一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于磷酸三丁酯熱解焚燒工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液。包括廢磷酸三丁酯、乳化劑、水和固磷劑；其中：廢磷酸三丁酯由作為萃取劑的純磷酸三丁酯和作為稀釋劑的煤油組成的；乳化劑選用長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚，占乳化液總體的1～5wt.%，水含量占乳化液總體的10～12wt.%，固磷劑選用Ca(OH)2粉末，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為1.5～1.7。乳化劑占乳化液總體的5wt.%，水含量占乳化液總體的10wt.%，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為1.5。制備時(shí)，首先廢磷酸三丁酯先和水混合；在混合后的廢磷酸三丁酯和水中加入Ca(OH)2粉末；最后加入乳化劑，此時(shí)控制乳化劑的溫度在70～90℃。
【專利說明】一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磷酸三丁酯熱解焚燒工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液。
【背景技術(shù)】
[0002]以磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑和煤油(OK)為稀釋劑配制而成的有機(jī)相(ΤΒΡ/0Κ)，被廣泛運(yùn)用于核燃料工業(yè)、稀土提煉及其他化工原料萃取中。這種有機(jī)相在生產(chǎn)中長期循環(huán)使用，會(huì)發(fā)生降解、中毒等過程而變質(zhì)。雖然通過分離提純或化學(xué)處理等方法可以部分地回收利用，但有機(jī)相廢液的產(chǎn)生難以避免。這種有機(jī)廢液具有易燃性，適合采用焚燒法處理，可獲得很高的減容比。
[0003]目前，在焚燒工藝中，已經(jīng)開發(fā)出了多種類型的焚燒爐，多數(shù)焚燒爐具有固體廢物焚燒和液體有機(jī)廢物焚燒雙重功能，但這種雙重功能的焚燒爐處理效果遠(yuǎn)不如專用爐。
[0004]采用的焚燒方法主要有兩種:直接焚燒法、熱解焚燒法。直接焚燒法的原理是:供入過量氧氣，使有機(jī)廢液在高溫下焚燒，有的將有機(jī)廢液和固體廢物混合焚燒。處理TBP時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量P2O5，進(jìn)入尾氣遇水生成磷酸，對設(shè)備的腐蝕非常嚴(yán)重，工業(yè)應(yīng)用難度很大。例如法國Cadarache的專用焚燒爐和美國Mound實(shí)驗(yàn)室的旋風(fēng)式焚燒爐。熱解焚燒法的原理是:在有機(jī)廢液中加入堿土金屬化合物，在惰性氣氛下進(jìn)行熱分解，磷與堿土金屬作用生成固態(tài)穩(wěn)定的無機(jī)磷酸鹽，分離出反應(yīng)器作為二次廢處理，熱解生成的可燃?xì)怏w進(jìn)入焚燒爐燃燒，這種方法很好地解決了磷酸的腐蝕問題。德國的NUKEM公司、法國SGN公司均采用這種技術(shù)。
[0005]但是，由于廢有機(jī)相本身成分復(fù)雜，含有水、無機(jī)酸、金屬雜質(zhì)，而且TBP本身存放時(shí)間過久會(huì)降解，很難與堿土金屬化合物快速、穩(wěn)定地形成乳狀液。因此，亟需研制一種應(yīng)用于磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，通過其對乳化劑的選擇、各物質(zhì)的配比和混合順序及對乳化劑的特殊處理使其可以快速、穩(wěn)定地形成乳化液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，通過其對乳化劑的選擇、各物質(zhì)的配比和混合順序及對乳化劑的特殊處理使其可以快速、穩(wěn)定地形成乳化液。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，包括廢磷酸三丁酯、乳化劑、水和固磷劑；
[0009]其中:廢磷酸三丁酯由作為萃取劑的純磷酸三丁酯和作為稀釋劑的煤油組成的；乳化劑選用長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚，占乳化液總體的I?5wt.%，水含量占乳化液總體的10?12wt.%，固磷劑選用Ca (OH) 2粉末，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca (OH) 2中的鈣含量之比為1.5?1.7。[0010]進(jìn)一步的，如上所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，乳化劑占乳化液總體的5wt. %，水含量占乳化液總體的IOwt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5。
[0011]進(jìn)一步的，如上所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，Ca(OH)2粉末的粒徑小于O. 125mm
[0012]進(jìn)一步的，如上所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液的制備方法，包括以下步驟：
[0013](I)廢磷酸三丁酯先和水混合；
[0014](2)在混合后的廢磷酸三丁酯和水中加入Ca(OH)2粉末；
[0015](3)最后加入乳化劑，此時(shí)控制乳化劑的溫度在70?90°C ;
[0016]以上所述的各步驟中物質(zhì)的質(zhì)量按照如下比例控制：乳化劑占乳化液總體的1.0?5. Owt. %，水含量占乳化液總體的10.0?12. Owt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5?I. 7的比例選取。
