[发明专利]化学抛光废磷酸处理方法和磷酸一铵的制备方法

说明书

本发明提供一种化学抛光废磷酸处理方法，包括如下步骤：通过加水或稀抛光废磷酸对化学抛光废磷酸制备磷酸脲后所得母液进行稀释；往稀释后的溶液中加入氨类中和剂，沉淀除去金属离子；往除金属离子后的溶液中添加沉淀剂去除重金属及硫酸根；将经过净化的溶液蒸发浓缩、冷却结晶回收磷酸一铵；结晶母液返回化学抛光废磷酸进行再次制备磷酸脲。本发明主要以磷酸一铵的形式生产含磷产品，剩余残液返回前段综合利用工序使用，反应过程中产生少量污泥，生产工艺过程简单，成本低，对氮、磷资源的利用率高，具有很好的经济价值。

技术领域

本发明涉及环境保护的技术领域，特别是工业废液的技术领域。本发明具体涉及一种化学抛光废磷酸处理方法和磷酸一铵的制备方法。

背景技术

金属材料或制件在配比合理的腐蚀剂、氧化剂、添加剂组成的抛光溶液中浸蚀，经发生一系列反应后，表面变得洁净光亮，称为化学抛光。铝及铝合金的化学抛光大多数采用磷酸基溶液进行，常用的是磷酸、硝酸、硫酸混合液，磷酸含量高的溶液能够使经机械抛光后的表面达到和电抛光相当的高光亮度。磷酸含量低的溶液抛光能力稍差，只能用于抛光含铝量高于99.5％的纯铝。还有一种含醋酸的配方，对于避免点状腐蚀有非常好的作用。

在铝及铝合金化学抛光过程中产生大量的废液，主要含有较高浓度的磷酸、硫酸、重金属离子等有害的化学物质，具有很强的腐蚀性，属于《国家危险废物名录》的HW34类。

目前，针对此类抛光废液的综合利用已有一些相关专利和文献报道。张平《由废酸生产饲料级磷酸氢钙》一文报道了从工业抛光所弃废的混酸(硫酸、磷酸、硝酸的混酸)中回收磷酸制取饲料级磷酸氢钙的实验研究过程及工业生产情况。由于废混酸中硝酸含量很低，因而将废酸视为硫酸与磷酸的混合物。采用分步沉淀法，先用石灰乳除去废酸中的硫酸，再将脱硫酸后的酸液与石灰乳反应制取磷酸氢钙，产品磷酸氢钙要达到部颁标准的要求。在小试的基础上，进行了工业生产试验，效果良好。高英《溶液条件对磷酸钙沉淀法回收磷的影响》一文研究了一种以含磷酸的废水为原料，采用沉淀法制备磷酸钙的方法，文中重点讨论了pH值、Ca/P物质量的比、溶液中其他杂质离子浓度对磷酸钙沉淀法回收磷的影响，最终制得高纯度磷酸钙。

鉴于此类废液含有大量的磷酸成分，大部分文献主要将其中和制备磷酸氢钙类产品，而目前磷酸氢钙类产品销路不佳，产品附加值不高。本发明者开发了一系列回收工艺，其中就包括将此类废酸净化除杂并制备磷酸脲等产品，由于此类废酸往往含有较多的杂质，且磷酸脲溶易溶于水，因此制备磷酸脲产品过程中虽经过相关净化工艺及多级回收，磷资源回收率达到90％左右，但是仍有少量高浓度含磷及尿素的母液。目前，几乎没有有关对于此类母液的综合利用的相关研究报道，一般多采用综合处理达标排放。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种化学抛光废磷酸的处理方法，包括以下步骤:

将化学抛光废磷酸制备磷酸脲，分离磷酸脲得到母液，稀释所述母液；

加入氨类中和剂于所述稀释后的母液，搅拌反应，生成金属离子沉淀，过滤除去沉淀，得到滤液；

往所述滤液中加入沉淀剂，沉淀杂质离子，再次过滤，得到净化液；

将所述净化液低温蒸发浓缩，直至所述净化液中尿素与水的质量比为0.75～1.0，冷却结晶、过滤分离，得到结晶和净化液的母液，将所述结晶洗涤、干燥，得到磷酸一铵产品；

将所述净化液的母液进行再次制备磷酸脲。

进一步地，所述化学抛光废磷酸为铝及铝合金化学抛光废磷酸。

进一步地，所述稀释母液的溶液为低浓度铝及铝合金化学抛光废磷酸或者水，所述低浓度铝及铝合金化学抛光废磷酸的磷酸质量分数小于等于10％。

进一步地，所述稀释后的母液中磷的摩尔浓度低于2mol/L。