磷化铝残渣解析处理实验

1、磷化铝残渣解析处理实验庄波 （厦门市海沧粮食购销有限公司 361026 ）总第152期 2010（2） 摘要 磷化铝残渣和报废的磷化铝药剂中含有不同比例未经解析出剧毒磷化氢气体的磷化铝残留，因此，磷化铝残渣及其报废品如处理不当，将会对于人、牲畜和环境造成危险和污染。根据磷化铝和磷化氢气体的化学特性，尝试使用水和氢氧化钠溶液为反应液，设计制作了三级解析池用于处理磷化铝残渣和报废品，有效避免二次中毒事件发生。关键词 磷化铝残渣 解析处理 实验 我国自20世纪60年代初以来，磷化铝一直是储粮害虫防治中最主要的熏蒸剂，其与水反应生成的磷化氢是一种剧毒、高效、广谱性的熏蒸杀虫气体。磷化铝有粉剂、片剂和丸

2、剂3种剂型，仓储行业应用的一般是丸剂，有效期一般为2年。使用过程中，磷化铝的反应物（残渣）和报废的磷化铝药剂中仍含有不同比例未解析的磷化铝残留，分别为5%和30%左右，因此，磷化铝残渣和报废品如处理不当，将会对人、牲畜和环境造成极大的危险和污染。根据相关部门的通报，在船舶运输以及粮仓熏蒸使用过程中，常有因对磷化铝残渣和其报废品处理不当而造成事故的情况发生。为此，2009年底，国家粮食局下发的国家粮食局办公室关于做好报废储粮化学药剂处置工作的通知中明确要求要按LS1212-2008储粮化学药剂管理和使用规范处置过期、报废磷化铝药剂和残渣。但在实际使用过程中，除了部分可降等降级处理外，诸如外送由环

3、保部门认可的具备化学药剂处理资质的单位或送回原厂处理或挖地深埋的办法在实际操作中不尽可行，因为除了需要专用工具、不菲的费用外，还要报备当地公安局并要承担过程中可能出现的泄露、抛洒、污染水体而引发人畜中毒的风险。因此，探索一种切实可行、易于操作又经济环保的处理办法成了我们的当务之急。通过利用磷化铝和磷化氢所具有的亲水性、析出性等化学特性，结合使用磷化铝熏杀储粮害虫的经验，形成如下处理办法。1 试验方法1.1 解析过程设计第一级解析：利用磷化铝的亲水性采用常温水为处理液，部分解析出磷化氢气体并同时水溶解，再利用析出性加入氢氧化钠反应液完全析出磷化氢气体；第二级解析：利用磷化氢气体的溶解性，设置水湿

4、海绵覆盖池顶再次水溶解；第三级解析：利用反应池内形成的压力，通过导气管将部分磷化氢气体导进小水池进行第三次水溶解。最后，经以上三级解析后仍残留的磷化氢气体可利用其在大气中的分解性自动飘零解析。经处理后，小水池内的溶解水无毒，可直接排放；反应池内的液体含有氢氧化铝、氢氧化钠、磷、氢、少数磷的低氧化合物，溶液显碱性，基本无毒；固体物为石蜡和硬脂酸镁和少许氢氧化铝和反应液混合物，基本无毒。当然，理论上也可利用硫酸铜反应液来处理，但在实际操作上需要对硫酸铜反应液浓度和反应量的配比进行实验，以期完全反应，而且经处理后的溶液为稀硫酸和磷酸，需要再次中和反应，相比水处理的办法较为麻烦，这里不做论述。依据上述

5、解析过程，形成了磷化铝残渣三级解析池的设计原型，如图1所示。 水+氢氧化钠磷化铝残渣 水溶解池、通过导气管导出磷化氢第三次水溶解-1、残渣倒入池底注入水，析出磷化氢并形成第一次水溶解-2、注入氢氧化钠反应液将磷化氢完全析出、不锈钢棚架上覆盖吸水海棉形成第二次水溶解进入大气解析大反应池经设计、修改和完善，我们在公司中转库区内建造一座解析池，设计实际使用（内部）尺寸如图2所示。单位：cm 7010012060导气管/溢流口1寸管至小水池底以上5cm不锈钢棚架，可拆装内嵌式6分管2条5cm间距钻孔喷淋 顶部塑料管槽+薄膜密封反应液注入口/磷化氢浓度测试口1寸管6分进水管1.2寸出水管局部放大：反应液

