[发明专利]泥磷制次磷酸钠的尾气综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合利用与处置泥磷制取次磷酸钠尾气的方法，属于化工和环境保护技术领域。

背景技术

我国是产磷大国，近20年来磷化工工业的发展在国际磷化工的整体布局中占有重要地位，为社会经济的发展和繁荣做出了巨大贡献。

目前国内大多数的黄磷生产企业均采用电炉法制黄磷的工艺技术，该工艺是将磷矿石、硅石、焦炭混合物置于密闭的三相电炉中，在1400℃～1500℃高温下进行还原反应，此种方法产生的固体废物(俗称泥磷)是一种含磷单质的固体混合物。泥磷中磷含量随着黄磷精制的程度有所差异，一般为5％～50％不等，其它杂质的主要成分为SiO₂、CaO、C、Fe₂O₃、Al₂O₃等。SiO₂是电炉中产生的SiF₄在水洗塔、受磷槽中被水解而成，亲水性的SiO₂部分形成硅胶，它裹夹着部分黄磷，吸附黄磷、矿粉、焦炭粉尘等杂物，形成难以分离的、比较稳定的结构。若不回收泥磷中的单质磷，将造成磷资源的浪费，此外，它还是一种有毒的物质，具有腐蚀性，必须要没在水中存放，否则会自燃产生P₂O₅，造成空气污染。

次磷酸钠广泛地应用在电子、医药、食品、石化等行业，高纯度的次磷酸钠是用作化学镀的材料，在航空、机械、电子、纺织、泵阀制造及各种金属、非金属的表面改性、提高光泽度、耐磨性、抗腐蚀性等方面有较广泛的应用。

目前次磷酸钠的生产工艺主要为黄磷一步法生产工艺，即用黄磷与碱土金属氢氧化物(以NaOH为主)加热反应，反应后过滤除去滤渣，滤液经浓缩、结晶、离心、干燥后即得次磷酸钠成品。反应方程式如下：

P₄+3NaOH+3H₂O→3NaH₂PO₂+PH₃

P₄+4NaOH+4H₂O→4NaH₂PO₂+2H₂

2P₄+3Ca(OH)₂+6H₂O→3Ca(H₂PO₂)₂+2PH₃

2Ca(OH)₂+P₄+4H₂O→2Ca(H₂PO₂)₂+2H₂

由以上方程式可看出，利用泥磷代替黄磷生产次磷酸钠不失为一种治理泥磷的好方法。既可充分回收泥磷中的单质磷，降低了污染隐患，同时能得到经济附加值较高的次磷酸钠。

但此方法不足之处是产生了含磷化氢的尾气，尾气中磷化氢的浓度可达50％以上。该气体能令人产生恶心、呕吐、腹泻、呼吸困难、麻痹、昏迷等症状，磷化氢的爆炸极限为1.3％～98.0％(体积)，在空气中允许浓度为0.3mg/m³。此外，尾气中还含有聚磷化氢(P₂H₄)，痕量可自燃，因此如何采取有效的方法利用和处置此磷化氢尾气成为探索的重点。

目前绝大多数厂家处理含磷化氢尾气的方法采用燃烧法，即将尾气在空气中燃烧，把生成的五氧化二磷烟雾用水吸收制成磷酸。此法不足之处是流程偏长，装置占地较大，且多为人工操作，危险性较大；另外所生成的磷酸只是一种廉价的工业产品，经济效益不高，无疑增加了成本，在环保方面，此方法处理还会产生少量磷化氢和磷酸酸雾，排入大气中也会造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥磷制次磷酸钠的尾气综合利用方法，该方法经济实用，可使尾气中的磷化氢得到回收，转化成高附加值的次磷酸钠产品，并大大减少尾气对环境的污染。

本发明方法是通过以下的技术方案实现的：

①将泥磷制取次磷酸钠的磷化氢尾气收集后，在氮气作保护载气的条件下，利用磷酸溶液洗涤除去尾气中夹带的颗粒物杂质；

②除杂后的尾气依次进入以次氯酸钠溶液为吸收液的三级吸收装置，得到产品次磷酸钠；

③吸收后的尾气中尚存的磷化氢采用改性活性炭进行吸附，达到排放标准后再外排。

主要反应式如下：