CN116281907A - 一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法 - Google Patents

一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玉米浸泡水回收处理技术领域,尤其涉及一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:(1)玉米浸泡水沉降后的上清液,进阳离子树脂柱,收集的流出液备用;(2)采用纯化水逆流冲洗阳离子树脂柱,再用磷酸正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩后调pH、加热,待白色固悬物析出后,保温搅拌一段时间后再降温,过滤,分别收集滤液和沉淀物;(4)取步骤(3)中所述滤液,加入磷酸调pH,真空浓缩结晶、降温,离心过滤,收集的滤饼经过淋洗,干燥得到磷酸二氢钾产品。采用上述工艺方法可以得到磷酸二氢钾和磷酸氢镁产品。

Description

一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法
技术领域
本发明涉及玉米浸泡水回收处理生产技术领域,尤其涉及一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法。
背景技术
玉米淀粉湿磨法生产工艺中,玉米浸泡水作为主要生产废水,其中固形物含量约10-12%,主要含有5-6%蛋白质、2-3%乳酸、1%植酸、1%糖类、0.5%的钾离子和0.1%镁离子和少量淀粉残渣等物质。目前针对玉米浸泡水中的这些组分,大多数的处理工艺都是对植酸进行回收,虽然有采用阳离子树脂柱来吸附钾离子,然后再采用盐酸将钾离子解吸下来,但是同时还夹带对钙镁离子的解吸,浓度低,浓缩成本高,得到的钾盐价值低,此外钾钙镁离子不易分离,处理成本高。因此针对上述问题,探索研究出一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,利用该工艺方法实现了对钾镁离子的回收,还得到了高价值的磷酸二氢钾产品和磷酸氢镁产品。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,所述工艺方法包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液,逆流进入阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(2)采用纯化水逆流冲洗步骤(1)中所述阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,再用磷酸正流冲洗所述阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩后加入氢氧化钾搅拌混合,调pH、加热,待白色固悬物析出后,保温搅拌一段时间后再降温,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中所述沉淀物经过干燥,得到为磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中所述滤液,加入磷酸调pH,真空浓缩结晶、降温,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品。
作为一种改进的技术方案,所述阳离子树脂中的树脂为强酸型阳离子树脂ZG-1。
作为一种改进的技术方案,步骤(1)中所述上清液按照0.5-5BV/h的流速逆流进入所述阳离子树脂柱。
作为一种改进的技术方案,步骤(2)中所述纯化水按照1-10BV/h的流速逆流进入所述阳离子树脂柱中。
作为一种改进的技术方案,步骤(2)中所述磷酸按照0.2-2.0BV/h的流速正流进入所述阳离子树脂柱中,且所述磷酸的浓度为5-20w/v%。
作为一种改进的技术方案,步骤(3)中所述流出液浓缩至30-35泊美,加入固体氢氧化钠调pH至4.3-9.5,加热至80-90℃,待白色固悬物析出后,保温1.5-3h,降温至55-65℃。
作为一种改进的技术方案,步骤(4)中加入80-88w/v%磷酸,调pH至2.0-5.0,真空浓缩结晶,再降温至25-35℃。
采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:
本发明将玉米浸泡水沉降后的上清液,逆流进入阳离子树脂柱中,通过树脂柱将钾离子、镁离子进行吸附,先用纯化水冲洗树脂柱,然后再用磷酸冲洗树脂柱,收集的解吸液中含有磷酸二氢钾和磷酸氢镁,然后将解吸液浓缩,调pH至4.3-9.5,先升温,待有白色固悬物析出后,保温搅拌,再降温,过滤得到滤液和沉淀物(干燥即为磷酸氢镁产品);然后再将滤液中加入磷酸,调pH,浓缩结晶,降温离心,过滤,得到的滤饼,再经过淋洗干燥得到磷酸二氢钾产品。采用上述工艺方法,实现了对钾离子以及镁离子的回收,同时还得到磷酸二氢钾和磷酸氢镁的产品,为企业增加了经济效益,避免了资源浪费。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,结合以下实施例,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
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液46L,按照0.5BV/h的流速逆流进入阳离子树脂柱(填料为8L的强酸型阳离子树脂ZG-1),收集的流出液备用;
(2)纯化水按照1BV/h的流速逆流冲洗步骤(1)中阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,5w/v%的磷酸按照0.2BV/h的流速正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩至30泊美后加入固体氢氧化钾搅拌混合,调pH4.3、加热至80℃,待白色固悬物析出后,保温搅拌1.5h后再降温55℃,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中滤液,加入80w/v%磷酸调pH至2,在真空-0.07-0.09Mpa下釜温50℃搅拌蒸水,待看见有固体少量析出,开始用真空降温,用冷却水继续降温至25℃真空浓缩结晶,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品。
实施例2
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液46L,按照1BV/h的流速逆流进入阳离子树脂柱(填料为8L的强酸型阳离子树脂ZG-1),收集的流出液备用;
(2)纯化水按照3BV/h的流速逆流冲洗步骤(1)中阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,12w/v%的磷酸按照0.5BV/h的流速正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩至31泊美后加入固体氢氧化钾搅拌混合,调pH5.5、加热至83℃,待白色固悬物析出后,保温搅拌1.8h后再降温58℃,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中所述滤液,加入83w/v%磷酸调pH至2.5,在真空-0.07-0.09Mpa下釜温55℃搅拌蒸水,待看见有固体少量析出,开始用真空降温至50℃,用冷却水继续降温至28℃真空浓缩结晶,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品。
实施例3
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液46L,按照2.5BV/h的流速逆流进入阳离子树脂柱(填料为8L的强酸型阳离子树脂ZG-1),收集的流出液备用;
(2)纯化水按照6BV/h的流速逆流冲洗步骤(1)中所述阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,15w/v%的磷酸按照1BV/h的流速正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩至32泊美后加入固体氢氧化钾搅拌混合,调pH6.5、加热至85℃,待白色固悬物析出后,保温搅拌2.5h后再降温60℃,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中滤液,加入85w/v%磷酸调pH至3.5,在真空-0.07-0.09Mpa下釜温65℃搅拌蒸水,待看见有固体少量析出,开始用真空降温至58℃,用冷却水继续降温至30℃真空浓缩结晶,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品。
实施例4
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液46L,按照4BV/h的流速逆流进入阳离子树脂柱(填料为8L的强酸型阳离子树脂ZG-1),收集的流出液备用;
(2)纯化水按照8BV/h的流速逆流冲洗步骤(1)中阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,18w/v%的磷酸按照1.5BV/h的流速正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩至30泊美后加入固体氢氧化钾搅拌混合,调pH8.5、加热至88℃,待白色固悬物析出后,保温搅拌2.8h后再降温63℃,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中所述滤液,加入85w/v%磷酸调pH至4.3,在真空-0.07-0.09Mpa下釜温75℃搅拌蒸水,待看见有固体少量析出,开始用真空降温至50℃,用冷却水继续降温至33℃真空浓缩结晶,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品。
实施例5
一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液46L,按照5BV/h的流速逆流进入阳离子树脂柱(填料为8L的强酸型阳离子树脂ZG-1),收集的流出液备用;
(2)纯化水按照10BV/h的流速逆流冲洗步骤(1)中阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,20w/v%的磷酸按照2BV/h的流速正流冲洗阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩至35泊美后加入固体氢氧化钾搅拌混合,调pH至9.5、加热至90℃,待白色固悬物析出后,保温搅拌3h后再降温65℃,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中滤液,加入88w/v%磷酸调pH至5,在真空-0.07-0.09Mpa下釜温80℃搅拌蒸水,待看见有固体少量析出,开始用真空降温至60℃,用冷却水继续降温至35℃真空浓缩结晶,离心过滤、淋洗,收集的滤饼干燥得到磷酸二氢钾产品;离心过滤收集的滤液中含有钙离子以及少量蛋白。
为了更好的证明本发明的工艺方法具有较好的技术效果,以实施例3为参照,给出了8个对比例,具体详见表1。
对比例1
与实施例3不同的是,阳离子树脂柱内的树脂为D001;
对比例2
与实施例3不同的是,步骤(2)中采用20w/v%的磷酸正流冲洗阳离子树脂柱,其余操作相同。
对比例3
与实施例3不同的是,步骤(2)中采用5w/v%的磷酸正流冲洗阳离子树脂柱,其余操作相同。
对比例4
与实施例3不同的是,步骤(3)中调pH小于4.3,其余操作相同。
对比例5
与实施例3不同的是,步骤(3)中调pH大于9.5,其余操作相同。
对比例6
与实施例3不同的是,步骤(4)中调pH小于2,其余操作相同。
对比例7
与实施例3不同的是,步骤(4)中调pH大于5,其余操作相同。
表1
Figure BDA0004125308510000061
通过表1数据可以发现,采用本发明的工艺方法可以得到高产量、高收率和高纯度的磷酸二氢钾产品和磷酸氢镁产品;虽然对比例4中磷酸二氢钾的产量高于实施例4,因为对比例4中调pH时,使用太多氢氧化钾和磷酸,进而增加了磷酸二氢钾的产量,实际产量要低于实施例4。综上所述,采用本发明的工艺方法,以玉米浸泡水沉降的上清液为原料,经过处理可以得到磷酸二氢钾和磷酸氢镁产品,实现了对玉米浸泡水中钾离子、镁离子的回收。
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 (7)

