專利名稱：一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保險粉濾渣的治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用保險粉濾渣生 產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法。
背景技術(shù)：
保險粉是連二亞硫酸鈉(Sodium Hydrosulfite)的俗稱，是一種強還原劑，廣泛用 于紡織、印染工業(yè)，作助染劑及漂白劑，同時也是醫(yī)藥工業(yè)，合成染料的原料，也應(yīng)用于銅版 印刷及分析試劑等。近年來，市場對保險粉的需求日益旺盛、增長很快。特別是紡織、印染工業(yè)對保險 粉需求穩(wěn)步上升，每年都有10 15%的上升幅度。另外，伴隨著國內(nèi)高檔新聞紙的生產(chǎn)開 發(fā)，高嶺土品質(zhì)的提高，這一潛在的保險粉市場慢慢凸顯，市場潛力也在快速增大。目前，國 際保險粉總用量為50萬噸/年；我國07年出口量為8 10萬噸/年；08年出口量為12 15萬噸；09年出口量已接近20萬噸；出口量明顯增大，是世界上最大的保險粉出口國。而 國內(nèi)用量大約在20 25萬噸/年。保險粉的生產(chǎn)方法主要有鋅粉法、甲酸鈉法和汞齊法。目前，為工業(yè)上應(yīng)用的主要 是前兩種。其中，鈉汞齊法生產(chǎn)工藝的三廢處理和勞動保護要求較為嚴(yán)格，并耗電較高，在 工業(yè)上已很少被采用。甲酸鈉法生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，流程簡短，廢水產(chǎn)生量少，但產(chǎn)品純度 較低、穩(wěn)定性較差；而鋅粉法生產(chǎn)工藝成熟、產(chǎn)品純度高、穩(wěn)定性好，是行業(yè)內(nèi)主要使用的生 產(chǎn)方法。鋅粉法生產(chǎn)保險粉是用純度為99%以上的二氧化硫氣體處理鋅粉懸浮水溶液，生 成連二亞硫酸鋅溶液，然后加入氫氧化鈉進行復(fù)分解反應(yīng)，生成連二亞硫酸鈉和氫氧化鋅 沉淀，過濾分離后得到含連二亞硫酸鈉和含氫氧化鋅沉淀的廢渣。濾液用濃鹽水鹽析，再經(jīng) 過濾、分離、脫水后，用乙醇洗滌、干燥而得連二亞硫酸鈉。因而，保險粉的生產(chǎn)過程經(jīng)過壓 濾排出了大量含氫氧化鋅的濾餅廢渣。氫氧化鋅廢渣是一種強堿性物質(zhì)，如果不加以處理 而堆積對土地的腐蝕和堿性固化都十分嚴(yán)重，尤其是風(fēng)吹揚起的白色灰塵更是令人窒息。 目前，常用的處理方法是用氫氧化鋅廢渣制氧化鋅或者金屬鋅以供循環(huán)使用。其用途較為 單一，遠遠不能消耗伴隨著保險粉生產(chǎn)量的增加而日益增加的鋅粉廢渣。另一方面，磷酸鋅可取代紅丹、鋅鉻黃等傳統(tǒng)防銹顏料，可用于鋼架、船舶、電器、 設(shè)備防銹使用，而且磷酸鋅是一種白色無毒的防銹顏料，其防銹腐蝕效果優(yōu)異，是新一代無 毒性，無公害的防銹顏料，是使用效果理想的防銹顏料新品種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，該方 法變廢為寶，有效的將保險粉濾渣中的氫氧化鋅轉(zhuǎn)化為具有較大經(jīng)濟意義的磷酸鋅及其水 合物，充分挖掘和利用了保險粉濾渣潛在的經(jīng)濟價值，也為保險粉濾渣的綜合利用和治理 提供了新的途徑。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，包括 如下具體步驟步驟A 折算保險粉的濾渣中氫氧化鋅的含量，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁 液，同時配置氯化鈣溶液；步驟B 將步驟A配置的懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì)質(zhì)量 比為1 0.92-1. 32依次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯 化鋅和氫氧化鈣的混合物；步驟C 將步驟B所得的含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得 到澄清的含氯化鋅的濾液和含氫氧化鈣的白色濾餅；步驟D 將步驟C所得的含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機(3)洗滌、第一干燥 器(4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)；步驟E 將步驟C所得的含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫 氧化鋅混合，除去雜質(zhì)，并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅；步驟F 將步驟E所得的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾器(8)過濾，得到純凈的氯化鋅溶 液；此時，氯化鋅的濃度和純度都大大的提高；步驟G 將步驟F所得的氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯化鋅 與磷酸以純質(zhì)量比1 0.28-0. 68混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合 液；步驟H 將步驟G所得的含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第三過濾器(10)過濾， 得到澄清的含鹽酸的濾液和含四水磷酸鋅的白色濾餅；步驟I 步驟H所述的含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第 二粉碎機(1 粉碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)。步驟A所述的氯化鈣為含氯化鈣的氨堿廢液。步驟H所得的含鹽酸的濾液投入步驟B所述第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)或步驟E所述 第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中循環(huán)利用。步驟H所得的四水磷酸鋅粉體成品(1 在100°C煅燒窯中煅燒，得到二水磷酸鋅產(chǎn)品。步驟H所得的四水磷酸鋅粉體成品(1 在190°C煅燒窯中煅燒，得到一水磷酸鋅產(chǎn)品。本發(fā)明所述用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法的化學(xué)原理為Zn (OH) 2+CaCl2 = = = = = ZnCl2+Ca (OH) 23ZnCl2+2H3P04+4H20 = = = = = Zn3 (PO4) 24H20+6HC1
