一种次磷酸钠工业废渣制备亚磷酸钙的方法技术

本发明专利技术涉及一种次磷酸钠工业废渣制备亚磷酸钙的方法。其技术方案是：先将次磷酸钠废渣、水、碳酸钠反应、分离制备滤饼Ⅰ和滤液Ⅰ；再将滤饼Ⅰ和盐酸反应、分离制备滤液Ⅱ；然后将滤液Ⅰ经过活性炭吸附系统后，与滤液Ⅱ一起加入到连续反应结晶器内，再经陈化、分离、干燥后得到纯度大于99.0%的亚磷酸钙晶体和结晶母液Ⅱ；最后将结晶母液Ⅱ进行蒸发、结晶，得到氯化钠粗盐和结晶母液Ⅲ，结晶母液Ⅲ返回反应结晶器循环。本发明专利技术采用连续反应结晶工艺，以工业副产次磷酸钠废渣为原料制备亚磷酸钙，在进行固废处理时实现了其资源化利用，生产过程不产生废液，而且还具有工艺简单、操作条件温和、能耗低、产品质量稳定、易于工业化等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。其技术方案是：先将次磷酸钠废渣、水、碳酸钠反应、分离制备滤饼Ⅰ和滤液Ⅰ；再将滤饼Ⅰ和盐酸反应、分离制备滤液Ⅱ；然后将滤液Ⅰ经过活性炭吸附系统后，与滤液Ⅱ一起加入到连续反应结晶器内，再经陈化、分离、干燥后得到纯度大于99.0%的亚磷酸钙晶体和结晶母液Ⅱ；最后将结晶母液Ⅱ进行蒸发、结晶，得到氯化钠粗盐和结晶母液Ⅲ，结晶母液Ⅲ返回反应结晶器循环。本专利技术采用连续反应结晶工艺，以工业副产次磷酸钠废渣为原料制备亚磷酸钙，在进行固废处理时实现了其资源化利用，生产过程不产生废液，而且还具有工艺简单、操作条件温和、能耗低、产品质量稳定、易于工业化等优点。【专利说明】
本专利技术属于精细化学品制备
，具体涉及。
技术介绍
次磷酸钠是化学镀工业的主要原料之一，目前国内外主要采用以黄磷、生石灰、烧碱(或纯碱)为主要原料的一步法工艺进行工业生产。但该工艺会产生大量工业废渣，俗称次磷酸钠废渣，其主要组成是亚磷酸钙(约4(T50wt%)、碳酸钙(约l(T30wt%)、氢氧化钙(15~30wt%)、Al2O3 (约 1.5wt%)、S12 (约 I~3wt%)、其他 0~7wt%。 目前，次磷酸钠工业废渣的处理方法主要有:(1)填埋；(2)在旋转窑炉内通过高温将其转化为肥料级磷酸三钙；(3)利用复分解反应将废渣中的亚磷酸钙转化成亚磷酸钠溶液，再利用阳离子交换树脂(或电解、电渗析等)将其转化成亚磷酸；(4)利用酸解将废渣中的亚磷酸钙转化成粗亚磷酸溶液，再采用有机溶剂萃取亚磷酸，然后再利用石灰乳反萃取有机相，制备亚磷酸钙。其中，方法(I)未能有效利用废渣中大量的亚磷酸钙，资源浪费且污染环境；方法(2)实质是走低端产业路线，能耗高污染大，产品附加值低；方法(3)和(4)工艺复杂，生产成本高，产生废液量大。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供，该方法具有工艺简单、条件温和、能耗低、易于工业化等优点。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是:步骤一、将次磷酸钠工业废渣粉碎至60-120目；步骤二、在6(T90°C和200~500r/min的转速条件下，将步骤一中粉碎后的废渣、水、碳酸钠按照质量比1: (2~3): (0.9^1)加入反应釜I，恒温搅拌反应6^!，离心分离，得到滤饼I和滤液I;步骤三、在200~500r/min的转速条件下，将滤饼I和浓度为31wt%的盐酸加入反应釜II，盐酸的加入量为滤饼I质量的2~2.5倍，恒温搅拌反应0.5^2h,离心分离，得到固体废渣和滤液II ；步骤四、滤液I经过活性炭吸附系统后，与滤液II 一起缓慢、连续加入到连续反应结晶器内，产品母液I由结晶器底部连续排出，要求控制加入到反应结晶器时的滤液I中亚磷酸钠与滤液II中氯化钙的化学计量比为1:(1.广1.2)，控制连续反应结晶器内温度6(T90°C、搅拌转速200~500r/min，物料在连续反应结晶器内平均停留时间为I~5h ；步骤五、将产品母液I送至陈化器，控制陈化器内温度6(T90°C、搅拌转速100~300r/min，物料在陈化器内平均停留时间为(T3h，陈化结束后的物料由陈化器底部连续排出，经离心分离、洗涤、干燥后得到亚磷酸钙晶体和结晶母液II ； 步骤六、将结晶母液II进行蒸发、结晶，得到氯化钠粗盐和结晶母液III，结晶母液III返回连续反应结晶器进行循环。 所述的活性炭吸附系统包含两个并联的活性炭吸附塔，内装生物质活性炭吸附滤液I中的微量重金属离子，两个活性炭吸附塔交替使用，当其中一个吸附饱和后，切换至另一个吸附塔操作，同时对达到吸附饱和的活性炭塔进行蒸汽吹扫再生，吹扫蒸汽温度为10(Tl5(rC，蒸汽吹扫后再用4(T80°C热空气吹扫干燥活性炭吸附塔，以备后用。 所述的化学计量比为摩尔比。 所述的制备得到的亚磷酸钙晶体的纯度大于99.0%。 所述的制备步骤六中的蒸发采用减压操作，其真空度为0.02、.0SMPa,当其结晶母液中的晶体悬浮密度达到3(T50wt%时蒸发结晶操作结束，然后过滤、干燥。 