一种次磷酸钠生产残渣的处理方法与流程

本发明涉及磷化工生产技术领域，特别涉及一种次磷酸钠生产残渣的处理方法。

背景技术：

次磷酸钠(nah2po2)，又称次亚磷酸钠，无色单斜晶系结晶或有珍珠光泽的晶体或白色结晶粉末，其易潮解，易溶于水、甘油、酒精和乙酸，不溶于乙醚，且具有强还原性，被广泛用于电子、汽车、机械、石油、化工、航天、食品、医药等行业。

亚磷酸钠(na2hpo3)，白色结晶粉末，极易溶于水。亚磷酸钠的还原性比次磷酸钠的弱，在一定程度可取代次磷酸盐作为还原剂，效果更稳定和更安全。

纳米碳酸钙，又称超细碳酸钙，是指粒径小于100nm的超细粉末体，比普通碳酸钙的粒度细，比表面积大，表面活性高等优点。广泛应用于涂料、塑料、橡胶、胶黏剂、造纸、油漆、化妆品以及医药和食品等领域。

随着近年来化学镀工业的发展，次磷酸钠的需求越来越大，次磷酸钠的生产量逐年提高。目前国内外工业化生产方法一般都采用一步法：用黄磷与氢氧化钙和氢氧化钠反应得到次磷酸钠，同时产生大量的亚磷酸钙残渣。挖地深埋是国内外大都采用的消极处理办法，既占用和污染场地又未充分利用有价资源。因此，处理次磷酸钠残渣成为当今我国低碳经济发展亟待解决的问题之一。

目前关于次磷酸钠残渣的处理方法较多，但普遍存在以下问题：处理过程中易产生有毒物质，污染环境；处理方法复杂，能耗高，仪器设备损耗大，使其处理成本较高；产品纯度较低，且容易产生大量废液，不适合工业化大规模生产。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种次磷酸钠生产残渣的处理方法，以解决现有次磷酸钠生产残渣处理成本高、处理得到的产品纯度低、处理过程易对环境造成污染的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种次磷酸钠生产残渣的处理方法，包括以下步骤：

1)将次磷酸钠生产残渣、碳酸钠、水混合后，加热并搅拌，然后，趁热过滤，得到滤渣a和滤液b；

2)用酸调节所述滤液b的ph值至7-8，然后，蒸发结晶，洗涤，过滤，得到滤渣c和滤液d；

3)将所述滤渣c干燥，得到亚磷酸钠；

4)将所述滤液d蒸发结晶，洗涤，过滤，干燥，得到次磷酸钠；

5)将所述滤渣a煅烧，消化，碳化，表面处理，过滤，干燥，得到纳米活性碳酸钙。

可选地，所述步骤1)中所述次磷酸钠生产残渣与所述碳酸钠的质量比为1∶(0.5-1)，所述水与所述次磷酸钠生产残渣的质量比为(5-15)∶1。

可选地，所述步骤1)中所述加热的加热温度为50-120℃，加热时间为7-14h。

可选地，所述步骤2)中所述酸为亚磷酸、乙酸中的一种，所述洗涤的洗涤剂为酒精，且所述酒精的浓度为80-100％。

可选地，所述步骤5)中所述煅烧的煅烧温度为900-1100℃。

可选地，所述步骤5)中所述碳化的二氧化碳的体积分数为25-30％。

可选地，所述步骤5)中所述碳化的晶型抑制剂为磷酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、单糖、多糖一种或多种。