煅燒
Ζn3(ΡO(jiān)4)24Η2O = Zn3(PO4)2 2Η2Ο+2Η2Ο
煅燒
Ζn3(ΡO(jiān)4)24Η2O = Ζη3(ΡO(jiān)4)2Η2O+3Η2O
煅燒
Ζn3(ΡO(jiān)4)2 4Η2O = Ζn3(ΡO(jiān)4)2 +4Η2O
本發(fā)明所述用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，副產(chǎn)物鹽酸可以返回與 氫氧化鋅反應(yīng)而重復(fù)循環(huán)利用，從而最大限度的較少了氯化鈣原料的消耗和副產(chǎn)物氫氧化 鈣的產(chǎn)生。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法， 有效的將保險粉濾渣中的氫氧化鋅轉(zhuǎn)化為具有較大經(jīng)濟意義的磷酸鋅及其水合物，充分挖 掘和利用了保險粉濾渣潛在的經(jīng)濟價值，也為保險粉濾渣的綜合利用和治理提供了新的途 徑。同時，該方法操作簡單，設(shè)備投資費用低，副產(chǎn)物少，適于推廣應(yīng)用。


圖1為用保險粉濾渣生產(chǎn)四水磷酸鋅的工藝流程圖，其中，(1)第一耐腐蝕反應(yīng)器，(2)第一過濾器，(3)第一洗滌機，(4)第一干燥器，(5)第 一粉碎機，(6)氫氧化鈣產(chǎn)品，(7)第二耐腐蝕反應(yīng)器，(8)第二過濾器，(9)第三耐腐蝕反 應(yīng)器，(10)第三過濾器，(11)第二洗滌機，(12)第二粉碎機，(13)四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品。圖2、為用四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品生產(chǎn)二水磷酸鋅、一水磷酸鋅或無水磷酸鋅的工藝 流程圖，其中，(14)煅燒窯。
具體實施例方式實施例1參照圖1，一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，取保險粉濾渣 495kg,折算保險粉的濾渣中氫氧化鋅的含量為^^kg，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁 液，同時配置氯化鈣溶液；將懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì)質(zhì)量比為 1 1.12依次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯化鋅和氫氧 化鈣的混合物；將含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得到澄清的含氯 化鋅的濾液和含氫氧化鈣的白色濾餅；將含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機C3)洗滌、 第一干燥器(4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)，其含有氫氧化鈣純物質(zhì) 質(zhì)量為222kg ；將含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫氧化鋅混合，除去 雜質(zhì)，并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅而后，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾器(8)過濾， 得到純凈的氯化鋅溶液；將氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯化鋅與磷酸 以純質(zhì)量比1 0.48混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液；將含四水 磷酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第三過濾器(10)過濾，得到澄清的含鹽酸的濾液和含四水磷酸 鋅的白色濾餅；含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第二粉碎機(12)粉 碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)，含有四水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為458. Olkgo實施例2參照圖1，一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，稱量保險粉4%kg， 折算保險粉廢渣中氫氧化鋅含量為^^kg，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁液，同時配置 氯化鈣溶液；將懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì)質(zhì)量比為1 0.92依 次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯化鋅和氫氧化鈣的混 合物；將含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得到澄清的含氯化鋅的濾 液和含氫氧化鈣的白色濾餅；將含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機C3)洗滌、第一干燥器(4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)，其含有氫氧化鈣純物質(zhì)為 182. 