一种四氯铝酸钠的纯化方法与流程

文档序号:36642441发布日期:2024-01-06 23:27阅读:35来源:国知局

本发明属于化工生产副产物处理,具体涉及一种四氯铝酸钠的纯化方法。


背景技术:

1、甲基二氯膦及甲基亚膦酸二乙酯均为重要的有机化工中间体,不仅是生产除草剂草铵膦的关键中间体,也是多种高端阻燃剂及医药领域的关键中间体。目前甲基二氯膦的制备主要采用三元络合物法和烷基铝法,这两种方法在制备过程中会产生大量的副产物四氯铝酸钠,四氯铝酸钠中含有少量有机膦及无机磷杂质(以下简称总磷),作为固废处置成本高昂,且其中的铝资源无法有效利用,造成浪费。如何对上述副产物四氯铝酸钠进行低成本且绿色处理,是行业丞待解决的关键性问题。

2、专利cn105217667a公开了一种草铵膦生产中四氯铝酸钠回收利用工艺,具体公开了该回收利用工艺的过程为:将四氯铝酸钠加入醇和醚的混合溶剂中,以醚作为络合剂,重新与四氯铝酸钠中的三氯化铝进行络合从而解析出氯化钠和有机膦杂质,将氯化钠滤出后,滤液经降温析出三氯化铝,三氯化铝经过进一步纯化后套用于甲基二氯膦的合成,待套用数次后络合能力下降,再加入氢氧化钠制成聚合氯化铝。该回收利用工艺存在三氯化铝在母液中结晶难、析出不彻底、晶型差而无法较好的过滤等缺陷,同时该工艺使用了大量的醚类溶剂,回收套用过程中所产生的过氧化物在具体工业化实施过程中存在极大的安全隐患,络合能力下降的三氯化铝再处置成本高、能耗大,且总磷杂质不能完全去除。

3、专利cn109052444a公开了一种利用甲基亚磷酸二乙酯生产中产生的副产物制备聚合氯化铝的方法,具体公开了该方法的步骤为:将副产物四氯铝酸钠分散于溶剂中,然后解析,收集滤液,在滤液中加入水并冷却使水合氯化铝结晶析出,再使水合氯化铝水解聚合、熟化,得到聚合氯化铝。该方法使用大量有机溶剂,回收套用时有机溶剂易挥发造成环境污染,既不经济也不环保,同时存在滤液中加入水后水合氯化铝结晶时间长、析出不彻底、结晶不规则不易析出、过滤困难等缺陷,且总磷杂质无法完全去除。

4、专利cn111689508a公开了一种四氯铝酸钠固渣的处理方法,具体公开了该处理方法的步骤为:将四氯铝酸钠固渣与水混合进行解离,再加入分离剂析出六水合氯化铝,或将四氯铝酸钠固渣直接与分离剂混合进行解离,析出六水合氯化铝,经一次固液分离得到六水合氯化铝固体和一次滤液,再将一次滤液通过浓缩结晶、二次固液分离,得到氯化钠固体和二次滤液。该处理方法是利用经典六水合氯化铝工业化生产方法在浓盐酸中实现对六水合氯化铝的结晶,虽不需要使用大量的有机溶剂,但需要外购大量的氯化氢气体或者浓盐酸,操作过程中存在多次过滤、洗涤、大量蒸水等工序,考虑到人工、能耗、设备腐蚀、后端环保处置等成本,以目前六水合氯化铝在市场终端的价格来计,该处理方法无法实现收支平衡,成本高,且得到的六水合氯化铝及氯化钠中总磷杂质并未完全去除。

5、专利cn111804704a公开了一种四氯铝酸钠固渣的处理方法,具体公开了该处理方法的步骤为:将四氯铝酸钠固渣与水混合进行解离,再加入碱进行聚合反应,然后进行浓缩结晶、固液分离、得到氯化钠固体和浓缩母液,随后将得到的浓缩母液进行熟化,得到聚合氯化铝液体产品。该处理方法是利用相对昂贵的氢氧化钠来制备附加值较低的聚合氯化铝,反应过程中需加入氧化剂将有机磷化合物氧化成无机磷化合物,而四氯铝酸钠溶于水后整个体系呈强酸性,加入氧化剂后强酸性体系中的氯离子将优先被氧化,会产生剧毒的氯气,大规模应用时存在极大的安全隐患,要想将有机磷彻底的氧化成无机磷需要加入大量的氧化剂,成本高昂、不环保。另外该处理方法对得到的氯化钠固体用水洗涤,造成了一部分氯化钠在母液中残留成为高盐废水,且氧化不彻底的有机磷和氧化得到的无机磷会同时存在于高盐废水中,进入生化系统后会造成菌体死亡,不经其他处理会产生有机磷废水,不能直接排放。

