一种含砷黄磷的脱砷方法及分级处理的方法技术

本发明专利技术涉及一种含砷黄磷的脱砷方法及分级处理方法。它将溶解的含砷黄磷进行冷却结晶，再过滤，洗涤结晶体，得到含砷量低的脱砷黄磷；对于过滤后得到的滤液及洗涤结晶体后得到的洗液，可以分别经过蒸馏分离，得到可以再次使用的溶剂和洗涤剂以及含砷量高的余量黄磷。采用本发明专利技术脱砷，一次结晶，洗涤可达到４０％的脱砷率，经多次（２－１０次）结晶，过滤，洗涤过程，可以得到高纯度的黄磷，耗能很低，操作安全，分离周期短；采用本发明专利技术分级处理，产品收率高，黄磷无损失，无污染排放，产品质量好，运行费用低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种含砷黄磷的脱砷方法及分级处理的方法本专利技术涉及一种黄磷的处理方法，特别是一种含砷黄磷的脱砷方法及分级处理方法。黄磷是极其重要的无机化工产品，一般市售黄磷含砷量在150ppm～350ppm，这一范围的黄磷的应用范围及产品价值受到很大限制。多年来，国内外为攻克黄磷脱砷这一技术难题，在科研和开发方面作了数十年的探索和努力，有的甚至为此献出了生命，但至今因技术或技术经济原因收效甚微。迄今为止，对于黄磷脱砷的处理方法主要有以下几种：1.蒸馏法  黄磷置于蒸馏釜中，在隔绝空气，加热到180℃，通入水蒸汽进行多级真空蒸馏，砷以磷化砷形式进入气相，磷被冷凝水保护，含砷量可降低至70ppm。这种方法需要多级蒸馏，流程复杂，并要求在高温和耐腐蚀条件下操作，设备材质要求严格，而且黄磷随蒸汽带走较多，损失大；2.混酸法：此法是直接采用硝酸加硫酸的混酸法除去黄磷中的砷，总酸浓度为4.5mol～6.5mol，每次洗涤粗磷所用的酸和水用量必须大于黄磷的五倍，并要反复洗涤4～5次，所需时间为24小时，效果是可使含砷量为70ppm降低至1ppm，精制黄磷的收率为70％。这种方法氧化剂消耗量大，洗涤次数多，所需时间长；3.氯化物法：此法是利用硫酰氯同磷不反应的特点，氧化处理过程使砷氧化成三氯化砷的形态挥发除去。这种方法使用的化学品有剧毒和强烈的刺激性与腐蚀性，且脱砷率低，故一般难以达到理想的技术指标；4.碘化物法：此法是使用碘，碱金属碘化物，碘化磷，碘化铜或碘化溴加热到300℃处理粗黄磷，使黄磷中的砷转化为碘化砷，然后真空蒸馏，回收黄磷。这种方法需加热到高温300℃，黄磷有部分转化为红磷，磷回收率低，损失大，能耗高；5.Fe3+氧化法：此法是利用Fe3+的氧化性处理含砷黄磷，Fe3+盐溶液比磷为6～18倍，并且在硫酸和硝酸存在下，加热氧化砷。这种方法实际上是一种氧化法，同硝酸和硫酸的混酸法无本质区别，其缺点是时间长，收率低，有含砷、磷的废水需处理。-->从上述情况可以知道，无论采用上述哪种方法，它们基本上都存在有能耗大，高温操作安全性小，流程时间长，黄磷损失大的不足。本专利技术的目的在于提供一种能耗小，操作安全，分离周期短的含砷黄磷脱砷的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种黄磷无损失，低成本的含砷黄磷的分级处理方法。本专利技术采用结晶可以提纯这一普遍理论依据，利用黄磷在不同温度下在各种溶剂中的溶解度差异而使黄磷结晶，而砷则溶于溶剂中，经过过滤，洗涤，即可得到脱砷黄磷。本专利技术是这样实现的：一种含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：将溶解的含砷黄磷进行冷却结晶，再过滤，洗涤结晶体，得到脱砷黄磷。上述溶解含砷黄磷的溶剂可采用对黄磷溶解度很大的二硫化碳、乙醚等溶剂，溶解温度为常温，最好在10℃～45℃之间，黄磷与二硫化碳的比例以重量计最好为5～30∶1；上述冷却结晶的温度为-20℃～20℃；上述洗涤结晶体所用的洗涤剂选用对溶解黄磷溶解度小，并能与所选溶剂互溶，且容易蒸馏分离的溶剂，如四氯化碳、苯、乙醇等，洗涤温度最好在-20℃～45℃范围内。如果得到的脱砷黄磷的含砷量仍高于所要求的含砷量，可以将得到的脱砷黄磷再次或更多次地重复上述的溶解--冷却结晶--过滤--洗涤的过程，直至得到高纯度黄磷。这样制得的高纯度黄磷可以应用于电子行业。实际上，在黄磷的工业应用中，含砷量高的黄磷也有其用武之地，它可以用于制取磷酸。因为在磷酸的制取过程中脱砷非常容易，所以它不需要用高价格的低砷黄磷为原料，也就是说不同含砷量的黄磷可以针对不同的用户群，因此，本专利技术的另一目的是摒弃人们的传统思维方式，采用一种全新的思路，不对含砷的黄磷脱砷，而是对含砷黄磷进行分级处理，即让含砷黄磷一部分变为含砷量高的黄磷，另一部分变为含砷量低的黄磷，黄磷总量无损失的处理方法。    本专利技术的另一目的是这样实现的：一种含砷黄磷的分级处理方法，其特-->征在于：将溶解的含砷黄磷进行冷却结晶，再过滤，洗涤结晶体，得到含砷量低的黄磷；对于过滤后得到的滤液及洗涤结晶体后得到的洗液，可以分别经过蒸馏分离，得到可以再次使用的溶剂和洗涤剂以及含砷量高的余量黄磷。