本發(fā)明涉及一種次磷酸鋁的制備方法，尤其是一種草銨膦副產(chǎn)廢渣制備次磷酸鋁的方法。

背景技術(shù)：

草銨膦是一種非選擇性、無殘留滅生性除草劑，對多年生根雜草非常有效，廣泛用于橡膠、桑、茶、果園及甘蔗地。草銨膦在生產(chǎn)過程中，所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物（主要成分為三氯化鋁和氯化鈉）具有量大（每年約1萬噸）、強(qiáng)腐蝕性以及難以填埋等特點(diǎn)，因此，如何將這種工業(yè)副產(chǎn)物加以利用，并能夠?qū)崿F(xiàn)三廢處理達(dá)標(biāo)，是草銨膦生產(chǎn)企業(yè)迫切面對的一個問題。

目前，某些草銨膦生產(chǎn)企業(yè)，通過分析草銨膦生產(chǎn)工業(yè)副產(chǎn)物的成分，對草銨膦生產(chǎn)的工業(yè)副產(chǎn)物進(jìn)行磷化處理，以制備出經(jīng)濟(jì)價值較高的次磷酸鋁，不僅解決了草銨膦工業(yè)化生產(chǎn)中所遇到的環(huán)境問題，而且使得草銨膦生產(chǎn)工業(yè)副產(chǎn)物變廢為寶，促使企業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展。

但是，在制備次磷酸鋁的過程中，如果工藝參數(shù)的把控不夠嚴(yán)謹(jǐn)，極易產(chǎn)生副反應(yīng)，影響產(chǎn)品的純度以及產(chǎn)生劇毒物質(zhì)次磷酸。

另外，在制備次磷酸鋁的過程中，氯化鋁的分散形態(tài)以及滴加速度，也會極大地影響次磷酸鋁粒徑；常規(guī)工藝制備出的次磷酸鋁的顆粒較大，而且易聚集，分散性不好，在橡塑阻燃中應(yīng)用時，需要通過機(jī)械粉碎將次磷酸鋁粉碎至超細(xì)粉末，在此過程中易產(chǎn)生粉塵，對安全生產(chǎn)帶來威脅。另一方面次磷酸鋁是無機(jī)鹽，表面帶有電荷，親水疏油，與高分子材料共混時在材料中難以均勻分散，導(dǎo)致材料力學(xué)性能迅速惡化。為了改善次磷酸鋁在高分子材料中的分散性，必須增加次磷酸鋁的親油性及降低其粒徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過優(yōu)化草銨膦副產(chǎn)廢渣制備次磷酸鋁的工藝，使得最終獲得的次磷酸鋁制品具有反應(yīng)溫和、反應(yīng)速率快，且得到的次磷酸鋁粒徑較小及粒徑分布較窄，無需再粉碎就可滿足一般高分子材料添加劑對粒度的要求，同時，所得到的次磷酸鋁制品具有良好的親油性能，改善了次磷酸鋁在高分子材料中的分散性，小粒徑的次磷酸鋁增大阻燃劑與材料的接觸面以提高相容性。

為實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取如下的技術(shù)方案：

一種草銨膦副產(chǎn)廢渣制備次磷酸鋁的方法，包括以下步驟：（1）將草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物緩慢加入水中后，充分?jǐn)嚢韬?，進(jìn)行過濾，除去濾渣，濾液備用；將次磷酸鈉溶于水中制備次磷酸鈉溶液，然后加入鹽酸，調(diào)節(jié)次磷酸鈉溶液的ph值介于3-6；（2）按照次磷酸鈉:氯化鋁＝（4-5）:1的反應(yīng)物摩爾投料比例取用濾液、次磷酸鈉溶液；（3）將次磷酸鈉溶液置于配裝有蛇形冷凝管的容器內(nèi)，加熱至30-50℃后，在高速攪拌的情況下，滴加濾液；濾液滴加結(jié)束后，緩慢攪拌下反應(yīng)結(jié)束；（4）將步驟（3）所得到的反應(yīng)產(chǎn)物依次經(jīng)過分離、洗滌、干燥可得粉末狀白色固體，該粉末狀白色固體即為含次磷酸鋁制品。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟（1）中，將草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物緩慢加入水中后，加入分散劑微晶纖維素粉末；該微晶纖維素粉末的投放質(zhì)量為草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物中氯化鋁質(zhì)量的2-3.5%；步驟（4）中的分離方法為離心分離。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟（3）中，濾液的滴加速度在整個滴加過程中先快后慢來進(jìn)行；快的滴加速度介于6-8ml/分鐘，而慢的滴加速度則介于1-2ml/分鐘。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟（4）中的洗滌次數(shù)為2-3次，干燥溫度為125-180℃。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟（3）中高速攪拌的攪拌速度為1500-2000r/min，緩慢攪拌的攪拌速度為50-100r/min。

