[發(fā)明專利]一種泥磷制取次磷酸鈉尾氣的多相催化氧化方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010145165.X
• 申請(qǐng)日: 2010-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN101811682A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小鳳;劉偉文;寧平;譚娟;王小妮;李文卿;高琨陽;魏燕富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/165
• 分類號(hào): C01B25/165;C01B25/163;B01D53/46
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種泥磷制取次磷酸鈉尾氣中高濃度磷化氫尾氣的多相催化氧化方法，屬于工業(yè)廢氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磷化工產(chǎn)業(yè)在云南省的經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重，黃磷生產(chǎn)產(chǎn)生的廢渣泥磷是一種含磷的有害混合物，主要由元素磷、粉塵雜質(zhì)和水組成。為了回收泥磷中的磷，研究表明采用泥磷與堿液反應(yīng)制取次磷酸鈉是一種有效的治理手段，其反應(yīng)溫度不高，能源消耗不大，并且次磷酸鈉作為一種還原劑，廣泛地應(yīng)用于化學(xué)鍍、電鍍、機(jī)械、食品加工等行業(yè)，具有較高的經(jīng)濟(jì)附加值。但這種治理方法將使泥磷中約20％的磷單質(zhì)轉(zhuǎn)化為磷化氫進(jìn)入到尾氣中，若不對(duì)其進(jìn)行處理，則會(huì)引起大氣污染。

磷化氫無色、有大蒜氣味。如混有少量聚磷化氫可自燃，濃度達(dá)到一定程度時(shí)可發(fā)生爆炸，磷化氫具有強(qiáng)還原性，能與許多氧化劑還原反應(yīng)，如KMnO₄、I₂。磷化氫有劇毒性，其毒性原理為磷化氫作用于人體細(xì)胞酶，影響細(xì)胞代謝使其窒息。當(dāng)磷化氫濃度為10mg·m^-3時(shí)，人體接觸6h可有中毒癥狀。濃度為409～846mg·m^-3時(shí)，接觸0.5～1.0h可致死。磷化氫的毒性參數(shù)為：允許暴露極限/安全閾值(PEL/TLV)0.3mg·m^-3，短時(shí)間暴露限制(STEL)1mg·m^-3，半致死量(LC₅₀)20mg·m^-3。磷化氫有劇毒性，利用這一性質(zhì)可以將其運(yùn)用于糧儲(chǔ)領(lǐng)域，殺死糧食中的害蟲。此外，在工業(yè)領(lǐng)域，利用磷化氫的化學(xué)性質(zhì)，其還可以用作半導(dǎo)體的摻雜劑，加聚反應(yīng)的引發(fā)劑，縮聚反應(yīng)的催化劑，以及有機(jī)合成等。

國(guó)內(nèi)外凈化磷化氫的方法很多，主要分為干法和濕法兩種。各種凈化方法的選擇根據(jù)廢氣的性質(zhì)及來源而定，對(duì)于濃度低、總量少的磷化氫廢氣常采用吸附法；對(duì)于濃度高、總量大的常采用吸收氧化法回收其中的磷資源。泥磷制取次磷酸鈉產(chǎn)生的磷化氫廢氣濃度較高。

采用過氧化氫溶液作為吸收液處理此廢氣，使尾氣中的磷化氫被氧化成次磷酸鈉和亞磷酸鈉，從而可增加次磷酸鈉產(chǎn)品的產(chǎn)量，資源得到合理利用。過氧化氫是近10年來全球工業(yè)化學(xué)品中生產(chǎn)能力增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品之一，具有較強(qiáng)的氧化能力和幾乎無污染的特性。過氧化氫作為氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氧劑、聚合物引發(fā)劑和交聯(lián)劑，廣泛應(yīng)用于化工、造紙、皮革、環(huán)境保護(hù)、電子、食品、醫(yī)藥、紡織、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)廢料加工等行業(yè)，而其作為綠色化工產(chǎn)品，更是不斷在新的領(lǐng)域中得以應(yīng)用。但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，用過氧化氫吸收磷化氫尾氣，由于其反應(yīng)速度較慢，故吸收效率偏低。因此，必須加入催化劑來加快反應(yīng)速度，提高吸收效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種泥磷制次磷酸鈉的尾氣的多相催化氧化方法，本方法可減少磷化氫尾氣對(duì)大氣的污染，對(duì)磷化氫的吸收效率較高，可增加次磷酸鈉產(chǎn)品的產(chǎn)量。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：泥磷與堿液按比例在隔氧條件下，加熱至75～95℃攪拌反應(yīng)，產(chǎn)生的磷化氫依次進(jìn)行收集、洗氣，在硝酸鹽催化劑濾餅存在下，用過氧化氫溶液吸收磷化氫，催化劑與吸收液的質(zhì)量比為1～20∶1000，反應(yīng)成次磷酸鈉和亞磷酸鈉產(chǎn)品。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案還包括：

(1)對(duì)磷化氫洗氣的洗氣液采用80～90wt％的濃磷酸，可除去反應(yīng)中生成的顆粒雜質(zhì)以及水蒸氣，同時(shí)還具有降低氣體溫度的作用；(2)過氧化氫吸收液是將過氧化氫按質(zhì)量分?jǐn)?shù)5～20％加入蒸餾水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)其pH值，使吸收液pH值保持在8～14；(3)負(fù)載型硝酸鹽催化劑采用的是硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸銀、硝酸鈰中的任一種溶解于蒸餾水中，配成金屬離子溶液，載體預(yù)處理后經(jīng)過浸漬、烘干和焙燒而得到。

負(fù)載型硝酸鹽催化劑的具體制備方法是，①硝酸鹽金屬離子溶液的濃度為0.01～1mol/L；②載體為粒度40～160目的粉狀沸石、硅藻土、活性炭、活性氧化鋁、稻殼灰中的任一種，先在0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡1小時(shí)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌，再用0.1mol/L的HCl溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多次，最后用蒸餾水浸泡1小時(shí)，過濾后在105～130℃下烘干12h；③將烘干的載體按照質(zhì)量比1∶5～30加入配制好的金屬離子溶液中，常溫下攪拌4～6小時(shí)，然后18～20小時(shí)，最后過濾，得到濾餅再烘干1～3小時(shí)；④將烘干后的濾餅置于焙燒爐中，設(shè)定焙燒溫度為250～800℃、保溫2～6小時(shí)進(jìn)行合成，然后經(jīng)篩分得到80～120目的催化劑。