劉光兆　李智深

[摘要]目前行業(yè)內(nèi)通常采用將磷化鋁反應(yīng)殘?jiān)盥裼谶h(yuǎn)離水源的地方的處理方法，存在一定的安全隱患。本試驗(yàn)對(duì)磷化鋁反應(yīng)殘?jiān)隽艘恍┨剿餍缘脑囼?yàn)研究，結(jié)果表明利用稀硫酸處理磷化鋁反應(yīng)殘?jiān)浞磻?yīng)生成物——硫酸鋁可用于造紙業(yè)和凈水劑。

[關(guān)鍵詞]磷化鋁；殘?jiān)?；硫酸鋁；環(huán)保

中圖分類號(hào)：O69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180413

磷化鋁遇水反應(yīng)后的殘?jiān)饕菤溲趸X，氫氧化鋁為無(wú)毒性化學(xué)品。但在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，磷化鋁往往不能完全反應(yīng)，因此殘?jiān)羞€含有少量磷化鋁，在處理殘?jiān)鼤r(shí)留下了很大的安全隱患。目前行業(yè)的通用做法是把殘?jiān)浞稚夂笤谶h(yuǎn)離水源的地方進(jìn)行深埋，或者交給環(huán)保部門處理。但隨著可用土地的減少，各地增容擴(kuò)庫(kù)，庫(kù)區(qū)可用來(lái)深埋殘?jiān)牡攸c(diǎn)越來(lái)越少，殘?jiān)幚淼碾y度逐漸加大。而交給環(huán)保部門處理的費(fèi)用大，一般企業(yè)難以承受，且糧庫(kù)一年中熏蒸時(shí)間不同，每次用量不同，環(huán)保部門不能及時(shí)回收，也給企業(yè)處理殘?jiān)斐闪撕艽蟮牟槐恪?/p>

基于此，本試驗(yàn)擬采用水和適量稀硫酸對(duì)殘?jiān)M(jìn)行處理，旨在減少殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境的污染以及獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1實(shí)驗(yàn)原理

利用酸堿中和的原理，用工業(yè)稀硫酸消除殘余的磷化鋁，并能生成具有極大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的硫酸鋁。

1.1化學(xué)反應(yīng)式

1.2反應(yīng)物應(yīng)用

硫酸鋁在造紙工業(yè)中作為蠟乳液等膠料的沉淀劑，水處理中作絮凝劑，還可作泡沫滅火器的內(nèi)留劑，制造明礬的原料，純凈的硫酸鋁還可制造人造寶石及高級(jí)銨明礬。硫酸鋁第一大用途是造紙，第二大用途是在飲用水、工業(yè)廢水處理中做絮凝劑，在這類水中加入硫酸鋁后，可以生成膠狀的、能吸附和沉淀出細(xì)菌、膠體和其他懸浮物的氫氧化鋁絮片。

2材料與方法

2.1試劑與儀器

磷化鋁片劑（56%）：沈陽(yáng)豐收農(nóng)藥廠；磷化氫濃度檢測(cè)儀：德國(guó)德爾格；藥渣實(shí)驗(yàn)處理池：實(shí)驗(yàn)室自制反應(yīng)池；工業(yè)稀硫酸（50%）：廣州化學(xué)藥劑廠；水泵V180：東莞光泉泵業(yè)源頭廠。實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，其中A為自來(lái)水管，B₁為一號(hào)反應(yīng)池，B₂為二號(hào)反應(yīng)池，C₁、C₂為加熱管，M為水泵，D為過(guò)濾層。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1工藝流程

本實(shí)驗(yàn)工藝流程見圖2。

2.2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）采用糧堆表面放藥的熏蒸方式，在實(shí)驗(yàn)倉(cāng)放置84個(gè)藥盤，每盤投放500g磷化鋁片劑。放藥后第3d開始檢測(cè)磷化氫濃度，每隔2d檢測(cè)一次，20d后磷化氫濃度降低到152mg/Tn3之下，開啟門窗，機(jī)械通風(fēng)散氣1d，進(jìn)倉(cāng)收集磷化鋁藥劑殘?jiān)?/p>

（2）把磷化鋁藥劑殘?jiān)胚M(jìn)事先準(zhǔn)備好的水泥處理池，加上自來(lái)水以及適量稀硫酸，為加快反應(yīng)速度可再加入稀硫酸等量熱水。

