一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法
2023-05-10 09:32:46 1
一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法
【專利摘要】本發明提供一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其操作步驟包括如下：用破碎機及粉碎機將磷化工廢料粉碎到200目以下，用酸溶解，反應後形成次磷酸溶液，經過濾、萃取、沉澱、分離、濃縮等，獲得含次磷酸的濃溶液。本發明能夠利用磷化工生產中副產物或廢料，具有成本低、工藝簡單、產品質量好的特點，為工業廢棄物的利用及次磷酸的生產提供了一條全新的途徑。
【專利說明】一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法
[0001]所屬
【技術領域】
本發明屬於化工領域，是一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法。
【背景技術】
[0002]次磷酸又名次亞磷酸，具有還原性而廣泛的應用於化學鍍，或者用於鎳氫電池陰極生產、食品生產、有機合成、醫藥等方面。
[0003]次磷酸的常規製備方法，一般是採用先製備出可溶性次磷酸鹽，再經複分解反應酸化後得到次磷酸的兩步製備方法。如用黃磷與氫氧化鋇反應，生成次磷酸鈣溶液，再加硫酸生成硫酸鋇沉澱，過濾沉澱後得到次磷酸。或以黃磷與石灰、燒鹼反應先生成次磷酸鈉，經離子膜電滲析法、離子交換法、電解法等製成次磷酸。
[0004]也有專利CN201110063628提出以葡萄糖和鹼式磷酸鹽為原料經過反應、分離、純化等步驟生產次磷酸的方法。
[0005]磷鐵是一種磷化工生產中產生的廢渣或者稱為副產物的含有磷和鐵的物質，如黃磷、鈣鎂磷肥副產的磷鐵等。磷鐵一般帶有金屬光澤的銀灰色(或帶黃色)固體，較堅硬且偏脆性，有一定的鐵磁性。通過對磷鐵進行化學元素分析，結果表明其含量最大的是鐵元素，鐵佔55%?75%，其次是磷元素，磷佔10%?20%。
[0006]雖然磷鐵中含有大量的鐵和磷元素，但其化學性質異常穩定，不像鐵那樣在空氣中會緩慢氧化，也不像磷那樣在空氣中會立即氧化冒白煙甚至燃燒，磷鐵可以在空氣中長期穩定存在。說明磷鐵中不存在單質態的磷和鐵。對磷鐵進行X射線衍射分析，結果表明磷鐵中存在的是Fe2P、Fe3P兩種形態。
[0007]磷鐵的常規利用，可以作為煉鋼的合金劑、脫氧劑，化學利用一般採用配入純鹼與磷鐵粉混合後高溫煅燒，然後用水浸取，濾液經濃縮、結晶、乾燥製得磷酸三鈉產品，濾渣經洗滌、烘乾製得氧化鐵。
[0008]本發明提出利用磷鐵這種磷化工生產中產生的廢渣(或者稱為副產物)的含有磷和鐵的物質為原料直接合成次磷酸，再分離雜質後獲得純淨次磷酸產品的方法。
【發明內容】
[0009]本發明要解決原有磷鐵的利用價值低、利用渠道少、或者加工流程冗長的缺點，以及次磷酸的生產方法及原料選擇較單一、加工成本較高等缺點，提出全新的磷鐵利用途徑及次磷酸製造的新方法，該方法具有成本低、充分利用廢棄資源或副產物、工藝簡單的特點。
[0010]為了實現上述目地，本發明採取的技術方案為:一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，包括以下步驟:(I)粉碎:用粉碎機械將塊狀磷鐵破碎到足夠細度；(2)酸浸:控制適當的固液比、硫酸濃度、壓力、反應溫度等條件，使磷鐵不斷反應生成硫酸亞鐵和次磷酸；
(3)過濾:過濾反應液，分離出未反應原料，得到含硫酸亞鐵和次磷酸的濾液，未反應的磷鐵返回繼續使用；(4)萃取:次磷酸和硫酸亞鐵的硫酸溶液用有機溶劑萃取，次磷酸及硫酸進入有機相，硫酸亞鐵留在水相；(5)除硫酸:分離出有機相後，加入碳酸鈣(或碳酸鋇)反應，硫酸形成硫酸鈣沉澱(或硫酸鋇)，分離沉澱；(6)反萃:分離硫酸鈣的有機相，用水反萃，分離出含次磷酸的溶液；(7)濃縮:將次磷酸溶液蒸發濃縮到需要的濃度。
