾和双氧水，在温度30-60℃条件下，反应1小时，得到硫酸钙沉淀，然后过滤出硫酸钙，得到一级处理液；
步骤三，然后添加氢氧化钾溶液，将一级处理液的PH值调节至10-12，同时得到少量硫酸钙及氢氧化镁和氢氧化铁，然后过滤得到二级处理液；
步骤四，然后在119℃条件下，对二级处理液进行蒸发浓缩，得到即将析出晶体的饱和溶液，然后将饱和溶液进行冷却，得到硝酸钾结晶和三级处理液，并将硝酸钾结晶烘干，得到干燥的硝酸钾粉末；
步骤五，向三级处理液中添加磷酸，将三级处理液控制在80-100℃条件下调节PH值调节至4-5，然后冷却结晶，析出磷酸二氢钾晶体，并进行离心分离、干燥，得到干燥的磷酸二氢钾粉末，剩余四级处理液再进行回收利用。
2.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤一中，所述骨粒与硝酸溶液的质量比为100：55。
3.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤一中，所述硝酸对原料浸泡的时间为18-24h。
4.根据权利要求2或3所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：所述硝酸溶液的质量浓度为5％。
5.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤一中，所述骨粒中的磷酸钙与硝酸溶液的反应式为：
4HNO3+Ca3(PO4)2＝Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2。
6.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤二中，所述硫酸钾与硝酸的质量比为522.8:252。
7.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤三中，所述氢氧化钾与硝酸的质量比为224.4:252。
8.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：所述浸泡液与硫酸钾、氢氧化钾的反应式为：
Ca(H2PO4)2+2Ca(N03)2+3K2SO4+6KOH+4H3PO4＝4KN03+6KH2PO4+3CaS04·2H20↓。
9.根据权利要求1所述的一种明胶生产用废料循环利用方法，其特征在于：在步骤四中得到的硝酸钾粉末和步骤五中得到的磷酸二氢钾粉末可用做肥料。
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