专利名称：一种综合利用泥磷制取次磷酸钠的方法
一种综合利用泥磷制取次磷酸钠的方法
射银凝
本发明涉及一种电炉法黄磷生产工业中产生的固体废物——泥磷的综合利 用方法，属于化工和环境保护技术领域。
,微术
电炉法生产黄磷，是以硅石作助熔剂、焦炭作还原剂而得以实现的。磷炉
气尽管经过了除尘器除尘，但仍有部分粉尘与磷蒸气在冷凝塔中同时进入液相，
未分离的粉尘等物质在冷凝段与气态磷和冷却水形成泥磷，这是一种难以分离 的憐一尘一水混合物。
泥磷屮含磷量随着精制的程度有所差异， 一般含磷约5% 40%，其它杂质 的主要成分为Si02、 CaO、 C、 Fe203、八1203等，其余是水。在显微镜下观察， 泥磷是一种固体杂质与元素磷粘附在一起的无定形颗粒，其粒度为1 2nm至 0.2 0.5mm不等的混合体，在熔融状态下它处于磷层和水层之间，但与磷层没 有明显的界面。
泥磷中含有有毒的物质，具有腐蚀性，必须没于水中存放，但即使水封， 其中的磷还是会慢慢氧化放出五氧化二磷(P2Os)烟雾而污染空气、腐蚀设备。 如果存放不慎磷还将随水外流，进而引起水源污染，造成人、畜、鱼类等发生 严重中毒。
由于泥磷的危害及潜在危害很大，泥磷的处理方法研究也很多。前人已经 提出了很多种处理泥磷的方法， 一般主要是将其直接加热从而回收其中黄磷， 但由于磷的燃点低，所以加热蒸磷法比较危险；采用化学药剂法时人工加磷劳 动强度大、冲洗地坪耗水较多;溶剂萃取法的缺点在于溶剂成本较高、设备的 密闭要求较严、工艺流程较长，工作介质又为易燃易爆物，危险性较大；而氧 化法的费用较高，同时又会产生新的"三废"污染问题等等。
鉴于现有泥磷处理方法的不足，本发明的目的是提供了一种以泥磷为原料 制取次磷酸钠的处理方法，不仅可以很好处理泥磷，而且还能将其转化为有经 济价值的产品，在保护环境的同时回收了泥磷中有用的磷资源。
本发明的方法是通过以下的技术方案实现的
① 在加热和搅拌的条件下，将泥磷、水、氢氧化钙(Ca(OH)2)及氢氧化 钠NaOH)加入反应器中进行反应，并加入乳化剂十六烷基三甲基溴化铵
(CTAB);
② 反应完成后，向反应器中通入空气，除去反应液中多余的氢氧化钙(Ca(OH)2);
③ 将反应液引入过滤机进行过滤，在滤液中加入碳酸钠(Na2C03)，钙离 子以碳酸钙(CaC03)沉淀的形式除去，并用水洗涤滤渣；
④ 滤液进入蒸发器进行浓縮，浓縮后的滤液进入缓冲槽，再进入结晶槽， 在带有搅拌器和冷却管的槽中进行冷却结晶，然后经过离心机分离，最终得到 次磷酸钠(NaH2P02)晶体，而反应的副产物磷化氢(PH3)则经过催化氧化为 五氧化二磷(P205)，然后和水反应生成磷酸(H3P04)。
上述的工艺流程中步骤①的反应温度控制在80 9(TC，步骤②、③和④的 温度为室温。
上述的工艺流程中步骤①的反应投料水磷重量比为105:1 115:1，反应的 投料碱磷重量比为3.5:1 4.5:1，反应的投料氢氧化钠和氢氧化钙的重量配比为 5:1，同时加入物料总重量0.03% 0.06%的十六垸基三甲基溴化铵。
本发明的主反应如下式
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
本发明的副反应如下式 4NaOH + P4 + 2H20 — 2Na2HP03 + 2PH3 P4+2Ca(OH)2 + 2H20 — 2CaHP03 + 2PH3 Na2HP03 + Ca(OH)2 — CaHP03 + 2NaOH NaH2P02 + NaOH — Na2HP03 + H2