[0017]通過實(shí)驗(yàn)，按本發(fā)明所述配方和方法配制乳液，成乳快，穩(wěn)定時(shí)間長、粘度適中便于輸送。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，若24小時(shí)后乳液略有分層，攪拌后可以恢復(fù)均勻性。以上特點(diǎn)有利于工業(yè)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對本發(fā)明一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液進(jìn)行具體說明。
[0019]本發(fā)明一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，包括廢磷酸三丁酯、乳化劑、水和固磷劑；
[0020]其中：廢磷酸三丁酯由作為萃取劑的純磷酸三丁酯和作為稀釋劑的煤油組成的；乳化劑選用長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚，占乳化液總體的I?5wt.%，水含量占乳化液總體的10?12wt. %，固磷劑選用Ca (OH) 2粉末，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca (OH) 2中的鈣含量之比為I. 5?I. 7。
[0021]其中，乳化劑占乳化液總體的5wt. %，水含量占乳化液總體的IOwt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5。=Ca(OH)2粉末的粒徑小于O. 125mm。
[0022]如上所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液的制備方法，包括以下步驟：
[0023]( I)廢磷酸三丁酯先和水混合；
[0024](2)在混合后的廢磷酸三丁酯和水中加入Ca(OH)2粉末；
[0025](3)最后加入乳化劑，此時(shí)控制乳化劑的溫度在70?90°C ;
[0026]以上所述的各步驟中物質(zhì)的質(zhì)量按照如下比例控制：乳化劑占乳化液總體的1.0?5. Owt. %，水含量占乳化液總體的10.0?12. Owt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5?I. 7的比例選取。
[0027]以下是本發(fā)明技術(shù)方案的具體確定過程：
[0028]下面以TBP表示磷酸三丁酯，OK表示煤油，0-9表示乳化劑——長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚。本發(fā)明在廢ΤΒΡ/0Κ液體中按比例加入Ca(0H)2、H20、表面活性劑0_9并攪拌，利用
0-9的表面活性功能，將上述物質(zhì)配制成均勻、穩(wěn)定、粘度適中的乳狀液。然后供料給熱解爐，熱解爐內(nèi)保持缺氧狀態(tài)并通入N2，在高溫下使TBP熱解。
[0029](I)首先研究純?chǔ)肠ⅵ?0Κ乳狀液的配制和熱解
[0030]1.1固磷劑用量對乳狀液形成的影響
[0031]根據(jù)熱解反應(yīng)方程式:
[0032]2 (C4H9O) 3P0+2Ca (OH) 2 — Ca2P207+3C4H8+3C4H90H+2H20
[0033]由上述反應(yīng)方程式計(jì)算可知，Ca(OH)2理論用量至少為m ea_2:mTBP=27.82:100，換算成元素鈣與磷的質(zhì)量之比為:m &/ηιΡ=1.30,由此可知,若m &/πιΡ < 1.30,則不能使熱解產(chǎn)生的含磷化合物完全轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的固體。由表1可知，隨著m ca/%的增加，乳狀液的粘度和密度也隨之增大。同時(shí)還可以看出，在熱解溫度一定時(shí)，熱解率和固磷率開始隨m JmP的增加而增高，當(dāng)m Ca/mP增加到1.70后，熱解率和固磷率均達(dá)99.0%以上。若再增加，因Ca(OH)2S量太多，將導(dǎo)致二次廢物增多。同時(shí)乳狀液的粘度增大，不便輸送和熱解。故以下試驗(yàn)mCa/mP選擇1.70。
[0034]表1m Ca/mP比對乳狀液性能的影響
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，其特征在于：包括廢磷酸三丁酯、乳化劑、水和固磷劑； 其中：廢磷酸三丁酯由作為萃取劑的純磷酸三丁酯和作為稀釋劑的煤油組成的；乳化劑選用長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚，占乳化液總體的I?5wt. %，水含量占乳化液總體的10?12wt. %，固磷劑選用Ca(OH)2粉末，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5 ?I. 7。
2.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，其特征在于：乳化劑占乳化液總體的5wt. %，水含量占乳化液總體的IOwt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5。
3.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液，其特征在于：Ca (OH) 2粉末的粒徑小于O. 125mm。
4.制備如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于廢磷酸三丁酯熱解焚燒過程中的乳狀液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)廢磷酸三丁酯先和水混合； (2)在混合后的廢磷酸三丁酯和水中加入Ca(OH)2粉末； (3)最后加入乳化劑，此時(shí)控制乳化劑的溫度在70?90°C; 以上所述的各步驟中物質(zhì)的質(zhì)量按照如下比例控制：乳化劑占乳化液總體的I. O?`5.Owt. %，水含量占乳化液總體的10. O?12. Owt. %，廢磷酸三丁酯中的磷含量與Ca(OH)2中的鈣含量之比為I. 5?I. 7的比例選取。
【文檔編號(hào)】B01F3/08GK103831030SQ201210474313
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】趙寧, 周立勇, 曾凡均 申請人:中核建中核燃料元件有限公司