本實用新型涉及一種處理系統(tǒng)，特別是一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)藥中間體生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含磷酸氫鋇廢液，由于磷酸氫鋇對水體是有害的，廢水不能直接排放，大量的廢水無法處理，只能將其濃縮干燥后，將固體廢料收集。固體磷酸氫鋇廢料不能通過傳統(tǒng)的掩埋、焚燒等方式進(jìn)行處理，對環(huán)境的危害極大，而固體廢料中不僅含有磷酸氫鋇，還包括碳酸鈣等其他物質(zhì)，純度較低，同時由于磷酸氫鋇在化工應(yīng)用面較窄，大多只在磷光體的生產(chǎn)中具有少量的應(yīng)用，大量的廢料沒有辦法處理，現(xiàn)有技術(shù)也沒有針對磷酸氫鋇提出妥善有效的處理方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的實用新型目的在于：針對上述存在的問題，提供一種能夠妥善處理磷酸氫鋇廢料，將其進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)后，將鋇離子和磷酸氫根分別處理得到不同的能夠在工業(yè)上具有廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，且在處理過程中不會產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境友好無負(fù)擔(dān)的磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)。
本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，包括順序連接的中和池，氧化槽，離心脫水裝置和反應(yīng)池，所述中和池設(shè)有進(jìn)液通道，所述進(jìn)液通道內(nèi)設(shè)有柵格，所述反應(yīng)池中部設(shè)有濾板，所述濾板將反應(yīng)池分隔為固體區(qū)一和液體區(qū)一，所述液體區(qū)一與再分離池相連，所述再分離池中部設(shè)有微孔濾板，所述微孔濾板將再分離池分隔為固體區(qū)二和液體區(qū)二，所述固體區(qū)一和固體區(qū)二與純化池相連，所述液體區(qū)二與液體收集池相連；所述氧化槽配合使用一體化鐵碳材料，所述中和池與氧化槽的連接通道中設(shè)有濾膜。
由于采用了上述技術(shù)方案，經(jīng)過中和池將磷酸氫鋇廢料中的碳酸根去除掉，在氧化槽內(nèi)通過微電解反應(yīng)，將其中的有機(jī)質(zhì)除掉，再通過離心脫水，將其他無機(jī)質(zhì)去除掉后，得到相對純度較高的磷酸氫鋇后，通過與硫酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，制得磷酸氫二鉀液體和硫酸鋇沉淀，硫酸鋇可用作與涂料等原料，而磷酸氫二鉀在工業(yè)、醫(yī)藥上的應(yīng)用較磷酸氫鋇廣泛的多，能夠用于醫(yī)藥生產(chǎn)、水質(zhì)處理、食品工業(yè)、緩沖劑、電鍍添加劑等，從而將大量的磷酸氫鋇廢料進(jìn)行了有效地處理，使其得到了合理的應(yīng)用。
柵格的間隙為0.7~1.2cm，在生產(chǎn)過程、及堆放過程中產(chǎn)生的大量固體雜質(zhì)顆粒，諸如石粒、木屑等物質(zhì)，經(jīng)過柵格進(jìn)行預(yù)過濾，減小在酸化過程中，對酸物質(zhì)的吸附，對乙酸的浪費(fèi)。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述中和池內(nèi)設(shè)有池板，所述池板下表面覆有滲透膜，所述池板將中和池分隔成上池和下池，所述下池內(nèi)設(shè)有壓力管，所述壓力管與下池內(nèi)部連通，所述下池內(nèi)盛有乙酸，所述池板上表面設(shè)有若干氣體傳感器，所述壓力管與空氣壓縮裝置相連，所述空氣壓縮裝置，氣體傳感器均與控制器信號連接。