1.一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于所述工艺方法包括以下步骤:
(1)玉米浸泡水沉降后的上清液,逆流进入阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(2)采用纯化水逆流冲洗步骤(1)中所述阳离子树脂柱,直至流出液中蛋白小于0.1w/v%时停止冲洗,再用磷酸正流冲洗所述阳离子树脂柱,收集的流出液备用;
(3)取步骤(2)中备用的流出液,浓缩后加入氢氧化钾搅拌混合,调pH、加热,待白色固悬物析出后,保温搅拌一段时间后再降温,过滤,分别收集滤液和沉淀物,其中所述沉淀物经过干燥,得到磷酸氢镁产品;
(4)取步骤(3)中所述滤液,加入磷酸调pH,真空浓缩结晶、降温,离心过滤、淋洗,收集的滤饼经过干燥得到磷酸二氢钾产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:所述阳离子树脂中的树脂为强酸型阳离子树脂ZG-1。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:步骤(1)中所述上清液按照0.5-5BV/h的流速逆流进入所述阳离子树脂柱。
4.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:步骤(2)中所述纯化水按照1-10BV/h的流速逆流进入所述阳离子树脂柱中。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:步骤(2)中所述磷酸按照0.2-2.0BV/h的流速正流进入所述阳离子树脂柱中,且所述磷酸的浓度为5-20w/v%。
6.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:步骤(3)中所述流出液浓缩至30-35泊美,加入固体氢氧化钠调pH至4.3-9.5,加热至80-90℃,待白色固悬物析出后,保温1.5-3h,降温至55-65℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水制备磷酸二氢钾和磷酸氢镁的工艺方法,其特征在于:步骤(4)中加入80-88w/v%磷酸,调pH至2.0-5.0,真空浓缩结晶,再降温至25-35℃。
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