16kg ；將含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫氧化鋅混合，除去雜 質(zhì)，并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅而后，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾器(8)過濾，得 到純凈的氯化鋅溶液；將氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯化鋅與磷酸以 純質(zhì)量比1 0. 混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液；將含四水磷 酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第三過濾器(10)過濾，得到澄清的含鹽酸的濾液和含四水磷酸鋅 的白色濾餅；含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第二粉碎機(12)粉 碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)，其含有的四水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為216. 06kg。參照圖2，將四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)在煅燒窯(14)中，100°C煅燒，制得二水磷 酸鋅粉體產(chǎn)品，其含有的二水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為201. 84kg。實施例3參照圖1，一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，稱量保險粉4%kg， 折算保險粉廢渣中氫氧化鋅含量為^^kg，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁液，同時用含 氯化鈣的氨堿廢液配置氯化鈣溶液；將懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì) 質(zhì)量比為1 1.32依次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯 化鋅和氫氧化鈣的混合物；將含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得到 澄清的含氯化鋅的濾液和含氫氧化鈣的白色濾餅；將含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機 (3)洗滌、第一干燥器(4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)，其含有氫氧 化鈣純物質(zhì)質(zhì)量為22 ；將含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫氧化 鋅混合，除去雜質(zhì)，并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅而后，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾 器(8)過濾，得到純凈的氯化鋅溶液；將氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯 化鋅與磷酸以純質(zhì)量比1 0.68混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合 液；將含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第三過濾器(10)過濾，得到澄清的含鹽酸的濾液和 含四水磷酸鋅的白色濾餅；含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第二粉 碎機(1 粉碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)，含有四水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為458.01kg。參照圖2，將四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)在煅燒窯(14)中，190°C煅燒，制得一水磷 酸鋅粉體產(chǎn)品，含有四水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為403. 01kg。實施例4參照圖1，一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，稱量保險粉4%kg， 折算保險粉廢渣中氫氧化鋅含量為^^kg，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁液，同時配置 氯化鈣溶液；將懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì)質(zhì)量比為1 1.12依 次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯化鋅和氫氧化鈣的混 合物；將含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得到澄清的含氯化鋅的濾 液和含氫氧化鈣的白色濾餅；將含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機C3)洗滌、第一干燥 器(4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)，其含有氫氧化鈣純物質(zhì)質(zhì)量為 22 ；將含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫氧化鋅混合，除去雜質(zhì)， 并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅而后，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾器(8)過濾，得到 