一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法技术

本发明专利技术提供一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法，以甲酸溶解固废磷化渣，用去离子水稀释后，蒸出甲酸，移至高压釜中，氮气氛围下，加入甲酸铵和分散剂，加热进行还原反应，磁选法将纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒和上清液分离，将纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒分散于乙醇中，加入高分子材料去离子水溶液，搅拌，得到包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料

【技术实现步骤摘要】
一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法


[0001]本专利技术属于化工和环境保护
，具体涉及一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法
。

技术介绍

[0002]全球性环境污染和资源短缺日趋严重，威胁人类生存
。
磷化渣是汽车
、
轮船
、
军工
、
机械制造等领域的金属表面磷化技术处理时产生的废渣
。
金属材料磷化处理是金属加工必不可少的环节，磷化渣产量很大，全国年产量可达上百万吨
。
磷化渣含铁
15
‑
20% ，含磷酸（根）
50% 左右，含锌5‑
8%
，依所采用的磷化液不同，还含有少量的
Mn, Ni
金属离子和其它不溶物
。
其成分复杂，处理困难，大多数企业采取堆放或填埋方式进行排放，造成资源尤其是不可再生资源磷的浪费和严重的环境污染
。
从磷化渣中提取资源，将其转化成有价值的化学产品，减少污染，意义重大
。
[0003]纳米零价铁在解决有机物污染
、
重金属污染和环境污染修复等方面表现出优越的性能，但由于其存在磁性引力，易使纳米零价铁颗粒产生团聚，由于其还原性极强，易被氧化，致使其活性降低，应用受限
。
现有技术大多采用铁盐与
NaBH4反应制备纳米零价铁，成本较高
。
>由于纳米铁与其它金属的组合效应及组成成分间的相互作用，在纳米零价铁金属材料中添加其它的金属，可增强其反应活性
、
分散性和稳定性
。
将固废磷化渣中的铁锌锰镍等金属通过还原反应制备成分散性能好
、
活性高
、
稳定的零价纳米铁荷载锌锰镍复合材料
、
并将其中的磷酸根转化成磷酸二氢铵，变废为宝，消除污染，未见报道
。
同时，对纳米铁荷载锌锰镍金属复合材料表面进行包覆修饰，能进一步提高其稳定性
、
增强使用效果
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法
。
操作简单，磷化渣的资源得到充分利用，无二次污染；包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料能很好的在污水处理中应用，磷酸二氢铵作为化工产品，应用广泛
。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法，包括以下步骤：以甲酸加热溶解固废磷化渣，过滤，除去不溶物，滤液加去离子水稀释，蒸馏回收甲酸，残液移至高压釜中，氮气氛围下，加入甲酸铵和分散剂，加热至
180
‑
190℃
，反应
15
‑
24h
，冷至室温，磁选分离纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒和上清液，纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒分别用去离子水和乙醇洗涤，分散于乙醇中，加入高分子材料去离子水溶液，搅拌1‑
2h
，磁选分离，洗涤，真空干燥，得到包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料；在上清液中加入适量磷酸，加热反应并蒸馏至无甲酸馏出，浓氨水调
pH4
‑5，浓缩，制得磷酸二氢铵
。
[0006]所述固废磷化渣，依所采用的磷化液不同，主要成分含铁
15
‑
20%
，含磷酸（根）
50%
左右，含锌5‑
8%
，还含有少量的锰
、
镍，其它不溶物；所述分散剂为聚乙二醇
、
羧甲基纤维素钠
、
β
‑
环糊精
、
水溶性淀粉
、
含多酚活性物质的植物提取液中的一种或几种；所述高分子材料为羧甲基纤维素钠
、
β
‑
环糊精
、
水溶性淀粉
、
聚乙烯醇
、
壳聚糖
、
聚丙烯酸钠中的一种或几种；所述固废磷化渣与甲酸铵的质量比为
100
：
45
‑
70
；所述固废磷化渣与去离子水的质量比为1：
15
‑
20
；所述分散剂的用量为体系总质量的
0.5%
‑
1.0%。
[0007]所述包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料在处理污水中的应用
。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
1.
对固废磷化渣资源进行了综合回收利用，消除了其污染；固废磷化渣中的金属离子通过甲酸铵的还原反应，制备成荷载零价锌
、
锰
、
镍的纳米零价铁复合材料，纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料中，少量锌
、
锰
、
镍的存在，能增强纳米零价铁的反应活性
、
分散性和稳定性；将固废磷化渣中的磷酸根转化成有价值的磷酸二氢铵，高效率回收了资源稀缺的磷元素；方法简便易行，制备成本低，变废为宝，一举多效
。
[0009]2. 纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料经环境友好的高分子材料包覆，其反应活性
、
分散性和稳定性能进一步提高，且有利于零价铁的回收
。
纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料能在空气中保存数月，便于储存
、
运输和实际应用；
3. 纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料能高效清除污水中的有机物和重金属
。
实施方式
[0010]结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不限于下列实施例
。
实施例1
[0011]取
100g
磷化渣（铁
15.7%
，磷酸（根）
51.5%
，锌
5.2%
，锰
0.97%、
镍
1.6%
），加入
200g
甲酸，加热溶解，过滤，除去不溶物，滤液加
1.5kg
去离子水稀释，蒸馏回收甲酸，残液移至高压釜中，加入
45g
甲酸铵和
0.7g
聚乙二醇
3000
，氮气氛围下，加热至
180
‑
185℃
，反应
24h
，冷至室温，磁选分离纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒和上清液，纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒分别用去离子水和乙醇洗涤，分散于乙醇中，加入
10mL
羧甲基纤维素钠去离子水溶液，搅拌
1h
，磁选分离，洗涤，真空干燥，得到包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料，记为材料1；在上清液中加入
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磷化渣制备包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料并联产磷酸二氢铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：以甲酸加热溶解固废磷化渣，过滤，除去不溶物，滤液加去离子水稀释，蒸馏回收甲酸，残液移至高压釜中，氮气氛围下，加入甲酸铵和分散剂，加热至
180
‑
190℃
，反应
15
‑
24h
，冷至室温，磁选法将纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒和上清液分离，纳米零价铁荷载锌锰镍颗粒分别用去离子水和乙醇洗涤，分散于乙醇中，加入高分子材料去离子水溶液，搅拌1‑
2h
，磁选法分离，洗涤，真空干燥，得到包覆型纳米零价铁荷载锌锰镍复合材料；在上清液中加入适量磷酸，加热反应并蒸馏至无甲酸馏出，浓氨水调
pH4
‑5，浓缩，制得磷酸二氢铵；所述固废磷化渣，依采用的磷化液不同，主要成分为含铁
15
‑
20%
，含磷酸（根）
50%
左右，含锌5‑
8%
，还含有少量的锰
、
镍，其它不溶物；所述分散剂为聚乙二醇
...

【专利技术属性】
技术研发人员：史兰香，张冀男，林士婷，
申请(专利权)人：石家庄学院，
类型：发明
国别省市：