一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法
2023-05-17 21:03:36 2
專利名稱：一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法
技術領域：
本發明涉及一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法。
技術背景目前,化工生產過程中產生大量的高濃度無機鹽廢水。這種高濃 度的無機鹽溶液直接排入江河水體，不僅嚴重破壞水體生態，而且對人類的生存環境也構成極大的威脅；如果直接循環使用易使設備堵 塞，運行不暢，同時也存在腐蝕設備等問題。例如中國專利(申請號200610017298.2)公開了通過加入磷酸鉀、磷酸氫二鉀或碳酸鉀等無 機鹽使親水性離子液體水溶液形成雙水相體系，上相形成富離子液體 相，下相形成富鹽相，從水溶液中富集回收離子液體的方法。同時下 相產生濃度為30 % 60 %的無機鹽溶液，這個問題制約著鹽/鹽雙水 相技術回收離子液體應用和發展。如果將化工生產過程中的無機鹽分 離後綜合利用，不僅可以消除環境汙染，還可以增加經濟效益。由於這類無機鹽的溶解度很大，且溫度對與其溶解度影響較小， --般不易採用結晶的方法回收。同時由於高濃度的無機鹽對微生物的 毒害性和抑制作用，微生物處理技術受到極大限制。通常採用的回收 方法就是蒸餾法，但是這種方法能源耗費大，成本高。因此高濃度無 機鹽的有效回收、循環使用對於化工生產具有重要的意義。 發明內容本發明的目的是提供一種多元酸無機鹽溶液的回收循環利用的方法。本發明的原理是通過化學反應使高溶解度的多元酸無機鹽轉化為 低溶解度的無機鹽並析出，飽和濾液再通過化學反應轉化為低濃度的 多元酸無機鹽溶液循環使用。例如碳酸鉀在2(TC時的飽和溶解度為112g，而碳酸氫鉀在20。C時的飽和溶解只有22.4g，因此通過化學反 應使高溶解度的無機鹽轉化為低溶解度的無機鹽時從溶液中析出，可 以回收無機鹽。同時這兩種類型的無機鹽可以在酸或鹼的條件下互相 轉換，得到低濃度的多元酸無機鹽溶液可以循環利用。本發明所述的一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法，其步驟和條件如下所述的多元酸無機鹽溶液為磷酸鹽水溶液、磷酸氫二鹽水溶液 或碳酸鹽水溶液；優先採用碳酸鉀、碳酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或 磷酸氫二銨溶液；所述的無機酸酸優先採用磷酸或通入二氧化碳； 所述的無機鹼優先採用氫氧化鉀、氫氧化鈉或氨水； 在質量分數為15% 60%的磷酸鹽水溶液、磷酸氫二鹽水溶液或 碳酸鹽水溶液中，分別加入無機酸，按照化學反應平衡的配比，磷酸 鹽無機酸的摩爾比為l: 2，磷酸氫二鹽無機酸的摩爾比為l: 1， 碳酸鉀無機酸的摩爾比為l: 1，分別完全轉化為磷酸二氫鹽或碳酸 氫鹽後從溶液中析出，過濾、乾燥，得到磷酸二氫鹽或碳酸氫鹽產品-, 剩餘的溶液為磷酸二氫鹽或碳酸氫鹽的飽和溶液；對於該飽和溶液分別加入無機鹼，按照平衡化學反應的配比，磷 酸二氫鹽無機鹼的摩爾比h 2，磷酸二氫鹽..無機鹼的摩爾比為l:1，碳酸氫鹽無機鹼的摩爾比為l: 1，分別完全轉化為質量分數為20% 25。％的低濃度磷酸鹽、磷酸氫二鹽或碳酸鹽溶液，該無機鹽溶液可以循環使用。有益效果(1)由於無機鹽的濃度不同，回收後無機鹽溶液的濃度降低為10% 30%，這種低濃度的無機鹽溶液減少了設備問題，可以循環使用。(2) 該方法利用酸鹼中和反應改變溶質達到析出回收溶液中無機鹽的目的，反應過程的酸和鹼均轉化為化學產品，且無汙染物排放， 是一種綠色環保的回收方法。(3) 該方法處理量大、設備簡單、操作容易、節約能耗。
具體實施方式
