液晶显示屏洗屏废酸制备磷肥的实验研究

【摘要】：薄膜晶体液晶显示屏(TFT-LCD)在生产制造中会产生几类刻蚀废液,如基板玻璃减薄废刻蚀液、铝刻蚀废液和ITO(铟锡氧化物)废刻蚀液等,这些废液的直接排放会导致资源浪费和环境污染。液晶显示屏洗屏废液具有较高的回收利用价值,本文对其废液之一——铝刻蚀废液进行回收利用,作为农用化肥生产的混酸原料,并进一步探讨磷酸和硝酸适当配比后或混合或分开加入反应在生产磷肥制备过程中硝酸的作用机理。本文使用离子色谱法测定铝刻蚀废液中酸根离子浓度,由测试结果知:磷酸浓度(以P2O5计)为51.78%(质量分数),硝酸浓度为4.36%,醋酸浓度为11.82%;使用电感耦合等离子原子发射光谱仪检测铝刻蚀废液中金属元素含量,由测试结果知:该铝刻蚀废液中金属元素含量均达到肥料生产用酸的标准,可作为农用化肥生产的混酸原料。实验采用X射线荧光光谱法分析了实验磷矿的化学组成及浓度;采用磷钼酸喹啉重量法测定制备所得磷复肥产品的有效磷,采用容量法测定游离酸,通过分析制备所得产品中的有效磷、游离酸和磷矿分解率等指标,初步确定最佳工艺条件。结果表明:最佳工艺条件是:反应温度85℃、液固比0.71、熟化时间为14天;铝刻蚀废液与中低品位磷矿粉生产磷复肥是可行的,制得的磷复肥P2O5含量22.42%和N含量0.43%;废铝刻蚀液中的醋酸也参与了反应,且对制备的产品质量无明显的影响。铝刻蚀废液与中低品位磷矿反应中发现硝酸在反应中对磷矿分解有一定的促进作用,通过实验室用酸(磷酸、硝酸)配比,与四种产地的矿反应,探究在最佳的反应条件下,硝酸在混酸分解中低品位磷矿中的作用机理及磷、硝混酸分解磷矿的适用性。结果表明,最佳的反应条件为:磷酸浓度为55%、硝酸浓度为56%、最佳反应温度为70℃,并且磷酸和硝酸分开先后加入磷矿粉的反应体系中;硝酸完全电离产生的NO3-具有极强的氧化性和渗透性,使得包裹在磷矿上的晶体复盐脱离磷矿,同时部分硝酸可与氟磷酸钙生成磷酸,磷酸一级电离产生的H+和硝酸电离产生的H+和增加了反应中氢离子浓度,使得磷矿得到更充分的分解;先磷酸后硝酸的作为反应用酸的方法只适用于与含还原性物质低的中低品位磷矿制备磷复肥产品。
【关键词】：液晶显示屏 铝刻蚀废液 磷复肥 磷酸 硝酸
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ442;X76