根據(jù)上述的技術(shù)方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明在對草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物的除渣處理中，加入了分散劑，可以很好地防止草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物中的al⁺絮凝，防止將鋁離子以膠體的形式呈濾渣的方式除去，不利于濾渣環(huán)保性的保證以及鋁離子的變廢為寶；另外，在對草銨膦工業(yè)副產(chǎn)物的除渣處理中加入分散劑，可以很好地保證制備次磷酸鋁的反應(yīng)體系為一個穩(wěn)定的分散體系，防止所制備出的次磷酸鋁具有過大粒徑。

本發(fā)明選擇微晶纖維素粉末作為分散劑，一方面，可以致使本發(fā)明所制備出的次磷酸鋁的粒徑較小，另一方面，還可以賦予本發(fā)明所制備出的次磷酸鋁疏水親油性，能夠很好地實(shí)現(xiàn)與高分子材料的共混，滿足高分子材料對功能性助劑的要求。

2、本發(fā)明在制備次磷酸鈉溶液時，通過加入鹽酸來調(diào)節(jié)溶液的ph值介于3-6，一方面可以很好地控制次磷酸的產(chǎn)生，另一方面，對于后續(xù)的次磷酸鋁的反應(yīng)有良好的促進(jìn)作用，能夠加快整個反應(yīng)體系的反應(yīng)速度，降低整個反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時間。

3、本發(fā)明通過控制濾液的滴加速度，進(jìn)一步地縮小所生成的次磷酸鋁的粒徑，使其能夠小于10微米。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合各實(shí)施例，詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

將7g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁4.6g）緩慢加入到100ml水中，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的500ml四頸燒瓶中加入次磷酸鈉7.7g，水110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為3。

加熱次磷酸鈉溶液至50℃，在2000r/min的高速攪拌下滴加50ml含2.3g氯化鋁的濾液后，于50r/min的低速攪拌下反應(yīng)2h，得白色沉淀。整個濾液的滴加時間控制在10分鐘完成，前5分鐘的滴加速度為8ml/分鐘，后5分鐘的滴加速度為2ml/分鐘。

白色沉淀依次經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為85.9%，產(chǎn)品純度為98.5%，粒度為15μm。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于，在將7g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁4.6g）緩慢加入到100ml水中后，需要加入分散劑微晶纖維素粉末0.14g。從而導(dǎo)致后續(xù)的工藝略有不同，產(chǎn)品性能也有一定改善，具體如下：

將7g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁4.6g）緩慢加入到100ml水中，然后再加入分散劑微晶纖維素粉末0.14g，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的500ml四頸燒瓶中加入次磷酸鈉7.7g，水110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為3。

加熱次磷酸鈉溶液至50℃，在2000r/min的高速攪拌下滴加50ml含2.3g氯化鋁的濾液后，于50r/min的低速攪拌下反應(yīng)2h，得懸濁液。整個濾液的滴加時間控制在10分鐘完成，前5分鐘的滴加速度為8ml/分鐘，后5分鐘的滴加速度為2ml/分鐘。

懸濁液依次經(jīng)離心機(jī)離心、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為86.2%，產(chǎn)品純度為98.5%，粒度為8μm，325目篩余率為0.18％，符合高分子材料對所用的次磷酸鋁的要求（大于45μm的粒子應(yīng)＜2％）。