實施例1 磷酸鉀溶液的回收分別取質量分數為30%、 50%和60%的磷酸鉀水溶液108，按照 化學反應平衡的配比，磷酸鉀磷酸的摩爾比為l: 2分別加入3.46g、 5.77g和6.92g濃度為80X的磷酸，使其完全轉化為磷酸二氫鉀後從溶 液中析出，過濾、乾燥，得到4.02g、 8.22g、 10.32g磷酸二氫鉀產品， 濾液為18.50%磷酸二氫鉀飽和溶液，按照化學反應平衡的配比，磷 酸二氫鉀氫氧化鉀的摩爾比為h 2，分別加入1.44g、 1.15g、 l.Olg 氫氧化鉀使其完全轉化為質量分數為25.09%、 25.06%、 25.00%的低 濃度磷酸鉀，該無機鹽溶液可以循環使用。 實施例2磷酸氫二鉀溶液的回收分別取質量分數為30%、 40%和60%的磷酸氫二鉀水溶液108按照化學反應平衡的配比，磷酸氫二鉀磷酸的摩爾比為l: l分別加入2.11g、 2.81g和4.22g濃度為80X的磷酸，使其完全轉化為磷酸二氫 鉀後從溶液中析出，過濾、乾燥得到2.78g、 4.76g、 8.27g磷酸二氫鉀 產品，濾液為18.50%磷酸二氫鉀飽和溶液，按照化學反應平衡的配 比，磷酸二氫鉀氫氧化鉀的摩爾比為h 1，分別加入0.79g、 0.58g、 0.45g氫氧化鉀使其完全轉化為質量分數為24.21X、 22.03%、 22.03 %的低濃度磷酸氫二鉀，該無機鹽溶液可以循環使用。 實施例3 碳酸鉀溶液的回收分別取質量分數為30%、 50X的碳酸鉀水溶液10g，按照化學反 應平衡的配比，碳酸鉀二氧化碳的摩爾比為l: l分別通入0.022mo1、 0.036mol的二氧化碳氣體，使其完全轉化為碳酸氫鉀後從溶液中析 出，過濾、千燥得至lj2.87g、 6.28g碳酸氫鉀產品，濾液為18.30%碳酸 試鉀飽和溶液，按照化學反應平衡的配比，碳酸氫鉀氫氧化鉀的摩 爾比為l: l，分別加入0.83g、 0.54g氫氧化鉀使其完全轉化為質量分 數均為22.87%的低濃度碳酸氫鉀，該無機鹽溶液可以循環使用。 實施例4 碳酸鈉溶液的回收取質量分數為15。^的碳酸鈉水溶液10g，按照化學反應平衡的配 比，碳酸鈉二氧化碳的摩爾比為l: l通入0.014mol的二氧化碳氣體， 使其完全轉化為碳酸氫鈉後從溶液中析出，過濾、乾燥得到1.54g碳 酸氫鈉產品，濾液為8.76%碳酸氫鈉飽和溶液，按照化學反應平衡的配比，應碳酸氫鈉氫氧化鈉的摩爾比為l: 1，加入0.40g氫氧化鈉使其完全轉化為質量分數均為10.61%的低濃度碳酸氫鈉，該無機鹽溶液可以循環使用。實施例5 磷酸氫二銨溶液的回收取質量分數為40O/^的磷酸氫二銨水溶液10g，按照化學反應平衡的配比，磷酸氫二銨磷酸的摩爾比為h l加入3.71g濃度為80X的磷酸，使其完全轉化為磷酸二氫銨後從溶液中析出，過濾、乾燥得到0.91g磷酸二氫銨產品，濾液為29.38%磷酸二氫銨飽和溶液，按照化學反應平衡的配比，磷酸二氫銨氨水的摩爾比為l: 1，加入1.66g濃度為25%的氨水，使其完全轉化為質量分數為28.75%的低濃度磷 酸氫二銨，該無機鹽溶液可以循環使用。
權利要求
1.一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法，其特徵在於，其步驟和條件如下所述的多元酸無機鹽溶液為磷酸鹽水溶液、磷酸氫二鹽水溶液或碳酸鹽水溶液；所述的無機酸酸採用磷酸或通入二氧化碳；所述的無機鹼採用氫氧化鉀、氫氧化鈉或氨水；在質量分數為15％～60％的磷酸鹽水溶液、磷酸氫二鹽水溶液或碳酸鹽水溶液中，分別加入無機酸，按照化學反應平衡的配比，磷酸鹽∶無機酸的摩爾比為1∶2，磷酸氫二鹽∶無機酸的摩爾比為1∶1，碳酸鉀∶無機酸的摩爾比為1∶1，分別完全轉化為磷酸二氫鹽或碳酸氫鹽後從溶液中析出，過濾、乾燥，得到磷酸二氫鹽或碳酸氫鹽產品；剩餘的溶液為磷酸二氫鹽或碳酸氫鹽的飽和溶液；對於該飽和溶液分別加入無機鹼，按照平衡化學反應的配比，磷酸二氫鹽∶無機鹼的摩爾比1∶2，磷酸二氫鹽∶無機鹼的摩爾比為1∶1，碳酸氫鹽∶無機鹼的摩爾比為1∶1，分別完全轉化為質量分數為20％～25％的低濃度磷酸鹽、磷酸氫二鹽或碳酸鹽溶液，該無機鹽溶液可以循環使用。
2、 如權利要求l所述的一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法， 其特徵在於，所述的多元酸無機鹽溶液為碳酸鉀、碳酸鈉、磷酸鉀、 磷酸氫二鉀或磷酸氫二銨溶液。
全文摘要
本發明涉及一種多元酸無機鹽溶液的回收循環方法，通過化學反應使高溶解度的無機鹽轉化為低溶解度的無機鹽從溶液中析出，可以回收無機鹽；剩餘的飽和濾液再通過化學反應轉化為低濃度的無機鹽溶液再循環使用。該方法利用化學反應改變溶質達到析出回收溶液中無機鹽的目的，反應過程的酸和鹼均轉化為化學產品，且無汙染物排放，是一種綠色環保的回收方法。
文檔編號C01D7/10GK101323443SQ20081005098
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月21日 優先權日2008年7月21日
發明者張冬麗, 鄧嶽峰, 繼 陳, 濤 龍 申請人:中國科學院長春應用化學研究所