由于采用了上述技術(shù)方案，下池內(nèi)盛有的乙酸濃度為76~80%，滲透膜在自然狀態(tài)下不漏水，在壓力狀態(tài)下能夠滲水，通過空氣壓縮裝置產(chǎn)生壓力，再通過壓力管在下池內(nèi)增大壓力，將乙酸擠壓通過滲透膜，滲入上池中；氣體傳感器能夠檢測氣體，當(dāng)上池中不再產(chǎn)生氣體時，氣體傳感器將信號傳送至控制器，控制器控制空氣壓縮裝置關(guān)閉。
通過濃度為76~80%的乙酸進(jìn)行酸化，能夠有效去除掉碳酸根離子；在中和碳酸根的過程中，不僅發(fā)出大量的熱還會有大量的氣體產(chǎn)生，若采用高濃度的乙酸，會致使乙酸大量的揮發(fā)，而采用濃度相對較低的乙酸能夠極大的減小乙酸的揮發(fā)量，減小浪費(fèi)，同時大量高濃度的乙酸對呼吸系統(tǒng)的刺激較大，大量的乙酸彌漫在空氣導(dǎo)致二次污染。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述氧化槽的尺寸為3.0m×2.5m×3.5m，有效水深3.0m，所述氧化槽底部設(shè)有鋼襯，所述氧化槽內(nèi)沿豎直方向設(shè)有若干雙氧水加藥管，每根所述雙氧水加藥管表面均布有若干通孔。
由于采用了上述技術(shù)方案，微電解氧化槽的工作效率足夠滿足處理需求，有效的節(jié)約成本，避免氧化槽較大，對電量、雙氧水等的造成浪費(fèi)，提高成本。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述一體化鐵碳材料由質(zhì)量份8份Fe4O3粉末，8份碳纖維和3份Fe3A1粉末經(jīng)過模壓成中空球狀后，在真空，340~420℃條件下進(jìn)行燒結(jié)制成；所述一體化鐵碳材料具有多孔三維結(jié)構(gòu)，孔隙率為54.1%；所述一體化鐵碳材料的投入量為3.6g/L。
由于采用了上述技術(shù)方案，以鐵為陽極，碳為陰極，廢水中的離子作為電解質(zhì)，形成原電池，利用金屬腐蝕原理對廢水進(jìn)行處理，從而去除廢液中的有機(jī)物，向鐵炭微電解反應(yīng)出水中加入 H2O2，使其與生成的Fe2+構(gòu)成Fenton試劑，產(chǎn)生的·OH能迅速引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，最終將有機(jī)污染物分解為CO2和H2O；同時Fe2+被部分氧化成 Fe3+，并以Fe（OH）3形式存在，新生Fe（OH）3具有絮凝作用，可以進(jìn)一步降低廢水中的有機(jī)物含量，且·OH能夠與廢料中的鈣離子產(chǎn)生氫氧化鈣沉淀，從而將廢料中的碳酸鈣完全去除掉；由于廢料中的有機(jī)質(zhì)含量相對較少，因此需要的鐵碳材料較少，上述比例為最佳值，能夠在成本較低的條件下將有機(jī)質(zhì)完全去除掉。一體化鐵碳材料的處理效果高，在球體內(nèi)部中空表面形成光滑的氧化鋁氧化膜，在由于氧化鋁的熱膨脹系數(shù)不同，一體化鐵碳材料在微電解過程中具有較高的反應(yīng)效率；且，由于其多孔的三維結(jié)構(gòu)，使其具有較大的比表面積，在進(jìn)行微電解反應(yīng)的過程中具有更好的反應(yīng)活性。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述離心脫水裝置包括臥式離心脫水機(jī)，所述臥式離心脫水機(jī)設(shè)有循環(huán)區(qū)和吸附區(qū)，所述吸附區(qū)內(nèi)設(shè)有若干吸附板，所述吸附板均沿斜向往復(fù)設(shè)置；所述循環(huán)區(qū)上端設(shè)有進(jìn)口，所述進(jìn)口與氧化槽相連，所述循環(huán)區(qū)下端設(shè)有循環(huán)管道，所述循環(huán)管道下端設(shè)有出口，所述出口內(nèi)設(shè)有出口閥，所述循環(huán)管道上端與進(jìn)口之間連有泵；所述吸附區(qū)上端設(shè)有石灰乳進(jìn)口，所述吸附區(qū)下端設(shè)有廢料出口。
由于采用了上述技術(shù)方案，在微電解反應(yīng)中，廢料中含有的其他微量金屬離子與氫氧根結(jié)合產(chǎn)生不容物，但由于含量極低，無法直接通過過濾去除掉，通過石灰乳的絮凝作用，將其他金屬離子經(jīng)過離心脫水作用去除掉，經(jīng)過二次濃縮去除能夠?qū)U水中的磷酸氫鋇的純度提高至94.7%。