（3）經(jīng)化學(xué)處理3h后，過(guò)濾，將已經(jīng)不存在危害的濾渣可掩埋處理。

（4）加熱濾液至沸騰，然后持續(xù)加熱到115℃，停止加熱，冷卻至室溫即可得到含有結(jié)晶水的硫酸鋁。

3結(jié)果與分析

3.1殘?jiān)煞址治?/p>

在反應(yīng)過(guò)程中用磷化氫檢測(cè)儀檢測(cè)到有磷化氫溢出，表示在磷化鋁片劑殘?jiān)幸廊挥形赐耆磻?yīng)的磷化鋁，如果采用常規(guī)掩埋處理有可能會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的安全問(wèn)題。

3.2殘?jiān)鼘?shí)際值與理論值對(duì)比分析

由化學(xué)質(zhì)量守恒定律可知1mol磷化鋁可產(chǎn)生1mol磷化氫以及1mol的氫氧化鋁。

已知藥劑42kg，由此計(jì)算出理論藥渣質(zhì)量約為33.28kg。稱重得到的磷化鋁殘?jiān)亓浚?4.47kg）與理論值有偏差，經(jīng)過(guò)分析有三個(gè)方面的原因：一是在藥渣中有小部分磷化鋁片劑未完全反應(yīng)；二是藥渣會(huì)吸收水分導(dǎo)致藥渣增重；三是在收集藥渣的時(shí)候存在部分藥渣撒落。

3.3效益分析

3.3.1社會(huì)效益

通常所用的藥渣掩埋法不僅會(huì)污染環(huán)境還會(huì)對(duì)附近的人畜造成一定的安全隱患，研究無(wú)污染并且具備高附加值的磷化鋁殘?jiān)幚淼墓に嚵鞒虒?duì)社會(huì)環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。

生產(chǎn)的硫酸鋁如果加氫氧化鈣進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚合硫酸鋁，不僅可以凈化日常生活用水，使凈化后的水質(zhì)達(dá)到相關(guān)規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，還能普遍使用在工業(yè)用水和城市污水處理流程中，使處理后的污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)調(diào)查資料得知韶關(guān)市儲(chǔ)糧大約為30萬(wàn)t（其中不包括農(nóng)村散戶儲(chǔ)糧數(shù)量），以國(guó)家熏蒸標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算，韶關(guān)市平均每年用于殺蟲儲(chǔ)糧大約需要6.5t磷化鋁片劑。然而96%的藥物殘?jiān)ǔ２捎醚诼穹ㄌ幚?，但這樣做不僅造成環(huán)境污染，浪費(fèi)資源，并且還存在一定的安全隱患。為此，開展此項(xiàng)研究的目的就是解決磷化鋁殘?jiān)寐?，減少環(huán)境污染，降低糧食儲(chǔ)藏成本，以達(dá)到造福社會(huì)的目的。

本工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本比較低，以本次實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行成本分析，具體信息見表1。

目前市場(chǎng)粉末硫酸鋁售價(jià)1350元/t，由本次實(shí)驗(yàn)可知lt磷化鋁產(chǎn)生的廢渣可以生產(chǎn)2.86t硫酸鋁，減去成本262.3元，可得凈利潤(rùn)1087.7元。

從調(diào)查資料得知，中國(guó)一年糧食產(chǎn)量大約為5.5億t，加上5%的進(jìn)口數(shù)量，中國(guó)一年的糧食數(shù)量大約為5.775億t。如果用于儲(chǔ)糧殺蟲所用的磷化鋁殘?jiān)技右曰厥赵倮脤⒃趪?guó)內(nèi)形成一個(gè)新的巨大的經(jīng)濟(jì)效益點(diǎn)。

3.3.3進(jìn)一步提高效益

將研究硫酸鋁繼續(xù)轉(zhuǎn)化為高純度氫氧化鋁，即在第四步過(guò)濾的濾液中加入堿溶液，調(diào)節(jié)pH值為6.5，反應(yīng)池開始生成氫氧化鋁沉淀，然后將生成的白色沉淀低溫干燥，最后粉碎制得氫氧化鋁粉末。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查得知，目前高純度氫氧化鋁市場(chǎng)價(jià)位在1萬(wàn)元，t左右。如果轉(zhuǎn)化提純成功可很大程度上提高磷化鋁殘?jiān)寐室约敖?jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)論

磷化鋁回收具有可行性，具有極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在今后的研究中應(yīng)繼續(xù)探討如何提純硫酸鋁用以制造具有更高經(jīng)濟(jì)效益的工業(yè)產(chǎn)品，更好地降低儲(chǔ)糧成本，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)綠色儲(chǔ)糧。