一种用于泥磷低温固液分离方法及药剂配方

技术领域

本发明涉及泥磷固液分离技术领域，具体为一种用于泥磷低温固液分离方法及药剂配方。

背景技术

泥磷是黄磷生产过程中产生的主要副产物之一，属于磷化学工业中危险固体废弃物，泥磷的处理与利用是黄磷生产中—个很重要的问题，它不仅影响黄磷工业生产中磷的回收率和生产成本，更严重的是造成严重的环境污染问题，因此几乎所有国内黄磷生产厂家都在探讨泥磷的处理与利用，以求达到良好的环境效益、经济效益和社会效益，从而实现人类可持续发展战略宏图。

但是在实际的使用过程中泥磷在固液分离工艺并不成熟，因此急需一种环保、成本较低的分离技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于泥磷低温固液分离方法及药剂配方，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于泥磷低温固液分离方法，该分离方法包括溶解工序、低温固液分离工序、精馏工序，以及最终产品的精制、漂洗、贮存和包装。

作为本发明的进一步方案：所述溶解工序包括在溶解罐内注入冷污水；储罐中的泥磷使用热水或蒸汽加热溶化后，使用液下泵将泥磷泵送到溶解槽，利用物料比重差异特征将泵入溶解槽的物料静置25-40min，磷将全部沉降在溶解罐的底部，水处于上部，并将泥磷与空气隔绝，避免黄磷自燃现象的发生，再启动冷污水循环泵运行，将冷污水泵送入溶解罐置换热水进行降温，置换的热水从灌顶溢流口，溢流到冷污水池，这样一直循环降温直至溶解罐温度降低到20℃-28℃。

作为本发明的进一步方案：：所述溶解槽温度降低到20℃-28℃后，打开来自制氮机的阀门，对溶解槽进行空气置换，直至置换到氧含量≤0.2％，再缓慢打开萃取剂收集器底阀，向溶解槽注入萃取剂并与泥磷混合，启动搅拌机对混合液进行混匀，再静置100-150min，使萃取剂充分与泥磷混溶。

作为本发明的进一步方案：：所述低温固液分离工序将萃取剂与泥磷混溶后形成的悬浮液体投入离心机，投料前检查离心机滤布是否平整，然后盖上离心机盖子；打开氮气阀门、对离心机腔体内部、输料管阀门后端进行氮气置换直到氧含量≤0.2％，打开喷水阀门且流水沿内壁流入，阀门打开后安装在离心机腔体内的喷淋头使离心机腔体内处于雾化状喷淋；为避免摩擦产生静电，静电接地，启动离心机空载正常运转后、打开溶解罐的放料阀手动阀、当氧含量≤0.2％时，连锁自动阀门自动打开，物料将从溶解罐输料管自流到离心机腔体内进行离心分离，滤液通过U型液封器自流进入加热器内，滤网通过清水清洗。

作为本发明的进一步方案：：待滤网清洗完成后，进行第二次投料，在第二次投料前，打开离心机进口管自动放空阀，向离心机腔体内部微微充入氮气进行置换，置换直到氧含量≤0.2％，再向离心机腔体内注满水，打开离心机、检查离心机滤布是否平整或更换滤布，然后盖上离心机盖子；打开氮气阀门、对离心机腔体内部、输料管阀门后端进行氮气置换直到氧含量≤0.2％，打开喷水阀门，阀门打开后安装在离心机腔体内的喷淋头使离心机腔体内处于雾化状喷淋，启动离心机空载正常运转后、打开溶解罐的放料阀手动阀、当氧含量≤0.2％时，连锁自动阀门自动打开，物料将从溶解罐输料管自流到离心机腔体内进行离心分离，滤液通过U型液封器自流进入加热器。