6、综上,现有技术公开的处理方法均存在安全风险高、工艺复杂、成本高昂和总磷杂质去除效率低等问题,其实质上都是因为四氯铝酸钠与总磷杂质同时溶于水后,无法通过常规纯化方式将杂质有效分离,只能通过复杂的操作方式和以巨大的成本为代价,对四氯铝酸钠进行初步纯化后再加工制备聚合氯化铝,无法经济且有效的实现真正意义上的大规模工业化处理。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的上述不足,本发明提供了一种四氯铝酸钠的纯化方法,该方法实现了用极简便的处理方式,在不改变四氯铝酸钠在水溶液中形态的前提下实现与总磷杂质的完全分离,且经处理后的四氯铝酸钠水溶液能直接进入制备聚合氯化铝工序。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、本发明提供一种四氯铝酸钠的纯化方法,包括以下步骤:

4、s1、将甲基二氯膦生产过程中的副产物四氯铝酸钠固体分批加入水中,充分搅拌使其完全溶解;

5、s2、配置八水合氧氯化锆的水溶液,将其以一定速度加入到前述四氯铝酸钠的水溶液中,加入完毕后持续加热搅拌一定时间,降温冷却至体系中开始出现细小的白色凝胶状矾花时,再向体系中加入阴离子聚丙烯酰胺,逐渐冷却至室温后体系中出现颗粒较大的白色固体沉淀;

6、s3、将上述反应液过滤,得第一滤液,滤饼为总磷杂质的锆配合物,第一滤液即为去除杂质后的四氯铝酸钠水溶液,此时第一滤液中仍残留少量未完全析出的配合物及少量游离锆离子;

7、s4、向第一滤液中加入由沸石、赤铁矿、活性炭组成的复合物,室温搅拌一定时间静置后过滤,得第二滤液,此时第二滤液中的总磷含量、锆离子含量均能满足后续制备聚合氯化铝的要求。

8、进一步的,步骤s1中,所述四氯铝酸钠中的总磷杂质为甲基次膦酸、甲基膦酸、次磷酸、磷酸等。

9、进一步的,步骤s1中,四氯铝酸钠中的总磷杂质含量在500ppm~10000ppm。

10、进一步的,步骤s1中,四氯铝酸钠溶于水时,其与水的质量比为1:3。

11、进一步的,步骤s1中,四氯铝酸钠加入水中的速度维持溶解温度在30℃~80℃。

12、进一步的,步骤s2中,配置八水合氧氯化锆的水溶液时,八水合氧氯化锆与水的质量比为1:1。

13、进一步的,步骤s2中,八水合氧氯化锆与待处理四氯铝酸钠中总磷杂质的质量比为1:1~2:1。

14、进一步的,步骤s2中,八水合氧氯化锆水溶液加入四氯铝酸钠水溶液后升温至80℃~100℃,搅拌时间维持在1h~3h。

15、进一步的,步骤s2中,加入的阴离子聚丙烯酰胺的量为初始四氯铝酸钠溶于水后体系总质量的0.5‰~2‰。

16、进一步地,步骤s3中,第一滤液中仍含有未完全析出的配合物,体系中相应的总磷含量为30ppm~100ppm,锆离子的含量为50ppm~250ppm。

17、进一步的,步骤s4中,向第一滤液中加入的沸石质量为初始四氯铝酸钠溶于水后总质量的0.5‰~1‰,加入的赤铁矿质量为初始四氯铝酸钠溶于水后总质量的0.2‰~0.5‰,加入的活性炭质量为初始四氯铝酸钠溶于水后总质量的1‰~2‰,所述沸石、赤铁矿、活性炭均为粉末状。

18、进一步的,步骤s4中,加入沸石、赤铁矿、活性炭后搅拌温度为室温,搅拌时间为30min~2h,静置时间为10min~2h。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

20、(1)本发明利用有机膦酸和无机磷酸的柔性多功能配体特性,其中有机膦酸、无机磷酸中的氧原子与锆金属形成配合物,该配合物难溶于水在反应后以沉淀的形式从体系中被分离出来,由于析出的物质易形成凝胶状,阴离子聚丙烯酰胺的加入大大改善了析出物的性状,使得析出物能形成较大的固体颗粒从而便于过滤。对于体系中残留未析出的痕量配合物及锆离子,通过加入沸石、赤铁矿、活性炭的组合物能很好的形成协同吸附作用。

21、(2)本发明的方法所采用的杂质去除剂均不与四氯铝酸钠发生反应,能达到完全分离出杂质而保留四氯铝酸钠在水溶液中存在形式不改变的技术目的,与以往需要改变四氯铝酸钠在水溶液中存在形式的技术方案相比,本发明的技术方案步骤短、操作简单、无需额外增加酸碱、杂质精准去除效率高,处理后的四氯铝酸钠水溶液能直接进入下一步聚合氯化铝的生产,是一种极具创造性、新颖性、实用性的工业化处理方法。

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