[發明專利]用于磷化氫氣體中砷化氫脫除的脫砷劑FeCuP合金及其應用

無效

• 申請號: 200810052048.1
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN101219388A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 張寶貴;韓長秀;任吉麗;畢成良;李俐俐
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;C22C38/12
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯力

【技術領域】：本發明屬于高純磷的生產技術領域，特別涉及FeCuP合金顆粒作為分解磷化氫制備單質磷過程中脫砷劑的應用。

【背景技術】：次磷酸鈉是無機磷化工重要產品之一。在工業生產次磷酸鈉過程中，尾氣中不可避免地含有大量副產物——有毒氣體磷化氫。高純磷是現代磷化工的先決條件，若將此磷化氫分解制得高純磷，其經濟效益將大幅提高。但其很多應用因其純度不夠而受到限制，而衡量其純度的主要指標是其砷含量。此尾氣中不含鐵、銅、鎳、鋁及鉛等金屬，而容易混有同樣易生產氫化物的砷(砷化氫)，因此磷化氫氣體中砷化氫的脫除程度決定著產物磷的純度，是制備高純磷的關鍵，開發經濟有效的脫砷劑具有重要的意義。

【發明內容】：本發明的目的是解決磷化氫中因容易混入砷化氫而影響磷化氫分解制備的單質磷純度不夠高的問題，提供一種用于磷化氫氣體中砷化氫脫除的脫砷劑FeCuP合金以及在脫砷中的應用。

本發明提供的用于磷化氫分解制備單質磷過程中的脫砷劑FeCuP合金，是用氧化還原法在水溶液中制備的FeCuP合金，該合金中Cu的含量w為20％～35％，P的含量w為0.9％～6.0％，余量為Fe。

本發明提供的使用FeCuP合金作為脫砷劑在脫砷中的應用，包括下述步驟：

(1)固定床反應器中裝入以上所述的脫砷劑FeCuP合金；

(2)連接好氣路，通入高純氮氣，檢驗氣路的氣密性，并排除氣路及固定床反應器中的空氣；

(2)加熱固定床反應器，使反應器溫度達到100℃～250℃，將含有砷化氫的磷化氫氣體通入上述反應器中進行脫砷；

(4)脫砷后的氣體導入裝有銀鹽吸收液的離心管中，離心45分鐘后取下離心管，加三氯甲烷補足4mL；用1cm比色管，于520nm波長處測定吸光度A，同時進行空白實驗和對照實驗，以便進行脫砷率的計算。

FeCuP合金在脫砷應用中脫砷率的測定，它包括下述步驟：

(1)吸取含20μg砷(III)的砷標液于150mL的錐形瓶中，加水至40mL，再加10mL硫酸(1+1)。

(2)在上述溶液中加入3mL(150g/L)碘化鉀溶液，0.5mL酸性氯化亞錫(40g/100mL)，混勻，靜置15分鐘。

(3)加入4g無砷鋅粒，立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管，并使管尖插入盛有4mL銀鹽溶液的離心管的液面下，使反應產生的氣體通過可控溫的裝有脫砷劑的反應管。反應45分鐘后取下離心管，加三氯甲烷補足4mL。用1cm比色管，于520nm波長處測定吸光度A。

(4)同時進行空白實驗和對照實驗，以便進行脫砷率的計算。

本發明的優點及效果：

本發明提供的Fe基三元合金對砷化氫表現出很好的脫除效果，具有脫除溫度低、脫除率高及脫除容量大等優點，制備脫砷劑所使用的原料價廉易得，具有良好的經濟性和應用前景，易于實現工業化生產和應用。

【具體實施方式】：

實施例1：

一種上述脫砷劑的制備方法，包括下述步驟：

1)將鐵鹽、銅鹽和濃度是33.3g/L的檸檬酸鈉溶液混合，讓其充分絡合，加入濃度是40.2～135.0g/L的次磷酸鈉，用氫氧化鈉調節混合液PH至11～13，在70℃～100℃、加入微量硼氫化鉀，充分攪拌至反應結束；

2)離心分離沉淀，用去離子水洗滌沉淀至中性，然后用無水乙醇洗滌，得到的產物FeCuP合金置于乙醇中保存。

實施例2：

脫砷劑FeCuP合金在脫砷中的應用，包括下述步驟：

(1)固定床反應器中裝入上例所述的脫砷劑FeCuP合金0.15g；

(2)連接好氣路，通入高純氮氣，檢驗氣路的氣密性，并排除氣路及固定床反應器中的空氣；

(2)加熱固定床反應器，使反應器溫度達到100℃～250℃，將含有砷化氫的磷化氫氣體通入上述反應器中進行脫砷；

(4)脫砷后的氣體導入裝有銀鹽吸收液的離心管中，離心45分鐘后取下離心管，加三氯甲烷補足4mL；用1cm比色管，于520nm波長處測定吸光度A，同時進行空白實驗和對照實驗，以便進行脫砷率的計算。

固定反應器采用U型石英管，在加熱爐內進行升溫，進行脫砷反應，反應結果見表1。

實施例3

改變實施例2中脫砷管的反應溫度120℃，其余不變，反應結果見表1。

實施例4

改變實施例2中脫砷管的反應溫度150℃，其余不變，反應結果見表1。

實施例5

改變實施例2中脫砷管的反應溫度175℃，其余不變，測定結果見表1。

實施例6