作为本发明的进一步方案：：所述精馏工序指在离心机启动之前做加热器的准备工作；首先在加热器内注入30-40cm的清水、然后使用来自制氮机的氮气对加热器内进行置换；直至置换到氧含量≤0.2％，这时来自离心机的物料利用高位差，自流到加热器内，物料流尽后，停运离心机，远程关闭离心机出口的自调阀，通过远程操控打开离心机进水自控阀门，立即向离心机注满水，确保离心机内残留的药剂不断挥发而造成在清理离心机滤饼时，揭开离心机盖时产生混合气体爆炸发生事故。

当离心机腔体水注满后，缓慢打开来自制氮机的氮气阀，微微向加热器内充入氮气，再打开来自锅炉的蒸汽阀，蒸汽通过蒸汽盘管对加热器内的物料进行升温，物料中的萃取剂由于温升不断的气化挥发逸出水面，进入冷凝器，气化挥发的萃取剂进入冷凝器后，不断的液化形成液态，自流到已加有水的回收罐，储存循环利用；系统压力通过回收罐顶的呼吸阀排空，萃取剂全部挥发完后，这时加热器内馏余物为产品黄磷和水，产品通过远程控制阀远程操控，打开加热器底部的阀门，产品自流进入到液封池，再通过泵送往精制工序进行精制，精制合格的产品进行包装销售。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在加工回收产品过程中，全程使用物料的物理性质，过程无化学反应等其他产品的产生，运行中基本实现全密封操作，现场无污染，是解决黄磷行业磷泥处理工艺最为理想的工艺，技术突破后，市场供不应求，具有引领市场的巨大潜力和较大盈利能力。

附图说明

图1为本发明的溶解工序流程示意图；

图2为本发明的低温固液工序流程示意图；

图3为本发明的精馏工序的工艺流程方框示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：

我们利用黄磷在二硫化碳(溶剂)中易于溶解的性质，在实验过程中通过溶、过滤、蒸馏等过程操作，经无数次的试验，均取得较为理想的数据，后经过中试装置运行(当时使用设备为：搪瓷搅拌釜、离心机、再沸器、冷凝器、回收器等中试装置展开试验)，进展非常的顺利，溶剂的回收率达70％，产品的质量纯度含量达到99.5％(合格产品为99.95％)该产品再经过精制工序处理后即可达到合格产品。

目前该技术网上专利较多，但工业化生产装置尚未问世，近几年由于国家对环境保护污染物排放行为监管严格，出台的政策逐年加剧，黄磷行业副产品磷泥处理先进工艺迫在眉睫，然而该方法在加工回收产品过程中，全程使用物料的物理性质，过程无化学反应等其他产品的产生，运行中基本实现全密封操作，现场无污染，是解决黄磷行业磷泥处理工艺最为理想的工艺，技术突破后，市场供不应求，具有引领市场的巨大潜力和较大盈利能力。

本实施例中一种用于泥磷低温固液分离方法，即低温固液分离技术是利用黄磷在二硫化碳中R＝10、沸点、密度差异大的物理特征，将泥磷中的固相黄磷，在低温情况下，迅速溶解，泥磷中的黄磷溶解进入液相，并沉积在容器底部，固相体粉尘悬浮在液封中层，静置分层后，通过离心分离设备将含磷溶液输送到精馏工序进行精馏，沸点较低的二硫化碳通过加热不断的从塔顶溢出，进入冷凝回收系统循环使用；

在精馏过程中，由于二硫化碳沸点较低，迅速逸出液面，R值不断的减小，黄磷也随着R减小的变化，不断的析出，最后二硫化碳精馏结束后，精馏设备剩下的物料为黄磷和水，通过输送设备将黄磷进一步的精制漂洗，直至合格。

生产工艺配比：

四、操作指标：

本装置的主要生产装置包括溶解工序、低温固液分离工序，精馏工序，以及最终产品的精制、漂洗、贮存和包装。

以下按工序进行工艺流程叙述：

一、溶解工序工艺流程框图

1、溶解工序的工艺流程框图如下图1所示：

2、溶解工序工艺流程概述

首先在溶解罐(搅拌釜)内注入1m的冷污水。储槽中的泥磷使用热水或蒸汽加热溶化后，使用液下泵将泥磷泵送到溶解槽(现有的)，利用物料比重差异特征将泵入溶解槽的物料静置30min，静置后泥磷由于比重大(1.5g/m3)，水比重(1g/m3)这时泥磷将全部沉降在溶解罐的底部，水处于上部，并将泥磷与空气隔绝，避免黄磷自燃现象的发生，再启动冷污水循环泵运行，将冷污水泵送入溶解罐置换热水进行降温，置换的热水从灌顶溢流口，溢流到冷污水池，这样一直循环降温直至溶解罐温度降低到25℃。