上述滤液的蒸馏分离条件以所选溶剂在常压下的汽化温度而定，二硫化碳为55℃～65℃，乙醚为35℃～45℃。上述洗液的蒸馏分离条件以所选洗涤剂的常压下的汽化温度而定，四氯化碳为75℃～80℃，苯为80℃～85℃，乙醇为78℃～85℃。本专利技术提出的脱砷方法具有以下优点：1.采用本方法脱砷，一次结晶，洗涤可达到40％以上的脱砷率，经多次(2-10次)结晶，过滤，洗涤过程，可以得到高纯度的黄磷；2.它是在常温和-20℃低温状态下进行的操作，耗能很低；3.操作安全，因为低温下操作比高温蒸馏及氧化法都安全；4.分离周期短，本法中冷却结晶，过滤，洗涤所需时间都较短，它与同等投资规模的装置相比，产量可以提高4～5倍；本专利技术提出的含砷黄磷的分级处理方法，不仅具有脱砷方法所具有的优点，同时还带来了以下的积极效果：1.产品收率高，黄磷无损失，因为过滤除去的母液经蒸馏分离可得到含砷较高的黄磷；    2.无污染排放；3.产品质量好，采用这种方法可得到不同含砷量的黄磷产品。4.运行费用低，因为所用溶剂经过蒸馏回收，可以循环使用，而且蒸馏的分离过程在100℃以下进行的。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1：一种含砷黄磷的脱砷方法：原料含砷黄磷在黄磷贮罐中经加热熔化并用泵送至混合罐，溶剂二硫化碳由二硫化碳贮罐经泵送至混合罐；控制混合罐的温度在20℃，并以黄磷∶二硫化碳＝20∶1比例在混合罐中溶解，并送入结晶罐；然后由冷冻系统提供的冷冻剂冰盐水对结晶罐中的溶液冷冻，使系统温度降至10℃，经过一定时间，几乎不含砷的黄磷以正方晶形状从饱-->和溶液中析出，而砷及砷化合物由于在该温度，浓度条件下未达饱和，仍存在于溶液中，过滤含结晶体的溶液，用泵回收含黄磷、砷、及化合物液体，并将由结晶罐放出的结晶体送至洗涤罐，用四倍于二硫化碳溶剂量的四氯化碳液体对结晶体进行洗涤，洗涤温度为20℃，这时，四氯化碳洗涤剂与黄磷晶体中的二硫化碳溶剂相互溶解，使留下的结晶体砷含量进一步降低，用泵分离洗液与结晶体，从洗涤罐放入产品水槽的晶体就是精制的低砷黄磷产品，若所得黄磷含砷量过高，可以将它再次投入黄磷贮罐循环上述步骤直到符合产品要求。实施例2～9：其方法同上，所不同的是采用了不同的技术参数。实施例        溶剂溶解温度℃结晶温度 ℃      洗涤剂洗涤温度℃循环次数脱砷率％  黄磷收率％   种类 P4/溶剂  种类 洗/溶剂低砷高砷    2 CS2  5/1 28 15 CCl4  3/1    18    1  43  60    40    3 CS2  15/1 30  5 CCl4  2/1    20    1  42  58    42    4 CS2  10/1 16  0 乙醇  1/1    -5    1  60  50    50    5 CS2  15/1 10  -5 乙醇  4/1    25    1  55  45    55    6 CS2  20/1  20  -10 苯  3/1    -10    2  72  68  本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：将溶解的含砷黄磷进行冷却结晶，再过滤，洗涤结晶体，得到脱砷黄磷。

【技术特征摘要】
1.一种含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：将溶解的含砷黄磷进行冷却结晶，再过滤，洗涤结晶体，得到脱砷黄磷。    2.如权利要求1所述的含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：所述溶解含砷黄磷的溶剂可采用二硫化碳、乙醚溶剂，其溶解温度为常温，溶剂的加入量以黄磷∶溶剂＝5～30为佳；所述冷却结晶的温度为-20℃～20℃；上述洗涤结晶体所用的洗涤剂选用四氯化碳或苯或乙醇，洗涤温度最好在-20℃～45℃范围内。3.如权利要求2所述的含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：所述溶解温度最好在10℃～45℃之间。4.如权利要求2所述的含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：所述洗涤剂的加入量以洗涤剂∶溶剂＝1～4为佳。5.如权利要求1所述的含砷黄磷的脱砷方法，其特征在于：将得到的脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥鲁，曾轲，王俊昌，曾国林，罗奎，贺尔顺，王升全，莫万乐，
申请(专利权)人：重庆理想科技有限公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]