6、泄流孔间距25cm 6分管 备注：墙体为12墙，外墙贴瓷砖，内墙水泥砂浆找平催光；大池顶部装设不锈钢池盖用于遮雨和防护。120聚氯乙烯水位观测管1.2 在建造过程中应注意的几个事项1.2.1 池体和管槽密封层要相对密闭、不渗漏。1.2.2 从上到下的设置次序为管槽密封层导流口进水喷淋管海绵不锈钢棚架反应液注入口泄流口。1.2.3 因磷化氢气体对铜具有腐蚀性，应尽量避免使用铜材。1.2.4 开关部件位于室外，应耐用持久。1.2.5 泄流口和出水口的安装应考虑残渣堵塞时便于疏通。1.2.6 因磷化氢可自燃，操作过程中严禁明火和使用可能产生火花的物件。1.2.7 解析池的建设要考虑避免盛夏阳光直射。

7、2 具体试验过程2.1 小池放水至进水口高度关闭进水。2.2 将残渣缓慢均匀倒入大反应池内，一般渣面不超过1/2反应液口高度。2.3 放下不锈钢棚架，铺上6cm左右厚度海绵或麻袋等吸水材质。2.4 压盖薄膜。2.5 打开大池进水开关形成喷淋状，水经侵湿海绵后滴入渣面，同时通过水位观测管观察，待水位超过渣面高度立即从反应液注入口注入适量氢氧化钠反应液，当水位至反应液注入口高度时应关闭进水（也可在反应池砌体时用玻璃预留观察口）。2.6 盖上池盖，站位上风向定时检测磷化氢气体浓度。2.7 一周后，再次打开进水开关进水至水从导流管溢出，将反应池内空间中的磷化氢气体从导流管中挤进小水池进行再次水溶解；排

8、干小池中的溶解水；打开相应的反应液泄流口将渣面以上反应液放进小池待风干或慎排污水口（重复步骤2.5，每隔一周一次，约4次后可使残渣反应完全）；打开池盖和薄膜，取下覆盖物，风干反应渣，取出掩埋或生活化处理。2.8 若处理的是磷化铝残留量较高的过期药剂，应先按规定降等处理后再行处理，否则水处理时易爆燃。3 解析处理80kg磷化铝残渣实验解析处理80kg磷化铝残渣实验数据如表1所示。基础数据残渣数量（kg）残渣高(cm)反应液高(cm)小池液面高(cm)80107050实验数据进水后时间（min）浓度（ml/m3）进水后时间（min）浓度（ml/m3）0 81304021025 1404582049

9、 1505183076 1605204010318065060172 19066070202 20070080230 210770902632208281002902308701103382409141203632501000 C·T曲线（15时）如图3所示。3.1 从曲线中可反映出残渣析出磷化氢气体的反应过程较为缓慢，原因是残渣中少量的磷化铝残留被大量的助剂覆盖阻水，所以未见激烈反应。3.2 因反应池内随着磷化氢气体的析出，池内压力不断变化，导致进水后5h内间歇可见导气管有气泡从小池逸出，磷化氢报警仪发出警报。3.3 因现有磷化氢浓度测试仪测量范围只达0-

10、1000 ml/m3，从第251分钟起浓度均>1000 ml/m3,因而无法测出反应池内磷化氢浓度峰值及时点。3.4 理论上每3g的磷化铝完全反应可以生成1g磷化氢，1g/m3磷化氢等于659 ml/m3浓度单位，则每处理1kg残渣，可以产生10983 ml/m3磷化氢气体，计算公式为：1000*0.05/3*659=10983 ml/m3所以在单位体积为1.44 m3的反应池处理80kg残渣所测得的浓度自然远远大于1000 ml/m3。3.5 进水后约5h后未见气泡逸出，表明反应池内反应相对稳定并与池外的压力一致，反应池内保持>1000 ml/m3的磷化氢气体浓度。一周后浓度仍保持>1000 ml/m3，说明本试验虽能较好地解析残渣，但在相对密封的空间中无法完成反应稳定后仍保持的一定浓度的磷化氢气体的完全溶解吸收，需要再次进水，改变池内外压力差，将池内空间中的磷化氢气体挤出，进水时可见导气管有气泡从小池