純凈的氯化鋅溶液；將氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯化鋅與磷酸以純 質(zhì)量比1 0.48混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液；將含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第二過濾器(10)過濾，得到澄清的含鹽酸的濾液和含四水磷酸鋅的 白色濾餅；含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第二粉碎機(1 粉碎， 得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)，含有四水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為458. Olkgo參照圖2，將四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)在煅燒窯(14)中，250°C煅燒，制得無水磷 酸鋅粉體產(chǎn)品，含有無水磷酸鋅純物質(zhì)質(zhì)量為394. 02kg。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列方法。只是做出若干 簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，包括如下具體步驟步驟A 折算保險粉的濾渣中氫氧化鋅的含量，并將保險粉濾渣粉碎，配置成懸濁液， 同時配置氯化鈣溶液；步驟B 將步驟A配置的懸濁液和氯化鈣溶液按氫氧化鋅和氯化鈣的純物質(zhì)質(zhì)量比為 1 0. 92-1. 32依次投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)中，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含氯化鋅 和氫氧化鈣的混合物；步驟C:將步驟B所得的含氯化鋅和氫氧化鈣的混合物經(jīng)第一過濾器( 過濾，得到澄 清的含氯化鋅的濾液和含氫氧化鈣的白色濾餅；步驟D 將步驟C所得的含氫氧化鈣的白色濾餅經(jīng)第一洗滌機(3)洗滌、第一干燥器 (4)干燥，第一粉碎機( 粉碎，得到氫氧化鈣產(chǎn)品(6)；步驟E 將步驟C所得的含氯化鋅的濾液在第二耐腐蝕反應(yīng)器(7)中與適量的氫氧化 鋅混合，除去雜質(zhì)，并使濾液中的氯化物充分的轉(zhuǎn)化為氯化鋅；步驟F 將步驟E所得的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)第二過濾器(8)過濾，得到純凈的氯化鋅溶液； 步驟G 將步驟F所得的氯化鋅溶液在第三耐腐蝕反應(yīng)器(9)中與磷酸以氯化鋅與磷 酸以純物質(zhì)質(zhì)量比1 0.28-0. 68混合，緩慢攪拌下反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合 液；步驟H:將步驟G所得的含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液經(jīng)第三過濾器(10)過濾，得到 澄清的含鹽酸的濾液和含四水磷酸鋅的白色濾餅；步驟I 步驟H所述的含四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)第二洗滌機(11)洗滌甩干、第二粉 碎機(1 粉碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，步 驟A所述的含氯化鈣的氨堿廢液。
3.如權(quán)利要求1所述的用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，步 驟H所得的含鹽酸的濾液投入步驟B所述第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)或步驟E所述第二耐腐蝕 反應(yīng)器(7)中循環(huán)利用。
4.如權(quán)利要求1所述的用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，步 驟H所得的四水磷酸鋅粉體成品(1 在100°C煅燒窯中煅燒，得到二水磷酸鋅產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1所述的用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，步 驟H所得的四水磷酸鋅粉體成品(1 在190°C煅燒窯中煅燒，得到一水磷酸鋅產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求1所述的用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，其特征在于，步 驟H所得的四水磷酸鋅粉體成品(1 在250°C煅燒窯中煅燒，得到無水磷酸鋅產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用保險粉濾渣生產(chǎn)磷酸鋅及其水合物的方法，該方法將保險粉的濾渣與氯化鈣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯化鋅溶液和氫氧化鈣沉淀的混合物，所得混合物過濾后得到的氯化鋅溶液再與磷酸反應(yīng)，得到含四水磷酸鋅和鹽酸的混合液，混合液過濾分離得到鹽酸的濾液和四水磷酸鋅白色濾餅；四水磷酸鋅的白色濾餅經(jīng)洗滌甩干、粉碎，得到四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品，四水磷酸鋅粉體產(chǎn)品分別在100℃，190℃和250℃下煅燒，分別得到二水磷酸鋅產(chǎn)品、一水磷酸鋅產(chǎn)品和無水磷酸鋅產(chǎn)品。
文檔編號C01B25/37GK102092696SQ20101027539
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者王嘉興 申請人:汪晉強