實(shí)施例3

將10g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁6.5g）緩慢加入到100ml水中，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的500ml四頸燒瓶中加入次磷酸鈉12g，水110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為4.5。

加熱次磷酸鈉溶液至40℃，在1600r/min的高速攪拌下滴加50ml含3.25g氯化鋁的濾液后，于75r/min的低速攪拌下反應(yīng)1h，得白色沉淀。整個濾液的滴加時間控制在12分鐘完成，前6分鐘的滴加速度為6.8ml/分鐘，后6分鐘的滴加速度為1.5ml/分鐘。

白色沉淀依次經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為86.3%，產(chǎn)品純度為98.5%，粒度為13μm。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例3的不同之處僅在于，在將10g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁6.5g）緩慢加入到100ml水中后，需要加入分散劑微晶纖維素粉末0.23g。從而導(dǎo)致后續(xù)的工藝略有不同，產(chǎn)品性能也有一定改善，具體如下：

將10g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁6.5g）緩慢加入到100ml水中，然后再加入分散劑微晶纖維素粉末0.23g，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的500ml四頸燒瓶中加入次磷酸鈉12g，水110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為4.5。

加熱次磷酸鈉溶液至40℃，在1600r/min的高速攪拌下滴加50ml含3.25g氯化鋁的濾液后，于75r/min的低速攪拌下反應(yīng)1h，得懸濁液。整個濾液的滴加時間控制在12分鐘完成，前6分鐘的滴加速度為6.8ml/分鐘，后6分鐘的滴加速度為1.5ml/分鐘。

懸濁液依次經(jīng)離心、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為86.3%，產(chǎn)品純度為98.5%，粒度為7.5μm，325目篩余率為0.15％，符合高分子材料對所用的次磷酸鋁的要求（大于45μm的粒子應(yīng)＜2％）。

實(shí)施例5

將100g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁65g）緩慢加入到1000ml水中，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的容器中加入次磷酸鈉120g，水1110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為5。

加熱次磷酸鈉溶液至45℃，在1800r/min的高速攪拌下滴加400ml含26g氯化鋁的濾液后，于100r/min的低速攪拌下反應(yīng)3h，得白色沉淀。整個濾液的滴加時間控制在96分鐘完成，前48分鐘的滴加速度為6.5ml/分鐘，后6分鐘的滴加速度約為1.8ml/分鐘。

白色沉淀依次經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為86.7%，產(chǎn)品純度為99.0%，粒度為17μm。

實(shí)施例6

本實(shí)施例與實(shí)施例5的不同之處僅在于，在將100g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁65g）緩慢加入到1000ml水中后，需要加入分散劑微晶纖維素粉末2.0g。從而導(dǎo)致后續(xù)的工藝略有不同，產(chǎn)品性能也有一定改善，具體如下：

將100g工業(yè)副產(chǎn)物（含氯化鋁65g）緩慢加入到1000ml水中，然后再加入分散劑微晶纖維素粉末2.0g，攪拌30min后，過濾；出去濾渣，濾液備用。

在裝有蛇形回流冷凝管、電動攪拌器和溫度計(jì)的容器中加入次磷酸鈉120g，水1110ml，攪拌溶解，滴加鹽酸調(diào)ph為5。

加熱次磷酸鈉溶液至45℃，在1800r/min的高速攪拌下滴加400ml含26g氯化鋁的濾液后，于100r/min的低速攪拌下反應(yīng)3h，得懸濁液。整個濾液的滴加時間控制在96分鐘完成，前48分鐘的滴加速度為6.5ml/分鐘，后6分鐘的滴加速度約為1.8ml/分鐘。

懸濁液依次經(jīng)離心、洗滌、干燥后，可得粉末狀白色固體。收率為86.7%，產(chǎn)品純度為99.0%，粒度為7μm，325目篩余率為0.12％，符合高分子材料對所用的次磷酸鋁的要求（大于45μm的粒子應(yīng)＜2％）。