[0011]實施例1
用鄂式破碎機大塊磷鐵粗碎，然後用圓盤粉碎機進一步破碎到I?2mm粒徑,用球磨機再磨細至過200目，取上述磷鐵原料400g，用3000g40%的H2S04在100°C、攪拌速度為500r/min的條件下反應12h,反應結束後進行過濾,溶液過濾後為濾液2200g,濾液用2000g正丁醇萃取，得到有機相2500g，加入碳酸鈣除掉硫酸，過濾去掉硫酸鈣，濾液為次磷酸溶液。
[0012]實施例2
用粉碎設備將大塊磷鐵粉碎到要求的細度，取粉狀磷鐵原料200g，用2000g40%的H2S04在105°C、攪拌速度為500r/min的條件下反應10h，反應結束後進行過濾，溶液過濾後為濾液1700g，濾液用1500g正丁醇萃取，萃出相加熱蒸發，分離出有機相，水相再加入適量的碳酸鈣與硫酸剛好完全，反應生成硫酸鈣以除掉硫酸，過濾，濾渣為硫酸鈣，得濾液2000g即為次磷酸溶液，再濃縮到需要的濃度。
[0013]實施例3
取過400目以上的磷鐵原料100g，用lkg40%的H2S04在105°C、攪拌速度為900r/min的條件下反應I lh，反應結束後進行過濾，濾渣返回繼續反應，分離濾渣後的濾液800g，用有機溶劑進行萃取，萃餘相返回循環使用，萃出相100g加入適量的碳酸鈣剛好完全與硫酸反應，若反應過量或不足，可採用加鋇化合物或者加硫酸進行精細調整的方法，然後過濾分離濾渣硫酸鈣等，得到的濾液用水進行反萃，反萃後溶劑相循環使用，水相即為次磷酸溶液。
【權利要求】
1.一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法。
2.權利要求1的一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其特徵在於使用的磷化工廢料為磷礦加工後形成的廢料或副產物，包括黃磷生產所產生的磷鐵、鈣鎂磷肥生產所產生的磷鐵。
3.權利要求2的一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其特徵在於這種含磷含鐵的磷化工廢料含有鐵元素35%?85%，含有磷10%?30%。
4.權利要求1的一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其特徵在於採用硫酸與磷鐵反應。
5.權利要求4的一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其特徵在於採用硫酸與磷鐵反應後生產含有次磷酸的溶液。
6.權利要求1的一種用磷化工廢料生產次磷酸的方法，其特徵在於包括以下步驟的一步或多步:(1)粉碎:用粉碎機械將塊狀磷鐵破碎到足夠細度；(2)酸浸:控制適當的固液t匕、硫酸濃度、壓力、反應溫度等條件，使磷鐵不斷反應生成硫酸亞鐵和次磷酸；(3)過濾:過濾反應液，分離出未反應原料，得到含硫酸亞鐵和次磷酸的濾液，未反應的磷鐵返回作原料繼續使用；(4)萃取:次磷酸和硫酸亞鐵的硫酸溶液用有機溶劑萃取，次磷酸及硫酸進入有機相，硫酸亞鐵留在水相；(5)除硫酸:分離出有機相後，加入碳酸鈣(或碳酸鋇)反應，硫酸形成硫酸鈣沉澱(或硫酸鋇)，分離沉澱；(6)反萃:分離硫酸鈣的有機相，用水反萃，分離出含次磷酸水溶液；(7)濃縮:將次磷酸溶液蒸發濃縮到需要的濃度。
【文檔編號】C01B25/165GK104386659SQ201410646509
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月15日 優先權日:2014年11月15日
【發明者】周駿宏, 阮代錟, 張嬌, 劉芳芳, 王嬌, 熊玉霞, 張秀 申請人:周駿宏