[發明專利]一種電解混合酸溶液回收磷酸的方法

有效

• 申請號: 201911407870.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111020614B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 吳旭;賀明;王小赫;易娟;石霖;劉號;王秋瑋;吳小龍;應俊;張宇
• 申請（專利權）人: 湖北永紹科技股份有限公司;華中科技大學
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B1/02;C25B15/08;C25B11/08;C25B11/12;C25B11/10;C01B25/234
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳;李智

本發明涉及一種電解混合酸溶液回收磷酸的方法，屬于資源回收領域。將混合酸溶液置于產品罐中，所述混合酸溶液包括磷酸、含氧酸和有機酸；將所述產品罐中的混合酸溶液輸入電解槽中進行循環電解，所述含氧酸在電解槽的陰極被還原，所述有機酸在電解槽的陽極被氧化，所述循環電解過程產生的氣體通過集氣裝置收集，即回收得到混合酸溶液中的磷酸。含氧酸優選為硝酸、亞硝酸、高氯酸或次氯酸，有機酸優選為乙酸、草酸或丙酸。本發明中電解回收磷酸可以達到99％以上，處理的工藝流程簡單，可以避免廢酸液直接排放對環境的污染，產物附加值高，具有良好的經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明屬于資源回收領域，特別涉及一種電解混合酸溶液回收磷酸的方法。

背景技術

近年來，薄膜晶體管液晶顯示屏(TFT-LCD)在電子產品等領域中廣泛應用，己成為平板顯示的主流技術。混合廢酸蝕刻液是TFT-LCD生產過程中膜經濕式蝕刻工序產生的一種廢液，該種混合廢酸屬于強酸腐蝕性危險廢液，與人體表面接觸可使其灼傷，產生強烈的刺激性。若直接排放到環境中，廢液中豐富的N和P會引起水體富營養化，對水體中的生物造成嚴重的危害。我國未來的該種混合廢酸的產生量為31750t/a。每年產生如此巨大的危險廢液，將給環境帶來沉重的負擔，因此，尋找一條經濟、合理的資源化處理該種混合廢酸的途徑顯得尤為迫切。

液晶板濕法刻蝕過程中利用硝酸氧化鋁金屬，再與磷酸反應移除氧化鋁；醋酸在此作為緩沖液，穩定硝酸的氧化能力。在制作過程中，由于硝酸和醋酸的強揮發性，需要不斷補充硝酸和醋酸來維持蝕刻液的組成，直至蝕刻液的濃度平衡超過基準值，此時則需全部更換蝕刻液，隨即產生大量的蝕刻廢液。

普通電解法處理該種混合廢酸，可以提純磷酸回用，具有巨大的經濟效益，而且對環境友好，容易實現自動化控制。

該種混合廢酸刻蝕液若隨意排放，不僅對環境造成巨大危害，也是對資源的浪費。對于傳統的該種混合廢酸的處理方法是采用蒸餾法，是利用硝酸、醋酸和磷酸的沸點不同，將硝酸和醋酸蒸餾出來在進行酸堿中和處理，能耗高，不易控制。

發明內容

本發明解決了現有技術中對混合廢酸刻蝕液的處理能耗高，過程不易控制的問題，提供了一種電解混合酸溶液回收磷酸的方法。本發明將混合酸溶液輸入電解槽中進行循環電解，混合酸溶液中含氧酸在電解槽的陰極被還原，有機酸在電解槽的陽極被氧化，即回收得到混合酸溶液中的磷酸。本發明與現有的蒸餾法相比，處理效果好，能耗低，無出水排出，藥劑投加量小且不會造成二次污染，操作簡單造價低，便于產業化。

根據本發明的目的，提供了一種電解混合酸溶液回收磷酸的方法，包括以下步驟：

(1)將混合酸溶液置于產品罐中，所述混合酸溶液包括磷酸、含氧酸和有機酸；

(2)將所述產品罐中的混合酸溶液輸入電解槽中進行循環電解，所述含氧酸在電解槽的陰極得到電子而被還原，所述有機酸在電解槽的陽極與陽極生成的羥基自由基反應而被氧化；所述循環電解用于避免產生濃差極化而導致電解不充分；所述循環電解過程產生的氣體通過集氣裝置收集，即回收得到混合酸溶液中的磷酸。

優選地，所述含氧酸為硝酸、亞硝酸、高氯酸或次氯酸。

優選地，所述有機酸為乙酸、草酸或丙酸。

優選地，所述混合酸溶液為液晶屏濕法刻蝕酸溶液。

優選地，所述循環電解過程中，將混合酸溶液泵入電解槽的速度和泵出電解槽的速度相同，大小為100L/h-130L/h。

優選地，所述電解槽的陰極的電流密度為200A/m²-220 A/m²；所述電解槽的陰極為噴涂催化劑涂層的碳布電極；

優選地，所述催化劑涂層為鉑涂層或鉑銥涂層。