設(shè)有循環(huán)區(qū)能夠?qū)σ后w進(jìn)行循環(huán)脫水，進(jìn)一步提高凈化純度；具體脫水過程包括以下過程，通過石灰乳進(jìn)口加入少量的石灰乳，石灰乳的加入量為170mg/L，在轉(zhuǎn)速為2000r/min的條件下脫水40min，完成脫水后立即過濾，濾液進(jìn)行濃縮至含水量60~70%；再次向體系中加入少量的石灰乳，石灰乳的加入量為28mg/L，攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為3000r/min的條件下脫水2h，完成脫水后立即過濾，濾液進(jìn)行濃縮至含水量30~50%，廢渣通過廢料出口排出，清液通過出口進(jìn)入反應(yīng)池中。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述出口與反應(yīng)池相連，所述反應(yīng)池的固體區(qū)一內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，所述攪拌裝置通過電機(jī)驅(qū)動，所述濾板的孔徑大小為0.3mm，所述濾板下表面設(shè)有濾孔遮板。
由于采用了上述技術(shù)方案，在反應(yīng)池中與硫酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，且在反應(yīng)過程中進(jìn)行預(yù)分離，在反應(yīng)過程中保持濾孔遮板最濾孔的遮蔽狀態(tài)，反應(yīng)完成后，將濾孔遮板取下，對固液進(jìn)行預(yù)分離，從而保證再分離池分離的精度。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述再分離池的液體區(qū)二內(nèi)設(shè)有真空抽濾裝置，所述微孔濾板的孔徑大小為0.047μm。
由于采用了上述技術(shù)放方案，能夠保證將固液完全分離，保證分離精度。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述純化池內(nèi)裝有濃硫酸，所述純化池設(shè)有攪拌裝置，溫控裝置和過濾裝置。
由于采用了上述技術(shù)方案，分離后的固體在純化池中經(jīng)過以下處理，按照摩爾比1：1.2完全溶于濃硫酸中，在攪拌速率500r/min，溫度為2~4℃的條件下，將體系加入過量去離子水中，靜置1~2h，將析出粒子過濾后經(jīng)去離子水洗滌若干次后，干燥。
通過復(fù)分解反應(yīng)得到的硫酸鋇經(jīng)過重結(jié)晶得到純度大于98%的微晶硫酸鋇粒子，其品質(zhì)極高，具有良好的應(yīng)用價值，而處理完成后的稀硫酸可以得到二次應(yīng)用，不會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。
本實用新型的一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，所述液體收集池中收集有經(jīng)過再分離池分離的液體，所述分離的液體經(jīng)過以下處理，濃縮至含水量30~40%，用正丁醇，磷酸三丁酯和異丙醚按照質(zhì)量比5：1：0.4混合后，在溫度為60℃的條件下進(jìn)行萃取，萃取時間為30min，采用濃度為85%的氯化鉀溶液對有機(jī)相進(jìn)行洗滌，洗滌溫度為62℃，攪拌速度為300r/min，洗滌時間為20min，將經(jīng)過洗滌的有機(jī)相升溫至60℃后，置于真空度為0.7，環(huán)境溫度-10℃的條件，迅速降溫，得到大顆粒晶體，過濾后，收集晶體。
由于采用了上述技術(shù)方案，得到純度大于97%的磷酸二氫鉀產(chǎn)品，具有較高的品質(zhì)，能夠在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用，而其處理過程中的有機(jī)溶劑，能夠回收后進(jìn)行二次利用，不會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：
