本發明涉及一種廢料處理方法,特別是一種磷酸氫鋇廢料處理方法。
背景技術:
在醫藥中間體生產過程中,產生大量含磷酸氫鋇廢液,由于磷酸氫鋇對水體是有害的,廢水不能直接排放,大量的廢水無法處理,只能將其濃縮干燥后,將固體廢料收集。固體磷酸氫鋇廢料不能通過傳統的掩埋、焚燒等方式進行處理,對環境的危害極大,而固體廢料中不僅含有磷酸氫鋇,還包括碳酸鈣等其他物質,純度較低,同時由于磷酸氫鋇在化工應用面較窄,大多只在磷光體的生產中具有少量的應用,大量的廢料沒有辦法處理,現有技術也沒有針對磷酸氫鋇提出妥善有效的處理方法。
技術實現要素:
本發明的發明目的在于:針對上述存在的問題,提供一種能夠妥善處理磷酸氫鋇廢料,將其進行復分解反應后,將鋇離子和磷酸氫根分別處理得到不同的能夠在工業上具有廣泛應用的產品,且在處理過程中不會產生二次污染,對環境友好無負擔的磷酸氫鋇廢料處理方法。
本發明采用的技術方案如下:
本發明一種磷酸氫鋇廢料處理方法,包括以下步驟,
步驟一,取適量水將廢料溶解后,經過柵格過濾,加乙酸至體系中不再產生氣泡,溶液靜置后再次過濾;
步驟二,濾液中加入適量的乙酸調節體系pH為4~5,投入一體化鐵碳材料,在電壓為10V條件下進行微電解處理6h;
步驟三,離心脫水,過濾,濃縮后;再次離心脫水,過濾,濃縮;
步驟四,向濾液中加入適量硫酸鉀直至不再產生沉淀,過濾后固體和濾液分別收集,濾液進行除水濃縮。
由于采用了上述技術方案,將磷酸氫鋇廢料中的其他大顆粒固體雜質去除掉后,將其中的碳酸根去除后,通過微電解反應,將其中的有機質去除掉,再通過離心脫水,其他無機質去除掉后,得到相對純度較高的磷酸氫鋇后,通過與硫酸鉀進行復分解反應,制得磷酸氫二鉀液體和硫酸鋇沉淀,硫酸鋇可用作與涂料等原料,而磷酸氫二鉀在工業、醫藥上的應用較磷酸氫鋇廣泛的多,能夠用于醫藥生產、水質處理、食品工業、緩沖劑、電鍍添加劑等,從而將大量的磷酸氫鋇廢料進行了有效地處理,使其得到了合理的應用。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述步驟一中柵格間隙為0.7~1.2cm,所述乙酸的濃度為76~80%。
由于采用了上述技術方案,在生產過程、及堆放過程中產生的大量固體雜質顆粒,諸如石粒、木屑等物質,經過柵格進行預過濾,減小在酸化過程中,對酸物質的吸附,對乙酸的浪費;通過濃度為76~80%的乙酸進行酸化,能夠有效去除掉碳酸根離子;在中和碳酸根的過程中,不僅發出大量的熱還會有大量的氣體產生,若采用高濃度的乙酸,會致使乙酸大量的揮發,而采用濃度相對較低的乙酸能夠極大的減小乙酸的揮發量,減小浪費,同時大量高濃度的乙酸對呼吸系統的刺激較大,大量的乙酸彌漫在空氣導致二次污染。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述微電解在微電解氧化槽中進行,所述氧化槽的尺寸為3.0m×2.5m×3.5m,有效水深3.0m,水力停留時間5.5h,所述微電解氧化槽底部設有鋼襯,所述氧化槽內設有雙氧水加藥系統,所述雙氧水通入速度為1.73m3/h。
由于采用了上述技術方案,微電解氧化槽的工作效率足夠滿足處理需求,有效的節約成本,避免氧化槽較大,對電量、雙氧水等的造成浪費,提高成本。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述一體化鐵碳材料中鐵碳比為5:1,所述一體化鐵碳材料的投入量為3.6g/L。
由于采用了上述技術方案,以鐵為陽極,碳為陰極,廢水中的離子作為電解質,形成原電池,利用金屬腐蝕原理對廢水進行處理,從而去除廢液中的有機物,向鐵炭微電解反應出水中加入 H2O2,使其與生成的Fe2+構成Fenton試劑,產生的·OH能迅速引發氧化鏈反應,最終將有機污染物分解為CO2和H2O;同時Fe2+被部分氧化成 Fe3+,并以Fe(OH)3形式存在,新生Fe(OH)3具有絮凝作用,可以進一步降低廢水中的有機物含量,且·OH能夠與廢料中的鈣離子產生氫氧化鈣沉淀,從而將廢料中的碳酸鈣完全去除掉;由于廢料中的有機質含量相對較少,因此需要的鐵碳材料較少,上述比例為最佳值,能夠在成本較低的條件下將有機質完全去除掉。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述一體化鐵碳材料由質量份8份Fe4O3粉末,8份碳纖維和3份Fe3A1粉末經過模壓成中空球狀后,在真空,340~420℃條件下進行燒結制成;所述一體化鐵碳材料具有多孔三維結構,孔隙率為54.1%。
由于采用了上述技術方案,一體化鐵碳材料的處理效果高,在球體內部中空表面形成光滑的氧化鋁氧化膜,在由于氧化鋁的熱膨脹系數不同,一體化鐵碳材料在微電解過程中具有較高的反應效率;且,由于其多孔的三維結構,使其具有較大的比表面積,在進行微電解反應的過程中具有更好的反應活性。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述步驟三包括以下過程,向體系中加入少量的石灰乳,所述石灰乳的加入量為170mg/L,攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機中,在轉速為2000r/min的條件下脫水40min,完成脫水后立即過濾,濾液進行濃縮至含水量60~70%;再次向體系中加入少量的石灰乳,所述石灰乳的加入量為28mg/L,攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機中,在轉速為3000r/min的條件下脫水2h,完成脫水后立即過濾,濾液進行濃縮至含水量30~50%。