由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果:(I)本专利技术所涉及的次磷酸钠工业废渣制备亚磷酸钙的方法，亚磷酸钠与氯化钙反应方程式如下: Na2HPO2 + CaCl2----- Ca (H2PO2) 2 I + 2NaCl由于亚磷酸钙微溶于水，采用连续反应结晶工艺，可使生成的亚磷酸钙不断结晶析出，从而让上述反应不断向正反应方向进行，提高产品的收率；通过控制结晶过程的停留时间、温度以及亚磷酸钠溶液与氯化钙溶液的流加速率，使亚磷酸钙的反应结晶过程恒定在比较低的过饱和度下进行，从而能够获得平均粒径大、粒度分布均匀的亚磷酸钙晶体产品；相交于传统的亚磷酸钙间歇制备工艺，连续反应结晶法具有生产能力大、自动化程度高、产品质量稳定等优点。 (2)本专利技术所涉及的次磷酸钠工业废渣制备亚磷酸钙的方法，以工业副产次磷酸钠废渣为原料，通过反应结晶法制备亚磷酸钙，在进行固废处理时实现了其资源化利用，生产过程不产生废液，而且操作条件更温和，操作能耗低，易于工业化。 【专利附图】【附图说明】 图1本专利技术工艺流程图。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。实施例 ，其具体步骤是:步骤一、将次磷酸钠工业废渣粉碎至60-120目；步骤二、在6(T90°C和200~500r/min的转速条件下，将步骤一中粉碎后的废渣、水、碳酸钠按照质量比1: (2~3): (0.9^1)加入反应釜I，恒温搅拌反应6^!，离心分离，得到滤饼I和滤液I;步骤三、在200~500r/min的转速条件下，将滤饼I和浓度为31wt%的盐酸加入反应釜II，盐酸的加入量为滤饼I质量的2~2.5倍，恒温搅拌反应0.5~2h，离心分离，得到固体废渣和滤液II ；步骤四、滤液I经过活性炭吸附系统后，与滤液II 一起缓慢、连续加入到连续反应结晶器内，产品母液I由结晶器底部连续排出，要求控制加入到反应结晶器时的滤液I中亚磷酸钠与滤液II中氯化钙的摩尔化学计量比为1: (1.1~1.2)，控制连续反应结晶器内温度6(T90°C、搅拌转速200~500r/min，物料在连续反应结晶器内平均停留时间为I~5h ；步骤五、将产品母液I送至陈化器，控制陈化器内温度6(T90°C、搅拌转速100~300r/min，物料在陈化器内平均停留时间为(T3h，陈化结束后的物料由陈化器底部连续排出，经离心分离、洗涤、干燥后得到纯度大于99.0%的亚磷酸钙晶体和结晶母液II ；步骤六、将结晶母液II进行蒸发、结晶，得到氯化钠粗盐和结晶母液III，结晶母液III返回连续反应结晶器进行循环。 所述的活性炭吸附系统包含两个并联的活性炭吸附塔，内装生物质活性炭吸附滤液I中的微量重金属离子，两个活性炭吸附塔交替使用，当其中一个吸附饱和后，切换至另一个吸附塔操作，同时对达到吸附饱和的活性炭塔进行蒸汽吹扫再生，吹扫蒸汽温度为10(Tl5(rC，蒸汽吹扫后再用4(T80°C热空气吹扫干燥活性炭吸附塔，以备后用。 所述的制备步骤六中的蒸发采用减压操作，其真空度为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种次磷酸钠工业废渣制备亚磷酸钙的方法，其特征在于，具体按以下步骤完成：步骤一、将次磷酸钠工业废渣粉碎至60~120目；步骤二、在60~90℃和200～500r/min的转速条件下，将步骤一中粉碎后的废渣、水、碳酸钠按照质量比1：(2~3)：(0.9~1)加入反应釜Ⅰ，恒温搅拌反应6~8h，离心分离，得到滤饼Ⅰ和滤液Ⅰ；步骤三、在200～500r/min的转速条件下，将滤饼Ⅰ和浓度为31wt%的盐酸加入反应釜Ⅱ，盐酸的加入量为滤饼Ⅰ质量的2~2.5倍，恒温搅拌反应0.5~2h，离心分离，得到固体废渣和滤液Ⅱ；步骤四、滤液Ⅰ经过活性炭吸附系统后，与滤液Ⅱ一起缓慢、连续加入到连续反应结晶器内，产品母液Ⅰ由结晶器底部连续排出，要求控制加入到反应结晶器时的滤液Ⅰ中亚磷酸钠与滤液Ⅱ中氯化钙的化学计量比为1:(1.1~1.2)，控制连续反应结晶器内温度60~90℃、搅拌转速200～500r/min，物料在连续反应结晶器内平均停留时间为1~5h；步骤五、将产品母液Ⅰ送至陈化器，控制陈化器内温度60~90℃、搅拌转速100～300r/min，物料在陈化器内平均停留时间为0~3h，陈化结束后的物料由陈化器底部连续排出，经离心分离、洗涤、干燥后得到亚磷酸钙晶体和结晶母液Ⅱ；步骤六、将结晶母液Ⅱ进行蒸发、结晶，得到氯化钠粗盐和结晶母液Ⅲ，结晶母液Ⅲ返回连续反应结晶器进行循环。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张春桃，王鑫，王海蓉，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42