一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统技术方案

本实用新型专利技术涉及工业废物资源化技术领域，具体公开了一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统，根据芯片行业产生的废磷酸物质含量(乙硝混酸、金属杂质主要含铝)，提出一种混酸分离

【技术实现步骤摘要】
一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统


[0001]本技术涉及及工业废物资源化
，尤其涉及一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统。

技术介绍

[0002]目前芯片行业中在对半导体硅片进行加工前需要对硅片表面进行清洗以去除有机物和金属杂质，湿蚀刻在全密闭设备的化学清洗槽内利用如氢氟酸、硝酸、磷酸及氨水等化学品溶液浸泡芯片，将不需要的物质除去；在清洗、刻蚀等工序中均尤其使用了较多的磷酸，上述工序产生的废酸中一般包含有机溶剂、磷酸、乙硝混酸。(一般磷酸占65～75wt％，乙酸占5～15wt％，硝酸占5～10wt％，金属杂质0～1％)；这些废酸直接排放进入环境中会造成严重的环境污染问题。
[0003]此外，若能回收废磷酸中的有效成分，将产生可观的经济效益，工业磷酸二氢铵的用途十分广泛、类别多样，特别是以磷酸二氢铵和高纯磷酸二氢铵为原料可以开发出更多的高新产品，工业磷酸二氢铵是一种很好的阻燃、灭火剂，广泛用于木材、纸张、织物的阻燃，纤维加工和染料工业的分散剂、搪瓷用釉剂、防火涂料的配合剂、干粉灭火剂。
[0004]乙酸钠有多种工业和日常用途，广泛应用于化工，石油，污水处理、医药，建材，玻璃，军工等领域。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提出一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统，根据芯片行业产生的废磷酸物质含量(乙硝混酸、金属杂质主要含铝)，提出一种混酸分离
‑
磷酸二氢铵制备
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除金属杂质(视情况)
‑
主产物结晶的反应路线设备系统，有效实施废磷酸变废为宝，实现生产出工业化磷酸二氢铵、副产物乙硝混酸的资源化目标。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案。
[0007]一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统，包括混酸分离模块、主产物制备模块、除铝模块、主产物结晶模块。
[0008]所述混酸分离模块由废磷酸储罐、混酸分离蒸发器、乙硝混酸储罐、纯磷酸储罐、磷酸稀释釜、纯水储罐、活性炭罐组成。
[0009]所述废磷酸储罐出口管道连接所述混酸分离蒸发器进口，所述混酸分离蒸发器包括有乙硝混酸出液口、磷酸出液口，所述乙硝混酸出液口管道连接所述乙硝混酸储罐进口，所述磷酸出液口管道连接所述纯磷酸储罐进口，所述磷酸稀释釜包括有稀释进液口、纯水进液口，所述纯磷酸储罐出口管道连接所述稀释进液口，所述纯水储罐出口管道连接所述纯水进液口，所述磷酸稀释釜出口管道连接所述活性炭罐进口。
[0010]所述主产物制备模块由制备反应釜、氨水储罐、压滤机、滤液储罐组成。
[0011]所述制备反应釜包括有磷酸进液口、氨水进液口，所述活性炭罐出口管道连接所述磷酸进液口，所述氨水储罐出口管道连接所述氨水进液口，所述制备反应釜出口管道连
接所述压滤机进料口，所述压滤机出液口管道连接所述滤液储罐进口。
[0012]所述主产物结晶模块由主产物分离蒸发器、结晶釜、离心机组成。
[0013]所述滤液储罐包括有合格出液口、除铝出液口，所述合格出液口管道连接所述主产物分离蒸发器进口，所述主产物分离蒸发器包括有待结晶出液口，所述待结晶出液口管道连接所述结晶釜进口，所述结晶釜出口管道连接所述离心机进口。
[0014]所述除铝模块由除铝反应釜、硫酸亚铁加注罐、硫酸铁加注罐、双氧水加注罐组成。
[0015]所述除铝反应釜包括有除铝进液口、沉淀剂加注口，所述硫酸亚铁加注罐出口、硫酸铁加注罐出口、双氧水加注罐出口均管道连接所述沉淀剂加注口，所述除铝出液口管道连接所述除铝进液口，所述除铝反应釜出口管道连接所述压滤机进料口。
[0016]更进一步的，所述合格出液口与所述主产物分离蒸发器进口连接的管道设置有合格阀门。