溶解槽温度降低到25℃时，打开来自制氮机的阀门，对溶解槽进行空气置换，直至置换到氧含量≤0.2％，再缓慢打开萃取剂收集器底阀，向溶解槽内按照100:11的比例，经液位传感器计量的萃取剂与泥磷混合，启动搅拌机对混合液进行混匀，再静置120min，使溶剂充分与泥磷混溶。

二、低温固液分离工序工艺流程框图

1、低温固液分离工序的工艺流程方框示意图2：

2、低温固液分离工序工艺流程概述

投料前打开离心机、检查离心机滤布是否平整，然后盖上离心机盖子。打开氮气阀门、对离心机腔体内部、输料管阀门后端进行氮气置换直到氧含量≤0.2％，打开喷水阀门(沿内壁流入)，阀门打开后安装在离心机腔体内的喷淋头使离心机腔体内处于雾化状喷淋(摩擦产生静电，静电接地)，输入离心机频率25hz、启动离心机空载正常运转后、打开溶解罐的放料阀手动阀、当氧含量≤0.2％时，连锁自动阀门自动打开，物料将从溶解罐输料管自流到离心机腔体内进行离心分离，滤液通过U型液封器自流进入加热器内，滤网通过清水清洗

第二次投料前，打开离心机进口管自动放空阀，向离心机腔体内部微微充入氮气进行置换，置换直到氧含量≤0.2％，再向离心机腔体内注满水，打开离心机、检查离心机滤布是否平整或更换滤布，然后盖上离心机盖子。打开氮气阀门、对离心机腔体内部、输料管阀门后端进行氮气置换直到氧含量≤0.2％，打开喷水阀门，阀门打开后安装在离心机腔体内的喷淋头使离心机腔体内处于雾化状喷淋，输入离心机频率25hz、启动离心机空载正常运转后、打开溶解罐的放料阀手动阀、当氧含量≤0.2％时，连锁自动阀门自动打开，物料将从溶解罐输料管自流到离心机腔体内进行离心分离，滤液通过U型液封器自流进入加热器。

三、精馏工序工艺流程方框示意图

1、精馏工序的工艺流程方框示意图3

2、精馏工序工艺流程概述：

在离心机启动之前做加热器的准备工作。首先在加热器内注入30-40cm的清水(缓冲，消除静电)(注水管)、然后使用来自制氮机的氮气对加热器内进行置换；直至置换到氧含量≤0.2％(与离心机同步置换)，这时来自离心机的物料利用高位差，自流到加热器内，物料流尽后，停运离心机，远程关闭离心机出口的自调阀，通过远程操控打开离心机进水自控阀门，立即向离心机注满水，确保离心机内残留的药剂不断挥发而造成在清理离心机滤饼时，揭开离心机盖时产生混合气体爆炸伤人。

当离心机腔体水注满后，缓慢打开来自制氮机的氮气阀，微微向加热器内充入氮气，再打开来自锅炉的蒸汽阀，蒸汽通过蒸汽盘管对加热器内的物料进行升温，物料中的萃取剂由于温升不断的气化挥发逸出水面，进入冷凝器，气化挥发的萃取剂进入冷凝器后，不断的液化形成液态，自流到已加有水的回收罐，储存循环利用。系统压力通过回收罐顶的呼吸阀排空，萃取剂全部挥发完后，这时加热器内馏余物为产品黄磷和水，产品通过远程控制阀远程操控，打开加热器底部的阀门，产品自流进入到液封池，再通过泵送往精制工序进行精制，精制合格的产品进行包装销售。