可选地，所述晶型抑制剂的添加量为所述消化后的浆料重量的0.4-1.8％。

可选地，所述表面处理的表面处理剂为c12～c18的脂肪酸、月桂酸、硬脂酸钙、蓖麻油磷酸酯中的一种或多种。

可选地，所述表面处理剂的添加量为所述碳化后的浆料重量的0.5-3.5％。

相对于现有技术，本发明所述的次磷酸钠生产残渣的处理方法具有以下优势：

本发明将生产次磷酸钠的工业残渣与碳酸钠溶液充分反应，经过简单处理即可得到次磷酸钠、亚磷酸钠、纳米活性碳酸钙三种产品，本发明整个工艺过程不产生副产物，工艺简单，经济环保，产品收率稳定，纯度高，适用于工业化大规模生产。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的次磷酸钠生产残渣的处理工艺流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图和实施例来详细说明本发明。

实施例1

结合图1所示，本实施例的次磷酸钠生产残渣的处理方法，具体包括以下步骤：

1)将100g次磷酸钠生产残渣、55g碳酸钠、800ml水依次加入至配置有循环冷凝水的反应釜中混合后，升温至100℃，搅拌反应8h，然后，趁热过滤，得到滤渣a和滤液b，其中，滤渣a含有高纯度碳酸钙，滤液b含有亚磷酸钠、次磷酸钠、碳酸钠溶液，且在本实施例中，次磷酸钠生产残渣为次磷酸钠生产过程中主要含有亚磷酸钙、氢氧化钙、碳酸钙和附着次磷酸钠产品的工业残渣，其化学组成如表1所示；

2)用亚磷酸调节滤液b的ph值至7-8，然后，将滤液b转入至三效蒸发仪中蒸发结晶，将蒸发结晶产生的结晶粗产品用300ml浓度为90％的酒精洗涤两次后，过滤，得到滤渣c和滤液d；

3)将滤渣c在65℃下真空干燥，得到43.84g亚磷酸钠，经计算和测试，亚磷酸钠的收率为92.06％(以残渣中亚磷酸钙含量减去引入亚磷酸的量计算)，纯度为98.94％；

4)采用三效蒸发仪将滤液d蒸发结晶，将蒸发结晶产生的晶体加入500ml溶解，过滤，除去固体杂质，将过滤得到的滤液转入到三效蒸发仪中再次蒸发结晶，最后，将再次蒸发结产生的晶体在65℃下真空干燥，得到13.56g次磷酸钠，经计算和测试，次磷酸钠的收率为97.73％(以残渣中次磷酸盐计算)，纯度为98.22％；

5)将100kg滤渣a放入至石灰窑中并在900℃-1100℃高温煅烧，得到cao和co2窑气，其中，滤渣a的化学组成如表2所示；将co2窑气充入n2配制成体积分数为25-35％的混合气体待用；将cao加入至消化机中加水消化，陈化2-3h，调制成质量分数为15-25％的ca(oh)2精乳液，投入到碳化釜中，并加入ca(oh)2精乳液质量的0.4-1.8％的柠檬酸钠，然后，向碳化釜中通入待用的co2混合气体进行碳化，碳化至ph值为6-7时，即为碳化终点，此时，碳化时间约为1.5h，得到纳米碳酸钙料浆；将碳化釜升温至85℃，并将100kg硬脂酸钠用85℃温水配制成表面处理剂，加入至纳米碳酸钙料浆中，保温搅拌1h，趁热过滤，滤饼在65℃下真空干燥，粉碎，得到纳米活性碳酸钙，经测试，纳米活性碳酸钙的活性率为100％，吸油量为46.5g/100g，白度为93.70。

本发明实施例1涉及到的主要反应化学式如下：

ca(h2po2)2+na2co3→nah2po2+caco3↓；

cahpo3+na2co3→na2hpo3+caco3；

ca(oh)2+na2co3→2naoh+caco3。

表1

表2

将步骤4)中蒸发结晶得到的酒精回收利用以再次用于制备亚磷酸钠和次磷酸钠，其中，酒精在不同循环使用次数下亚磷酸钠和次磷酸钠的收率与纯度如表3所示。

由表3可知，本实施例中酒精经过循环使用，亚磷酸钠和次磷酸钠具有较高收率与纯度。

表3

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。