[发明专利]一种含磷酸酯和亚磷酸酯废液制备磷肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工行业中工业废液的利用，特别是一种含磷酸酯和亚磷酸酯废液制备磷肥的方法。

背景技术

目前在实际工业生产中，含磷酸酯和亚磷酸酯废液主要送至危化品处置单位，资源利用价值难以体现；另一方面，磷酸酯和亚磷酸酯废液难以常用方法处理，容易造成环境污染，最彻底的处理方法是焚烧处理，但焚烧处理需要昂贵的焚烧炉和磷酸盐提纯装置和销售。这些给磷酸酯亚磷酸酯废液的回收利用带来困难。

由于废液中含有22～26％的亚磷酸酯、24～26％的正磷酸酯，如不加以有效利用，不仅造成磷资源的浪费，而且会产生严重的环境污染，因此研究开发含磷酸酯和亚磷酸酯废液的利用方法对保护环境、综合利用工业废弃资源具有重要意义。

关于含亚磷酸酯和正磷酸酯废液的直接利用的相关研究和利用方法未见有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺流程简单，操作容易、安全、磷回收率高、可实现废物综合利用的一种废液利用方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种含磷酸酯和亚磷酸酯废液制备磷肥的方法，其步骤为：

S1)含磷酸酯和亚磷酸酯废液在搅拌条件下加热至90～100℃，调节pH值至低于2.5，保持持续搅拌分解烷基；

S2)将S1所得溶液通过碱或碳酸盐中和；

S3)将S2所得溶液第一次蒸发并通过冷却结晶分离磷酸盐；

S4)将S3所得溶液第二次蒸发并通过冷却结晶分离亚磷酸盐。

该方法将含有亚磷酸酯和正磷酸酯的工业生产后的废液，直接分解成磷酸和亚磷酸，再经碱或碳酸盐中和得到磷酸盐和亚磷酸盐的混合溶液体系，然后依据磷酸盐和亚磷酸盐的溶解度差异，采用分步结晶法浓缩结晶、分离得到正磷酸盐和亚磷酸盐产品。

进一步地，所述步骤S1废液分解烷基后，先将溶液过滤再进行步骤S2。为提高最终正磷酸盐和亚磷酸盐纯度，需将分解烷基后所剩酸液及醇从溶液中分离，在废液分解烷基后过滤不会影响后续反应且分离简单。

作为优选，所述步骤S1中加入浓盐酸与含磷酸酯和亚磷酸酯废液反应，浓盐酸与含磷酸酯和亚磷酸酯废液的质量比范围1～1.5。为了进一步提高最终正磷酸盐和亚磷酸盐纯度，选用浓盐酸相比浓硫酸等其它酸液在过滤时更为简单有效；且还需要控制浓盐酸的加入量，过少使磷酸酯和亚磷酸酯反应不足，过多会影响过滤及后续步骤中碱或碳酸盐加入量，均会影响最终正磷酸盐和亚磷酸盐纯度，因此，浓盐酸与含磷酸酯和亚磷酸酯废液的质量比范围1～1.5能够得到的纯度较高。

进一步地，所述步骤S2中溶液通过碱或碳酸盐调节至pH值范围4-5。为保证磷酸和亚磷酸转化为磷酸盐和亚磷酸盐，但不影响最终正磷酸盐和亚磷酸盐纯度(碱或碳酸盐杂质的混入)，pH值应调节至4-5。

作为优选，所述步骤S2中采用带有钾或钠或氨的碱或碳酸盐中的一种或多种。磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二氨，亚磷酸氢二钠、亚磷酸二氢钾、亚磷酸氢二氨中的一种或多种作为最终产品利用率高。

进一步地，所述步骤S3中第一次蒸发至总溶液质量的20～25％。在20～25％范围内正磷酸盐基本析出，且亚磷酸盐未到析出浓度，保证正磷酸盐的纯度。

作为优选，所述步骤S4中第二次蒸发至不再有结晶析出。保证亚磷酸盐完全析出。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、生产装置简易，工艺处理过程简单，操作容易、安全；

2、磷回收率且纯度高，在有效利用磷的同时，减少了磷对环境的污染；

3、生产成本低，产品附加值高，该发明具有很好的经济实用性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

在烧杯中加入含磷酸酯24.55％、亚磷酸酯25.62％废液400克，升温至95℃后，加入浓盐酸400克调节pH值至1.5，于95℃的条件下恒温搅拌反应4.0小时，搅拌速度300rpm，磷酸酯和亚磷酸酯分解烷基分别生成磷酸和亚磷酸，反应如下式：

反应后冷却，静置16h后真空抽滤，蒸发的氯化氢和醇经过水喷淋吸收处理。滤液升温至85℃时在搅拌条件下用氢氧化钾溶液中和并调节溶液的PH值至4，在此条件下继续搅拌反应1.0h，磷酸和亚磷酸进一步生产磷酸二氢钾和亚磷酸二氢钾反应如下式：