Способ утилизации загрязненного шламом белого фосфора


 

C25B1/00 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2616925:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения РФ (RU)

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к утилизации загрязненного шламом белого фосфора. Способ осуществляется путем окисления белого фосфора кислородом до пятиокиси фосфора с последующей ее гидратацией, причем загрязненный шламом белый фосфор помещают в реакционную камеру трехкамерного электролизера, на электроды подают постоянный электрический ток, образующийся в результате электролиза воды кислород окисляет белый фосфор до пятиокиси фосфора, поглощаемой водой до образования фосфорной кислоты, при этом шлам откладывается в анодной камере электролизера, после полного окисления фосфора электролизер автоматически отключается от электрической сети. Технический результат заключается в утилизации загрязненного шламом фосфора, а также в получении фосфорной кислоты в одном аппарате и предотвращении потерь пятиокиси фосфора с выбросами в атмосферу. 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к утилизации загрязненного шламом белого фосфора и его обезвреживанию при аварийных ситуациях, и может быть использовано как один из способов окисления фосфора и получения фосфорной кислоты.

Аналоги

Наиболее близким способом того же назначения по совокупности признаков является способ переработки загрязненного шламом фосфора и получение фосфорной кислоты (Е.А. Назаров, С.А. Назаров. Авторское свидетельство СССР №1518297, кл. C01B 25/20, 1989). Известное изобретение включает плавление и нагревание расплавленного фосфорсодержащего шлама и его сжигание с последующей гидратацией.

Известны способы получения фосфорной кислоты путем сжигания фосфора в камере сжигания и гидратации фосфорного ангидрида водой в башнях (М.Е. Позин. Технология минеральных солей, ч. II. Изд-во «Химия», 1970, с. 1558). Известен также способ получения фосфорной кислоты под давлением RU 2443622, 2012 г.

Критика аналогов

Недостатками указанных способов являются многоступенчатость процесса, большие энергетические затраты, сложность используемого оборудования, выбросы непоглощенной окиси фосфора в атмосферу.

Прототип

Наиболее близким способом того же назначения по совокупности признаков является способ переработки загрязненного шламом фосфора и получение фосфорной кислоты (Е.А. Назаров, С.А. Назаров. Авторское свидетельство СССР №1518297, кл. С01B 25/20, 1989). Известное изобретение включает плавление и нагревание расплавленного фосфорсодержащего шлама и его сжигание с последующей гидратацией.

Критика прототипа

Недостатками способа-прототипа являются многоступенчатость процесса, большие энергетические затраты, сложность используемого оборудования, выбросы непоглощенной окиси фосфора в атмосферу.

Цель изобретения

Цель заявляемого изобретения - утилизация загрязненного шламом фосфора, экологическая чистота процесса, уменьшение энергозатрат, возможность полной автоматизации, получение фосфорной кислоты.

Сущность изобретения

Предлагаемый способ иллюстрирован на фиг. 1, где 1 - катодная камера; 2 - анодная камера; 3 - перегородка; 4 - щель между катодной и анодной камерами; 5 - реакционная камера; 6 - проницаемая перегородка между анодной и реакционной камерами; 7 - хемотронный датчик; 8 - анод; 9 - катод; 10, 11 - расширительная емкость, сообщающаяся с электролизером; 12 - газоотводы с краниками.

Способ утилизации загрязненного шламом фосфора и получение фосфорной кислоты электрохимическим путем из загрязненного шламом фосфора заключается в окислении фосфора кислородом до пятиокиси с последующей ее гидратацией, отличается тем, что процесс проводят в трехкамерном электролизере (фиг 1). В реакционную камеру 5 помещается фосфор со шламом, на электроды 8, 9 подается постоянный электрический ток. Образующийся при электролизе воды кислород окисляет фосфор, затем происходит поглощение пятиокиси фосфора водой до образования фосфорной кислоты, а шлам откладывается в анодной камере электролизера, после полного окисления фосфора электролизер автоматически отключается от электрической сети.

Окисление и очистка загрязненного шламом фосфора производится в одном аппарате; достигается полное окисление фосфора и поглощение оксида фосфора водой, получение фосфорной кислоты, шлам остается в камере.

