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磷化作为金属表面处理技术的一种被广泛应用,在化工、冶金、汽车、航天航空、船舶等领域都有着广泛的应用。然而磷化过程中必然会产生以磷酸铁和磷酸锌为主要成分的固体废弃物磷化渣,如果任意排放固废磷化渣势必将对环境造成二次污染。所以对固废磷化渣资源化的研究具有极其重要的意义。从白色固废磷化渣中提取及其有价值的磷、铁物质并使其转化为经济价值和社会效益都比较高的产品。本文开发以白色固废磷化渣与烧碱处理,提取其中具有价值的磷、铁资源并对其进行综合利用的新工艺。通过对湖南某公司的白色固废磷化渣的成分进行化学分析得出,其中的主要离子PO43-、Fe3+、Zn2+的质量分数分别为51.8%、27.5%和2.35%,以磷酸铁和磷酸锌为主要的形式存在于白色固废磷化渣中。本文以制备十二水磷酸钠,并在此基础上进一步研究合成纳米羟基磷灰石(HAP)和磷酸,从而对白色固废磷化渣的资源化进行研究。十二水磷酸钠的制备:本实验配制质量分数为30%的NaOH溶液,并且在110°C和搅拌的条件下,以磷化渣与烧碱的质量比为1.25:1将NaOH溶液缓慢加到磷化渣中反应2h后,加入适量的水来严格控制pH为1011后,继续反应0.5h,此时固废磷化渣中PO43-提取率达91.45%。反应后过滤得Na3PO4溶液,蒸发、结晶、过滤后得到十二水磷酸钠晶体,且其质量分数高达98.55%;纳米羟基磷灰石的制备:在搅拌和有超声波辅助的条件下,采用化学沉淀法将上述中的Na3PO4溶液缓慢滴加到饱和的Ca(OH)2溶液中反应获得纳米HAP,并且使用红外吸收光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)以及扫描电镜(SEM)对纳米HAP粉末进行表征分析。分析结果表明,在常温和有超声波辅助的条件下,控制Na3PO4溶液的滴加速度为0.3mL/min,然后使用无水乙醇来洗涤沉淀物,可获得质量分数高达99.5%、粒径50nm左右、高结晶度以及高分散性的纳米HAP粉末产品。磷酸的制备:在常温和搅拌的条件下,将上述中的Na3PO4溶液缓慢加入到Ca(OH)2溶液中反应制备出HAP,再将HAP与硫酸反应制备出磷酸。实验结果表明:当反应时间为2.5h,酸过量系数1.02,液固比2.5:1以及反应温度75±3℃,从磷酸钠溶液到磷酸反应的过程中,磷酸根的转化率可达96.87%。