本发明的有益效果是工艺简单，易实施，操作安全，生产成本低，综合 利用获得的产品次磷酸钠附加值高，并且同时解决了污染等问题。
图l是本发明的工艺流程图。
斜实敲式
实施例一
取平均磷含量23.5%的黄磷厂的泥磷，按水磷比115:1、碱磷比3.5:1，氢 氧化钠和氢氧化钙的配比为5:1和少量CTAB进入反应器中在温度8(TC进行反 应。反应时间为6.5h，得到次磷酸钠的得率为52.4%，磷转化为次磷酸钠的比 例为70.18%,产品中次磷酸钠的含量为98.05%。 实施例二取平均磷含量35.4%的黄磷厂的泥磷，按水磷比110:1、碱磷比4,2:1，氢 氧化钠和氢氧化钙的配比为5:1和少量CTAB进入反应器中 在温度85。C进行反应。反应时间为6.2h，得到次磷酸钠的得率为55.67%，磷 转化为次磷酸钠的比例为70.85%，产品中次磷酸钠的含量为98.25%。 实施例三
取平均磷含量54.6%的黄磷厂的泥磷，按水磷比105:1、碱磷比4.5:1，氢 氧化钠和氢氧化钙的配比为5:1和少量CTAB进入反应器中
在温度9(TC进行反应。反应时间为5.8h,得到次磷酸钠的得率为60.45%， 磷转化为次磷酸钠的比例为71.54%，产品中次磷酸钠的含量为98.42%。
权利要求
1、一种综合利用泥磷制取次磷酸钠的方法，其特征在于工艺流程为①在加热和搅拌的条件下，将泥磷、水、氢氧化钙及氢氧化钠加入反应器中进行反应，并加入乳化剂十六烷基三甲基溴化铵；②反应完成后，向反应器中通入空气，除去反应液中多余的氢氧化钙；③将反应液引入过滤机进行过滤，在滤液中加入碳酸钠，钙离子以碳酸钙沉淀的形式除去，并用水洗涤滤渣；④滤液进入蒸发器进行浓缩，浓缩后的滤液进入缓冲槽，再进入结晶槽，在带有搅拌器和冷却管的槽中进行冷却结晶，然后经过离心机分离，最终得到次磷酸钠晶体，而反应的副产物磷化氢则经过催化氧化为五氧化二磷，然后和水反应生成磷酸。
2、 根据权利要求1所述的综合利用泥磷制取次磷酸钠的方法，其特征在于 工艺流程中步骤①的反应温度控制在80 90°C,步骤②、③和④的温度为室温。
3、 根据权利要求1所述的综合利用泥磷制取次磷酸钠的方法，其特征在于-工艺流程中步骤①的反应投料水磷重量比为105:1 115:1，反应的投料碱磷重 量比为3.5:1 4.5:1，反应的投料氢氧化钠和氢氧化钙的重量配比为5:1，同时 加入物料总重量0.03%~0.06%的十六垸基三甲基溴化铵。
全文摘要
本发明涉及一种电炉法黄磷生产工业中产生的固体废物——泥磷的综合利用方法，属于化工和环境保护技术领域。本发明的工艺过程为①在加热和搅拌的条件下，将泥磷、水、氢氧化钙及氢氧化钠加入反应器中进行反应，并加入乳化剂十六烷基三甲基溴化铵；②反应完成后，通入空气，除去反应液中多余的氢氧化钙；③将反应液进行过滤，在滤液中加入碳酸钠，钙离子以碳酸钙沉淀的形式除去，并用水洗涤滤渣；④滤液进行浓缩，冷却结晶，离心分离，得到次磷酸钠晶体，而反应的副产物磷化氢则经过催化氧化为五氧化二磷，然后和水反应生成磷酸。本发明生产的次磷酸钠质量稳定，生产操作安全，泥磷处理效果好，保护环境的同时使资源得到综合利用。
文档编号C01B25/00GK101654233SQ200910094608
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者刘伟文, 平 宁, 胡若鹏, 娟 谭, 马仲明, 马兴良, 高慧敏, 黄小凤 申请人:昆明理工大学