[0017]更进一步的，所述除铝出液口与所述除铝进液口连接的管道设置有除铝阀门。
[0018]优选的，所述滤液储罐侧面设置有采样孔。
[0019]本技术的有益效果为。
[0020]1、本技术通过合理的设备、管道、阀门布局，具备高效混酸分离能力、资源化产物制备能力、除杂能力、资源化产物提纯结晶能力，尤其满足大规模工业化运作。
[0021]2、对目标治废、资源化废磷酸的物质含量具有充分的认识，通过物理、化学手段充分分离、回收有效价值的磷酸二氢铵及副产物乙硝混酸，同时对目标废磷酸也实现无害化处理。
[0022]3、对危险废物废磷酸实现了封闭式资源化处理，本技术生产过程无需人为现场过多干预，保证职业健康，环境友好程度高。
附图说明
[0023]图1是本技术的一个实施例的结构示意图。
[0024]其中，废磷酸储罐1、混酸分离蒸发器2、乙硝混酸储罐3、纯磷酸储罐4、磷酸稀释釜5、纯水储罐6、活性炭罐7、制备反应釜8、氨水储罐9、压滤机10、滤液储罐11、除铝反应釜12、硫酸亚铁加注罐13、硫酸铁加注罐14、双氧水加注罐15、主产物分离蒸发器16、结晶釜17、离心机18、合格阀门19、除铝阀门20、采样孔21。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及具体实施方式进一步说明本技术的技术方案。
[0026]经分析，芯片行业清洗、刻蚀产生的废磷酸主要由磷酸、乙酸、硝酸、金属杂质组成，其中乙酸占5～15wt％，硝酸占5～10wt％；金属杂质占0～1％，以铝离子为主。要获得纯度达到工业级磷酸二氢铵，必须将目标物质磷酸从乙酸、硝酸、铝离子等杂质中分离出来，故如何利用废磷酸各组成物质的差异，以此为依据完成一组行之有效的设备系统布局，是本技术的关键。
[0027]一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统，包括混酸分离模块、主产物制备模块、除铝模块、主产物结晶模块。
[0028]所述混酸分离模块由废磷酸储罐1、混酸分离蒸发器2、乙硝混酸储罐3、纯磷酸储罐4、磷酸稀释釜5、纯水储罐6、活性炭罐7组成。
[0029]所述废磷酸储罐1出口管道连接所述混酸分离蒸发器2进口，所述混酸分离蒸发器2包括有乙硝混酸出液口、磷酸出液口，所述乙硝混酸出液口管道连接所述乙硝混酸储罐3进口，所述磷酸出液口管道连接所述纯磷酸储罐4进口，所述磷酸稀释釜5包括有稀释进液口、纯水进液口，所述纯磷酸储罐4出口管道连接所述稀释进液口，所述纯水储罐6出口管道连接所述纯水进液口，所述磷酸稀释釜5出口管道连接所述活性炭罐7进口。
[0030]通过磷酸216℃沸点、乙酸118℃沸点、硝酸83℃沸点的差异，由混酸分离蒸发器2分离磷酸和乙硝混酸，从而达到分离出磷酸和乙硝混酸的目的。由于硝酸与乙酸会形成二元共沸物，乙硝混酸由硝酸34％，乙酸66％组成，因此不能直接分离乙酸和硝酸，只能分离出乙硝混酸蒸出及残留磷酸。
[0031]磷酸稀释釜5对磷酸进行稀释，活性炭罐7对磷酸进行脱色，均是为后续制备资源化主产物磷酸二氢铵进行预处理。
[0032]所述主产物制备模块由制备反应釜8、氨水储罐9、压滤机10、滤液储罐11组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废磷酸资源化制备磷酸二氢铵的设备系统，其特征在于，包括混酸分离模块、主产物制备模块、除铝模块、主产物结晶模块；所述混酸分离模块由废磷酸储罐、混酸分离蒸发器、乙硝混酸储罐、纯磷酸储罐、磷酸稀释釜、纯水储罐、活性炭罐组成；所述废磷酸储罐出口管道连接所述混酸分离蒸发器进口，所述混酸分离蒸发器包括有乙硝混酸出液口、磷酸出液口，所述乙硝混酸出液口管道连接所述乙硝混酸储罐进口，所述磷酸出液口管道连接所述纯磷酸储罐进口，所述磷酸稀释釜包括有稀释进液口、纯水进液口，所述纯磷酸储罐出口管道连接所述稀释进液口，所述纯水储罐出口管道连接所述纯水进液口，所述磷酸稀释釜出口管道连接所述活性炭罐进口；所述主产物制备模块由制备反应釜、氨水储罐、压滤机、滤液储罐组成；所述制备反应釜包括有磷酸进液口、氨水进液口，所述活性炭罐出口管道连接所述磷酸进液口，所述氨水储罐出口管道连接所述氨水进液口，所述制备反应釜出口管道连接所述压滤机进料口，所述压滤机出液口管道连接所述滤液储罐进口；所述主产物结晶模块由主产物分离蒸发器、结...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟景，李艳玲，徐林燕，陈政，杨东奎，曾世强，马士龙，姜燕，
申请(专利权)人：瀚蓝工业服务嘉兴有限公司，
类型：新型
国别省市：