由于采用了上述技術方案,在微電解反應中,廢料中含有的其他微量金屬離子與氫氧根結合產生不容物,但由于含量極低,無法直接通過過濾去除掉,通過石灰乳的絮凝作用,將其他金屬離子經過離心脫水作用去除掉,經過二次濃縮去除能夠將廢水中的磷酸氫鋇的純度提高至94.7%。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述步驟四中,過濾后的固體經過下述處理,取適量所述固體按照摩爾比1:1.2完全溶于濃硫酸中,在攪拌速率500r/min,溫度為2~4℃的條件下,將體系加入過量去離子水中,靜置1~2h,將析出粒子過濾后經去離子水洗滌若干次后,干燥。
由于采用了上述技術方案,通過復分解反應得到的硫酸鋇經過重結晶得到純度大于98%的微晶硫酸鋇粒子,其品質極高,具有良好的應用價值,而處理完成后的稀硫酸可以得到二次應用,不會對環境造成負擔。
本發明的一種磷酸氫鋇廢料處理方法,所述步驟四中,過濾后的濾液經過下述處理,濃縮至含水量30~40%,用正丁醇,磷酸三丁酯和異丙醚按照質量比5:1:0.4混合后,在溫度為60℃的條件下進行萃取,萃取時間為30min,采用濃度為85%的氯化鉀溶液對有機相進行洗滌,洗滌溫度為62℃,攪拌速度為300r/min,洗滌時間為20min,將經過洗滌的有機相升溫至60℃后,置于真空度為0.7,環境溫度-10℃的條件,迅速降溫,得到大顆粒晶體,過濾后,收集晶體。
由于采用了上述技術方案,得到純度大于97%的磷酸二氫鉀產品,具有較高的品質,能夠在農業、醫藥等領域得到較好的應用,而其處理過程中的有機溶劑,能夠回收后進行二次利用,不會對環境造成負擔。
綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發明的有益效果是:
1、能夠妥善處理磷酸氫鋇廢料,將其進行復分解反應后,將鋇離子和磷酸氫根分別處理得到不同的能夠在工業上具有廣泛應用的產品,且在處理過程中不會產生二次污染,對環境友好無負擔。
2、得到純度大于98%的微晶硫酸鋇粒子,純度大于97%的磷酸二氫鉀產品,產品品質高,具有良好的應用價值,而在處理過程中產生的溶劑等可以得到二次應用,不會對環境造成負擔。
具體實施方式
下面結合對本發明作詳細的說明。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
實施例1
取適量水將廢料溶解后,經過柵格過濾,柵格間隙為0.7~1.2cm,加濃度為76~80%的乙酸至體系中不再產生氣泡,溶液靜置0.5h后再次過濾。
向濾液中加入濃度為76~80%的乙酸調節體系pH為4~5后,將體系置于微電解氧化槽中,按照投入量3.6g/L投入鐵碳比為5:1的一體化鐵碳材料,在電壓為10V條件下進行微電解處理6h,其中,氧化槽的尺寸為3.0m×2.5m×3.5m,有效水深3.0m,水力停留時間5.5h,微電解氧化槽底部設有鋼襯,槽內設有雙氧水加藥系統,雙氧水加藥系統向體系中通入雙氧水,雙氧水通入速度為1.73m3/h。
向體系中加入少量的石灰乳,所述石灰乳的加入量為170mg/L,攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機中,在轉速為2000r/min的條件下脫水40min,完成脫水后立即過濾,濾液進行濃縮至含水量60~70%;再次向體系中加入少量的石灰乳,所述石灰乳的加入量為28mg/L,攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機中,在轉速為3000r/min的條件下脫水2h,完成脫水后立即過濾,濾液進行濃縮至含水量30~50%。
向濾液中加入適量硫酸鉀直至不再產生沉淀,過濾后固體和濾液分別收集,固體按照摩爾比1:1.2完全溶于濃硫酸中,在攪拌速率500r/min,溫度為2~4℃的條件下,將體系加入過量去離子水中,靜置1~2h,將析出粒子過濾后經去離子水洗滌若干次后,干燥;濾液濃縮至含水量30~40%,用正丁醇,磷酸三丁酯和異丙醚按照質量比5:1:0.4混合后,在溫度為60℃的條件下進行萃取,萃取時間為30min,采用濃度為85%的氯化鉀溶液對有機相進行洗滌,洗滌溫度為62℃,攪拌速度為300r/min,洗滌時間為20min,將經過洗滌的有機相升溫至60℃后,置于真空度為0.7,環境溫度-10℃的條件,迅速降溫,得到大顆粒晶體,過濾后,收集晶體。
實施例2
一體化鐵碳材料通過以下方法制備:
取質量份8份Fe4O3粉末,8份碳纖維和3份Fe3A1粉末研磨至細度小于400目后,混合均勻,經過模壓成中空球狀,球體的直徑5~8cm,壁厚2~3cm,在真空,340~420℃條件下進行燒結后,放置的空氣中自然冷卻,得到一體化鐵碳材料,該材料具有多孔三維結構,孔隙率為54.1%,其內表面形成一層光滑致密的氧化鋁氧化膜。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。