1、能夠妥善處理磷酸氫鋇廢料，將其進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)后，將鋇離子和磷酸氫根分別處理得到不同的能夠在工業(yè)上具有廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，且在處理過程中不會產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境友好無負(fù)擔(dān)。
2、得到純度大于98%的微晶硫酸鋇粒子，純度大于97%的磷酸二氫鉀產(chǎn)品，產(chǎn)品品質(zhì)高，具有良好的應(yīng)用價值，而在處理過程中產(chǎn)生的溶劑等可以得到二次應(yīng)用，不會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。
附圖說明
圖1是一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記：1為中和池，11為氣體傳感器，12為壓力管，2為氧化槽，21為雙氧水加藥管，3為離心脫水裝置，31為循環(huán)區(qū)，32為吸附板，33為出口閥，4為反應(yīng)池，41為攪拌裝置，5為再分離池，51為真空抽濾裝置，6為純化池，7為液體收集池。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。
為了使實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
實施例1
如圖1所示，一種磷酸氫鋇廢料處理系統(tǒng)，包括順序連接的中和池1，氧化槽2，離心脫水裝置3和反應(yīng)池4，中和池1設(shè)有進(jìn)液通道，進(jìn)液通道內(nèi)設(shè)有柵格，反應(yīng)池4中部設(shè)有濾板，濾板將反應(yīng)池4分隔為固體區(qū)一和液體區(qū)一，液體區(qū)一與再分離池5相連，再分離池5中部設(shè)有微孔濾板，微孔濾板將再分離池5分隔為固體區(qū)二和液體區(qū)二，固體區(qū)一和固體區(qū)二與純化池6相連，液體區(qū)二與液體收集池7相連；氧化槽2配合使用一體化鐵碳材料，中和池1與氧化槽2的連接通道中設(shè)有濾膜。中和池1內(nèi)設(shè)有池板，池板下表面覆有滲透膜；池板將中和池1分隔成上池和下池，下池內(nèi)設(shè)有壓力管12，壓力管12與下池內(nèi)部連通，下池內(nèi)盛有乙酸，乙酸的濃度為76~80%，池板上表面設(shè)有若干氣體傳感器11，壓力管12與空氣壓縮裝置相連，空氣壓縮裝置，氣體傳感器11均與控制器信號連接。
氧化槽的尺寸為3.0m×2.5m×3.5m，有效水深3.0m，氧化槽底部設(shè)有鋼襯，氧化槽內(nèi)沿豎直方向設(shè)有若干雙氧水加藥管21，每根所述雙氧水加藥管21表面均布有若干通孔，氧化槽內(nèi)外部連有電源，氧化槽內(nèi)能夠產(chǎn)生10V電壓。
離心脫水裝置3包括臥式離心脫水機(jī)，臥式離心脫水機(jī)設(shè)有循環(huán)區(qū)31和吸附區(qū)，吸附區(qū)內(nèi)設(shè)有若干吸附板32，吸附板32均沿斜向往復(fù)設(shè)置；循環(huán)區(qū)31上端設(shè)有進(jìn)口，進(jìn)口與氧化槽相連，循環(huán)區(qū)31下端設(shè)有循環(huán)管道，循環(huán)管道下端設(shè)有出口，出口內(nèi)設(shè)有出口閥33，循環(huán)管道上端與進(jìn)口之間連有泵；吸附區(qū)上端設(shè)有石灰乳進(jìn)口，吸附區(qū)下端設(shè)有廢料出口。出口與反應(yīng)池4相連，反應(yīng)池4的固體區(qū)一內(nèi)設(shè)有攪拌裝置41，攪拌裝置41通過電機(jī)驅(qū)動，濾板的孔徑大小為0.3mm，濾板下表面設(shè)有濾孔遮板。再分離池5的液體區(qū)二內(nèi)設(shè)有真空抽濾裝置51，微孔濾板的孔徑大小為0.047μm。純化池6內(nèi)裝有濃硫酸，純化池6設(shè)有攪拌裝置，溫控裝置和過濾裝置。液體收集池7中收集有經(jīng)過再分離池5分離的液體。
實施例2
