專利名稱：一種綜合利用泥磷制取次磷酸鈉的方法
一種綜合利用泥磷制取次磷酸鈉的方法
射銀凝
本發明涉及一種電爐法黃磷生產工業中產生的固體廢物——泥磷的綜合利 用方法，屬于化工和環境保護技術領域。
,微術
電爐法生產黃磷，是以硅石作助熔劑、焦炭作還原劑而得以實現的。磷爐
氣盡管經過了除塵器除塵，但仍有部分粉塵與磷蒸氣在冷凝塔中同時進入液相，
未分離的粉塵等物質在冷凝段與氣態磷和冷卻水形成泥磷，這是一種難以分離 的憐一塵一水混合物。
泥磷屮含磷量隨著精制的程度有所差異， 一般含磷約5% 40%，其它雜質 的主要成分為Si02、 CaO、 C、 Fe203、八1203等，其余是水。在顯微鏡下觀察， 泥磷是一種固體雜質與元素磷粘附在一起的無定形顆粒，其粒度為1 2nm至 0.2 0.5mm不等的混合體，在熔融狀態下它處于磷層和水層之間，但與磷層沒 有明顯的界面。
泥磷中含有有毒的物質，具有腐蝕性，必須沒于水中存放，但即使水封， 其中的磷還是會慢慢氧化放出五氧化二磷(P2Os)煙霧而污染空氣、腐蝕設備。 如果存放不慎磷還將隨水外流，進而引起水源污染，造成人、畜、魚類等發生 嚴重中毒。
由于泥磷的危害及潛在危害很大，泥磷的處理方法研究也很多。前人已經 提出了很多種處理泥磷的方法， 一般主要是將其直接加熱從而回收其中黃磷， 但由于磷的燃點低，所以加熱蒸磷法比較危險；采用化學藥劑法時人工加磷勞 動強度大、沖洗地坪耗水較多;溶劑萃取法的缺點在于溶劑成本較高、設備的 密閉要求較嚴、工藝流程較長，工作介質又為易燃易爆物，危險性較大；而氧 化法的費用較高，同時又會產生新的"三廢"污染問題等等。
鑒于現有泥磷處理方法的不足，本發明的目的是提供了一種以泥磷為原料 制取次磷酸鈉的處理方法，不僅可以很好處理泥磷，而且還能將其轉化為有經 濟價值的產品，在保護環境的同時回收了泥磷中有用的磷資源。
本發明的方法是通過以下的技術方案實現的
① 在加熱和攪拌的條件下，將泥磷、水、氫氧化鈣(Ca(OH)2)及氫氧化 鈉NaOH)加入反應器中進行反應，并加入乳化劑十六烷基三甲基溴化銨
(CTAB);
② 反應完成后，向反應器中通入空氣，除去反應液中多余的氫氧化鈣(Ca(OH)2);
③ 將反應液引入過濾機進行過濾，在濾液中加入碳酸鈉(Na2C03)，鈣離 子以碳酸鈣(CaC03)沉淀的形式除去，并用水洗滌濾渣；
④ 濾液進入蒸發器進行濃縮，濃縮后的濾液進入緩沖槽，再進入結晶槽， 在帶有攪拌器和冷卻管的槽中進行冷卻結晶，然后經過離心機分離，最終得到 次磷酸鈉(NaH2P02)晶體，而反應的副產物磷化氫(PH3)則經過催化氧化為 五氧化二磷(P205)，然后和水反應生成磷酸(H3P04)。
上述的工藝流程中步驟①的反應溫度控制在80 9(TC，步驟②、③和④的 溫度為室溫。
上述的工藝流程中步驟①的反應投料水磷重量比為105:1 115:1，反應的 投料堿磷重量比為3.5:1 4.5:1，反應的投料氫氧化鈉和氫氧化鈣的重量配比為 5:1，同時加入物料總重量0.03% 0.06%的十六垸基三甲基溴化銨。
本發明的主反應如下式
P4 + 3NaOH + 3H20 — 3NaH2P02 + PH3
P4 + 4NaOH + 4H2。 一 4NaH2P02 + 2H2
2P4 + 3Ca(OH)2 + 6H20— 3Ca(H2P02)2 + 2PH3
2Ca(OH)2 + P4 + 4H20 — 2Ca(H2P02)2 + 2H2
Ca(H2P02)2 + Na2C03 — CaC03 + 2NaH2P02
本發明的副反應如下式 4NaOH + P4 + 2H20 — 2Na2HP03 + 2PH3 P4+2Ca(OH)2 + 2H20 — 2CaHP03 + 2PH3 Na2HP03 + Ca(OH)2 — CaHP03 + 2NaOH NaH2P02 + NaOH — Na2HP03 + H2