Пример конкретного реализации способа

Данный способ включает окисление загрязненного шламом белого фосфора кислородом, полученным электролизом воды в трехкамерном электролизере. Собран вертикальный электролизер объемом 1000 мл (фиг 1.), разделенный перегородкой 3 на катодную 1 и анодную камеры 2, имеющие газоотводы с краниками 12. Камеры сообщаются через щель 4, расположенную ниже горизонтальных электродов: анод 8 из материала ОРТА 8, а катод 9 из графита. От анодной камеры реакционная камера 5 отделена горизонтальной проницаемой перегородкой 6 в виде сетки. В реакционную камеру 5 загружается загрязненный шламом белый фосфор. На нижней стороне перегородки 6 реакционной камеры закреплен хемотронный датчик 7, который включает и выключает электролизер в электрическую сеть. Электролизер сообщается через трубку 11 с расширительной емкостью 10 объемом 500 мл. Через расширительную емкость при открытых газоотводах 12 в электролизер заливается вода, в которую для увеличения электропроводности добавляем 20 мл фосфорной кислоты. Газоотвод реакционной камеры закрывается, низ катодной камеры остается открытым для удаления выделяемого водорода из электролизера. Полученный электролизом в анодной камере кислород заполняет реакционную камеру, создает давление и вытесняет раствор в расширительную емкость. При этом загрязненный шламом фосфор оказывается в атмосфере кислорода и окисляется с образованием пятиокиси фосфора, который поглощается водой. Атмосфера внутри реакционной камеры разрежается, засасывается раствор в камеру, и начинается процесс электролиза. Когда уровень раствора оказывается ниже хемотронного датчика, электрическая цепь размыкается, электролизер автоматически отключается от электрической сети и процесс электролиза прекращается.

Процесс осуществляется следующим образом.

На электроды подается постоянный электрический ток: напряжение составляет 30 В, плотность тока 0,10 А/см2, длительность электрохимической обработки зависит от массы загруженного для окисления фосфора, загрязненного шламом. Выделяемый при электролизе воды на аноде кислород окисляет фосфор до образования пятиокиси фосфора, поглощаемой водой с образованием фосфорной кислоты, шлам накапливается в анодной камере, за счет давления кислорода в реакционной камере раствор вытесняется ниже хемотронного датчика, электролизер отключается от сети и процесс электролиза автоматически прекращается.

Примеры осуществления способа

Пример 1. В реакционную камеру вводится загрязненный шламом фосфор в количестве 5,0 г. При электролизе воды на аноде выделяется кислород, который окисляет фосфор и образуется пятиокись фосфора, поглощаемая водой с образованием фосфорной кислоты. Освободившийся от фосфора шлам остается в реакционной камере внутри электролизера. Время электролитической обработки составило 25 мин.

Пример 2. Процесс проводится по примеру 1 с тем отличием, что масса загрязненного шламом фосфора составляет 10 г. Время электролиза составило 44 мин. Таким образом, потерь пятиокиси фосфора нет, выбросов также нет.

Технический результат - утилизация загрязненного шламом фосфора, получение фосфорной кислоты в одном аппарате и предотвращение потерь пятиокиси фосфора с выбросами в атмосферу, возможность автоматизации процесса. Предлагаемым в качестве изобретения способом достигается экономическая выгода и экологическая чистота процесса.

Проведение процесса по предлагаемому способу в одном аппарате позволяет осуществить утилизацию фосфора, загрязненного шламом, без потерь и образования промежуточных фосфорсодержащих соединений, предотвратить выбросы в атмосферу ядовитых соединений, получить фосфорную кислоту.

Источники информации

1. E.А. Назаров, С.А. Назаров. Авторское свидетельство СССР №1518297, кл. С01B 25/20, 1989. – прототип.

2. М.Е. Позин. Технология минеральных солей, ч. II. Изд-во «Химия», 1970, с. 1558.

3. RU 32443622, 2012 г.

Способ утилизации загрязненного шламом белого фосфора путем окисления белого фосфора кислородом до пятиокиси фосфора с последующей ее гидратацией, отличающийся тем, что загрязненный шламом белый фосфор помещают в реакционную камеру трехкамерного электролизера, на электроды подают постоянный электрический ток, образующийся в результате электролиза воды кислород окисляет белый фосфор до пятиокиси фосфора, поглощаемой водой до образования фосфорной кислоты, при этом шлам откладывается в анодной камере электролизера, после полного окисления фосфора электролизер автоматически отключается от электрической сети.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения электрохимического гипохлорита натрия, включающему получение водного раствора хлорида натрия путем смешивания воды с солью в определенной концентрации и электролиз.

Изобретение относится к двум вариантам устройства генерирования водорода, а также способу использования устройства. Устройство по одному из вариантов включает в себя: анод; катод; корпус, имеющий внутреннюю полость и по меньшей мере одно отверстие; цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости, металлическая гильза имеет по меньшей мере одно отверстие, выровненное с по меньшей мере одним отверстием корпуса; перфорированную стенку внутри внутренней полости возле ее конца, электрически соединенную с анодом или катодом и отделяющую концевую часть внутренней полости от основной части внутренней полости; и по меньшей мере одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из внутренней полости через выровненные отверстия гильзы и корпуса и находящуюся в электрическом контакте с анодом; и воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости.