一體化鐵碳材料通過以下方法制備：
取質(zhì)量份8份Fe4O3粉末，8份碳纖維和3份Fe3A1粉末研磨至細(xì)度小于400目后，混合均勻，經(jīng)過模壓成中空球狀，球體的直徑5~8cm，壁厚2~3cm，在真空，340~420℃條件下進(jìn)行燒結(jié)后，放置的空氣中自然冷卻，得到一體化鐵碳材料，該材料具有多孔三維結(jié)構(gòu)，孔隙率為54.1%，其內(nèi)表面形成一層光滑致密的氧化鋁氧化膜。
實施例3
滲透膜由質(zhì)量份12份聚偏氟乙烯，7份聚二甲基硅氧烷，21份SiO2(PPh2)和12份納米多孔鈦制成，SiO2(PPh2)的含磷量為4.73%，納米多孔鈦的粒徑大小為100nm。
SiO2(PPh2)的制備方法如下：
將硅膠置于烘箱中393 K干燥4 h去除水分,在N2保護(hù)條件下, 向兩頸瓶中加入0.5 g硅膠及5 mL甲苯, 在回流狀態(tài)下, 經(jīng)恒壓滴液漏斗逐滴滴加 0.2 mL 2-(二苯膦基)乙基三乙氧基硅烷及 5 mL 甲苯混合液, 反應(yīng)回流24 h, 過濾、洗滌、真空烘干即得淺黃色產(chǎn)物。
實施例4
磷酸氫鋇廢料經(jīng)過適量水溶解后，通過進(jìn)液通道進(jìn)入中和池1，在進(jìn)液通道中，經(jīng)過柵格過濾掉較大的固體雜質(zhì)，在中和池1中，通過空氣壓縮裝置對下池中的乙酸造成擠壓，與上池中的廢液中和，直至上池中的廢液不再產(chǎn)生氣體，空氣壓縮裝置停止加壓，向上池中的廢液中加入適量的乙酸調(diào)節(jié)體系pH為4~5，上池中的體系在進(jìn)入氧化槽的過程中，通過濾膜再次過濾掉固體沉淀。
體系進(jìn)入氧化槽后，按照3.6g/L的投入量向氧化槽中的體系加入一體化鐵碳材料，通過雙氧水加藥管21按照1.73m3/h的速率向體系中通入雙氧水，并打開電源，在氧化槽內(nèi)產(chǎn)生10V電壓，微電解處理6h。
經(jīng)過微電解處理的體系進(jìn)入離心脫水裝置中，向體系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量為170mg/L，攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為2000r/min的條件下脫水40min，完成脫水后立即過濾，濾液進(jìn)行濃縮至含水量60~70%；再次向體系中加入少量的石灰乳，所述石灰乳的加入量為28mg/L，攪拌均勻后將體系倒入離心脫水機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為3000r/min的條件下脫水2h，完成脫水后立即過濾，濾液進(jìn)行濃縮至含水量30~50%。
濾液從出口進(jìn)入反應(yīng)池中，在濾孔遮板保持遮蔽狀態(tài)，攪拌裝置攪拌狀態(tài)下，將反應(yīng)池中加入適量的硫酸鉀直至不再產(chǎn)生沉淀，打開濾孔遮板，將固體和液體進(jìn)行初分離，固體進(jìn)入純化池，液體進(jìn)入再分離池5，再分離池5中的真空抽濾裝置51保持開啟狀態(tài)，固體留在固體區(qū)二，液體進(jìn)入液體區(qū)二，固體從固體區(qū)二進(jìn)入純化池，液體從液體區(qū)二進(jìn)入液體收集池。
純化池中的固體經(jīng)過以下純化過程，按照摩爾比1：1.2完全溶于濃硫酸中，在攪拌速率500r/min，溫度為2~4℃的條件下，將體系加入過量去離子水中，靜置1~2h，將析出粒子過濾后經(jīng)去離子水洗滌若干次后，干燥。
液體收集池的中液體經(jīng)過以下純化過程，濃縮至含水量30~40%，用正丁醇，磷酸三丁酯和異丙醚按照質(zhì)量比5：1：0.4混合后，在溫度為60℃的條件下進(jìn)行萃取，萃取時間為30min，采用濃度為85%的氯化鉀溶液對有機(jī)相進(jìn)行洗滌，洗滌溫度為62℃，攪拌速度為300r/min，洗滌時間為20min，將經(jīng)過洗滌的有機(jī)相升溫至60℃后，置于真空度為0.7，環(huán)境溫度-10℃的條件，迅速降溫，得到大顆粒晶體，過濾后，收集晶體。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。