本發明的有益效果是工藝簡單，易實施，操作安全，生產成本低，綜合 利用獲得的產品次磷酸鈉附加值高，并且同時解決了污染等問題。
圖l是本發明的工藝流程圖。
斜實敲式
實施例一
取平均磷含量23.5%的黃磷廠的泥磷，按水磷比115:1、堿磷比3.5:1，氫 氧化鈉和氫氧化鈣的配比為5:1和少量CTAB進入反應器中在溫度8(TC進行反 應。反應時間為6.5h，得到次磷酸鈉的得率為52.4%，磷轉化為次磷酸鈉的比 例為70.18%,產品中次磷酸鈉的含量為98.05%。 實施例二取平均磷含量35.4%的黃磷廠的泥磷，按水磷比110:1、堿磷比4,2:1，氫 氧化鈉和氫氧化鈣的配比為5:1和少量CTAB進入反應器中 在溫度85。C進行反應。反應時間為6.2h，得到次磷酸鈉的得率為55.67%，磷 轉化為次磷酸鈉的比例為70.85%，產品中次磷酸鈉的含量為98.25%。 實施例三
取平均磷含量54.6%的黃磷廠的泥磷，按水磷比105:1、堿磷比4.5:1，氫 氧化鈉和氫氧化鈣的配比為5:1和少量CTAB進入反應器中
在溫度9(TC進行反應。反應時間為5.8h,得到次磷酸鈉的得率為60.45%， 磷轉化為次磷酸鈉的比例為71.54%，產品中次磷酸鈉的含量為98.42%。
權利要求
1、一種綜合利用泥磷制取次磷酸鈉的方法，其特征在于工藝流程為①在加熱和攪拌的條件下，將泥磷、水、氫氧化鈣及氫氧化鈉加入反應器中進行反應，并加入乳化劑十六烷基三甲基溴化銨；②反應完成后，向反應器中通入空氣，除去反應液中多余的氫氧化鈣；③將反應液引入過濾機進行過濾，在濾液中加入碳酸鈉，鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去，并用水洗滌濾渣；④濾液進入蒸發器進行濃縮，濃縮后的濾液進入緩沖槽，再進入結晶槽，在帶有攪拌器和冷卻管的槽中進行冷卻結晶，然后經過離心機分離，最終得到次磷酸鈉晶體，而反應的副產物磷化氫則經過催化氧化為五氧化二磷，然后和水反應生成磷酸。
2、 根據權利要求1所述的綜合利用泥磷制取次磷酸鈉的方法，其特征在于 工藝流程中步驟①的反應溫度控制在80 90°C,步驟②、③和④的溫度為室溫。
3、 根據權利要求1所述的綜合利用泥磷制取次磷酸鈉的方法，其特征在于-工藝流程中步驟①的反應投料水磷重量比為105:1 115:1，反應的投料堿磷重 量比為3.5:1 4.5:1，反應的投料氫氧化鈉和氫氧化鈣的重量配比為5:1，同時 加入物料總重量0.03%~0.06%的十六垸基三甲基溴化銨。
全文摘要
本發明涉及一種電爐法黃磷生產工業中產生的固體廢物——泥磷的綜合利用方法，屬于化工和環境保護技術領域。本發明的工藝過程為①在加熱和攪拌的條件下，將泥磷、水、氫氧化鈣及氫氧化鈉加入反應器中進行反應，并加入乳化劑十六烷基三甲基溴化銨；②反應完成后，通入空氣，除去反應液中多余的氫氧化鈣；③將反應液進行過濾，在濾液中加入碳酸鈉，鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去，并用水洗滌濾渣；④濾液進行濃縮，冷卻結晶，離心分離，得到次磷酸鈉晶體，而反應的副產物磷化氫則經過催化氧化為五氧化二磷，然后和水反應生成磷酸。本發明生產的次磷酸鈉質量穩定，生產操作安全，泥磷處理效果好，保護環境的同時使資源得到綜合利用。
文檔編號C01B25/00GK101654233SQ200910094608
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者劉偉文, 平 寧, 胡若鵬, 娟 譚, 馬仲明, 馬興良, 高慧敏, 黃小鳳 申請人:昆明理工大學