Изобретение относится к способу получения высокодисперсной алюмоциркониевой оксидной системы. Способ включает анодное растворение металлического алюминия в растворе хлорида натрия с концентрацией 29±0,5 г/л в коаксиальном электролизере с отличающимися на два и более порядка площадями электродов при анодной плотности тока 20-160 А/м2 в присутствии ионов циркония в количестве, обеспечивающем содержание оксида циркония в образующемся осадке от 5 до 20 мас.%, выдерживание полученного осадка в маточном растворе в течение не менее 48 часов, фильтрацию и сушку осадка.

Изобретение относится к способу получения перфтор-3-метоксипропионилфторида, который является исходным продуктом получения перфтор-3-метоксипропилвинилового эфира (мономера М-60МП), обеспечивающего его сополимерам - фторкаучукам повышенную морозостойкость за счет снижения их температуры стеклования.

Изобретение относится к электрохимической модульной ячейке для обработки растворов электролитов, содержащей герметичный корпус, в котором расположены цилиндрические, вертикально установленные, коаксиально расположенные по отношению друг к другу противоэлектроды, отделенные друг от друга посредством коаксиальной им микропористой диафрагмы.

Изобретение относится к области углехимии, к технологии извлечения углеводородов из каменного угля и может быть использовано при производстве электродов для электролизного алюминиевого производства.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Устройство для получения гидроксида алюминия содержит емкость для электролита.

Изобретение относится к электролизеру, содержащему корпус, в котором установлены титановый катод, выполненный из нескольких перфорированных пластин, вместе образующих круговой цилиндр с вертикальными проемами между смежными пластинами, нерастворимый анод в виде изогнутых пластин, вместе образующих круговой цилиндр, расположенный коаксиально по отношению к титановому катоду, а также пористая керамическая цилиндрическая диафрагма из корунда или стабилизированного диоксида циркония диаметром 350-500 мм, разделяющая катодное и анодное пространства.

Изобретение относится к электролизеру с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений, содержащему коаксиально установленные катод и анод цилиндрической формы, разделенные ионоселективной мембраной.

Изобретение относится к очистителю, который разделяет газы, полученные в электролитическом генераторе из загрязнителей электролита, а также электролитическому генератору, содержащему такой очиститель, и способу газоочистки.

Изобретение относится к методам переработки путем термической деполимеризации органических и твердых полимерных бытовых отходов. Способ переработки включает проведение двухступенчатой деполимеризации твердых полимерных бытовых отходов в трубчатых единичных реакторах-модулях - по четыре – в первой и второй ступенях нагрева.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к технологическим процессам утилизации нефтесодержащих отходов и рециклизованных фильтровочных и поглотительных отработанных масс, и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и на предприятиях по переработке отходов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к технологическим процессам утилизации нефтесодержащих отходов, отработанного силикагеля и отходов масложировой промышленности.

Изобретение относится к способу получения водорода из биомассы и может быть использовано для получения водородсодержащих продуктов путем получения водорода из продуктов пиролиза растительного биотоплива, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии, в системах производства топлива для транспорта и в стационарных энергоустановках.
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхнего и нижнего слоев покрытий дорожных одежд автомобильных дорог, велосипедных дорожек, тротуаров и площадок.

Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности, в частности к способу очистки рециркулирующего потока этилена с винилацетатом от сополимера, низкомолекулярного сополимера, масел и других органических примесей в процессе производства сополимеров этилена с винилацетатом методом высокого давления.
Настоящее изобретение относится к вспененному, ячеистому материалу, содержащему вторичный полиэтилентерефталат. Описан вспененный, ячеистый материал, который содержит по крайней мере 50 мас.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к составам асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонная смесь включает вяжущее на битумной основе и минеральную часть, содержащую щебень, шлаковый песок размером 0-5 мм и минеральный порошок, при этом вяжущее дополнительно включает серу при соотношении серы с битумом 10-40:60-90, указанное серобитумное вяжущее содержится в количестве 4,5-6,0 мас.% сверх 100% по отношению к минеральной части, в качестве минерального порошка смесь содержит порошкообразные отходы электродного производства, состоящие в основном из углерода, в качестве щебня - известняковый щебень и указанного песка - песок из шлаков Надеждинского металлургического комбината при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум - 3,6-4,05 сверх 100% от минеральной части; сера - 0,45-2,4 сверх 100% от минеральной части; щебень - 50,5-60,0; шлаковый песок - 32,5-40,3; минеральный порошок - 6,5-11,0.
Изобретение относится к области материалов для дорожного покрытия, в частности к модифицированным асфальтобетонным смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве.

Изобретение предназначено для получения активированного минерального порошка для дорожного строительства и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к способам получения фосфорной кислоты, и может быть использовано для утилизации загрязненного белого фосфора.
Наверх