蒸汽≥0.3Mpa后精馏工序开始下边操作：

1、)打开冷却器进出口阀门、启动冷却水泵、冷却水循环正常；

2、)微微打开氮气阀门、对加热器内进行置换；精馏过程中氮气阀门保持微微常开、加热器内部正压。

3、)打开蒸汽出口排污阀、排出管内冷凝水，排完后关闭排污阀。然后缓慢打开进口阀、向加热器内通入蒸汽。当加热器内温度达到30℃后关闭蒸汽进口阀、恒温40min；观察并记录萃取剂的回收量；然后缓慢打开蒸汽进口阀，加热器温度达到50℃后关闭蒸汽进口阀、恒温40min；观察并记录萃取剂的回收量；再次缓慢打开蒸汽进口阀、缓慢升温至80℃后关闭蒸汽进口阀、恒温30min；观察并记录萃取剂的回收量；计算溶解的加入量与回收量的比值、达到70-80％后通过对加热器出口取样阀取样、冷却水漂洗、观察分离出来的磷的冷却情况。

4、)加热器精馏过程中，控制好加热器内的温度、初期避免温度过高、不利于溶剂的回收。

5、)精馏过程中冷凝器温度为水的常温(温度越低越好、可根据情况选择冷冻剂)、压力为120-130kpa.

三、系统自动控制连锁要求：

1、溶解罐压力≥0.1MPa与溶解罐放空阀打开连锁；

2、离心机内的氧气含量≤0.2％与进料阀连锁；

3、加热器温度与蒸汽进口自调阀连锁；

四、设备组成介绍

一、)溶解罐

1、现场温度表、压力表、液位计、远传温度、远传压力、远传液位计、氧含量分析仪；

2、自动放空阀、自动放空阀上的阻火器、放空管为间歇性放空、高于平台3m以上或者10米范围内无明火；

3、加溶剂管及阀门、打磷管及阀门、清洗水管及阀门；

4、溶解罐出口：手动阀、自动切断阀、视镜阀、清洗水管接头；

二、)离心机

1、≤0.2％；

2、静电电阻≤1Ω.

三、)加热器

1、现场温度表、压力表、液位计、远传温度显示、远传压力显示、远传液位显示、远传氧含量分析仪；

2、加热器出口管：两个手动阀、排污阀、视镜阀。

生产装置建设投运过程：

中试结束后，我们团队通过敏锐的市场洞察力，迅速调整产业结构，在确保建安行业保有增长率的基础上，迅速进军化工、环保等行业，于去年建成一套生产装置，但由于团队专业技术力量薄弱以及对生产设备、工艺认识的不足，在投产过程中，先后出现了几次安全未遂事故，事故的原因总结有几点：

1、采购的制氮机组，生产的氮气不合格，经色谱分析比对，该制氮机组的氮气含量仅为86％，为此造成了离心分离过程中出现两次爆炸。

2、自制加工安装的溶解槽，由于设置不合理以及操作工违章操作，再检查过程中，在未加氮气以及溶解罐内未加水密封的情况下，操作工揭开溶解槽水封盖，造成罐内挥发集聚的溶剂气体溢出罐体，发生闪爆现象。

调试工作暴露出设备选型不合理、设备设计不安全、操作人员对溶剂性质和危害性认识不足等诸多方面的原因，为此决定暂停调试，必须寻找有二硫化碳行业操作和设备方面经验的有识之士加入团队进行管理和运行，共谋发展。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本发明公开了一种用于泥磷低温固液分离方法即配方，该分离方法包括溶解工序、低温固液分离工序、精馏工序，以及最终产品的精制、漂洗、贮存和包装，本发明在加工回收产品过程中，全程使用物料的物理性质，过程无化学反应等其他产品的产生，运行中基本实现全密封操作，现场无污染，是解决黄磷行业磷泥处理工艺最为理想的工艺，技术突破后，市场供不应求，具有引领市场的巨大潜力和较大盈利能力。