申请日2017.04.25
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C01B25/01; C05B17/00
摘要
本发明提供了一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，该方法是将酸性含磷污水和中低品位磷矿搅拌混合，然后送至沉降槽，自然沉降或加入絮凝剂絮凝沉降，然后压滤，洗涤，烘干，即得到脱镁磷精矿。本发明所采用的方法实现了冷冻法硝酸磷肥生产工艺酸性含磷污水零排放，节约生产成本，本发明可将中低品位磷矿中氧化镁降至0.5%以下，适合生产N:P≤2.0的硝酸磷肥的要求，为处理硝酸磷肥工艺中所产生的酸性含磷污水探索新的途径。
权利要求书
1.一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将中低品位磷矿和酸性含磷污水送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.0～2.5后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)向步骤(1)沉降槽中加入絮凝剂或自然沉降，沉降时间1～3小时，然后送至压滤工序;
(3)将沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
2.根据权利要求1所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：所述的沉降为自然沉降和絮凝剂沉降中的一种。
3.根据权利要求2所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：所述的絮凝剂为将固体絮凝剂和洗液送至絮凝剂配制槽配制成1～5%的溶液。
4.根据权利要求3所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：所述的固体絮凝剂为聚合硫酸铁。
5.根据权利要求1-4任一所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：所述的酸性含磷污水为硝酸磷肥制备工艺中产生的废水，包括泵机封水、设备冲洗水、废气洗涤水。
6.根据权利要求1所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于：所述的中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比为1:1～3。
7.根据权利要求1或3所述的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，其特征在于，所述的絮凝剂与反应浆料的质量比为0～3:100。
说明书
一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体是涉及一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法。
技术背景
近年来，随着生产规模的不断扩大，化肥企业逐渐成为用水大户，继而成为了排污和污染大户，硝酸磷肥也存在着含磷污水的排放问题，因此，如何合理利用水资源、减少排污成为化肥企业面临的首要问题。
现有硝酸磷肥工艺中所产生的酸性含磷污水包括泵机封水、设备冲洗水、废气洗涤水等，目前，国外、国内没有利用冷冻法硝酸磷肥工艺所产生的酸性含磷污水用于磷矿脱镁的工艺，传统的酸性含磷污水处理方法是：把氢氧化钙和氨加入污水中，调整至pH=7.5～8.0，生成磷酸盐沉淀，并加入絮凝剂絮凝沉降，再进行分离回收。
专利CN201410312375.1公开了含有高氨氮和硝态氮的生产污水回收处理方法，该方法为针对硝酸磷肥污水处理工艺采用换热+沉淀+化学氧化+过滤的预处理工序，所得过滤器产水直接进入电渗析，浓水经电渗析单元储存在浓缩液箱并经泵送至硝酸磷肥装置循环使用，淡水经两级串联的电渗析单元淡化后脱盐75%左右，再经过两级反渗透继续脱盐。但该处理方法投资费用高，且污水中的有效组分未得以充分利用。
挪威海德鲁冷冻法硝酸磷肥工艺，该生产硝酸磷肥工艺中生产污水和各楼面积液经地漏进入地槽，用泵打入缓冲槽，通氨调节pH=3～5，然后用泵送至pH控制槽，再通氨调节pH=4～5，靠位差溢流至固体沉降槽预混器，加入絮凝剂进行沉降，分离回收并回用;此工艺经改进后增加清净水净化装置，实现含磷污水分流处理，改善水质，满足工艺要求，且严格控制生产中跑、冒、滴、漏，减少了污水发生量。但该处理方法工艺较为复杂，还需通氨调节污水pH等增加生产成本，且固含量累积也会磨损泵轴、轴套、填料等。
发明内容
本发明为解决上述现有技术中的不足，在现有的技术中进行创造性改进，提供一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，该方法将硝酸磷肥工艺中所产生的酸性含磷污水和中低品位磷矿搅拌混合，送至自然沉降或絮凝沉降，再压滤，洗涤，烘干，制备高品质脱镁磷精矿，本发明能使硝酸磷肥工艺中所产生的酸性含磷污水变废为宝，节约了磷矿脱镁的生产成本，同时，所制得的脱镁磷精矿品质高，能满足低N/P硝酸磷肥的生产要求。
本发明提供了一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，将酸性含磷污水和中低品位磷矿搅拌混合，然后送至沉降槽沉降，然后压滤，洗涤，烘干，即得到脱镁磷精矿。
进一步的，所述的沉降为自然沉降。
进一步的，所述的沉降为加入絮凝剂沉降。
进一步的，所述的絮凝剂为将固体絮凝剂和洗液送至絮凝剂配制槽配制成1～5%的溶液。
进一步的，所述的固体絮凝剂为聚合硫酸铁。
具体的，发明提供了一种酸性含磷污水用于磷矿脱镁的方法，包括以下步骤：
(1)将中低品位磷矿和酸性含磷污水送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.0～2.5后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)向步骤(1)沉降槽中加入絮凝剂或自然沉降，沉降时间1～3小时，然后送至压滤工序;
(3)将沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
优选的，所述方法包括以下步骤：
(1)将中低品位磷矿和酸性含磷污水送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.0后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)向步骤(1)沉降槽中加入絮凝剂或自然沉降，沉降时间2小时，然后送至压滤工序;
(3)将沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
进一步的，所述的酸性含磷污水为现有硝酸磷肥工艺及湿法磷酸工艺中所产生的含磷污水，包括泵机封水、设备冲洗水、废气洗涤水。
进一步的，所述的中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比为1:1～3。
进一步的，上述所述的絮凝剂与反应浆料的质量比为0～3:100。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明采用将硝酸磷肥工艺中所产生的酸性含磷污水和中低品位磷矿搅拌混合，然后送至絮凝沉降槽，加入絮凝剂絮凝沉降或自然沉降，然后经过压滤、洗涤、吹干、烘干后得到脱镁磷精矿，具有以下特点：
(1)利用该工艺方法不但解决硝酸磷肥工艺中酸性含磷污水的处理问题，而且减少氢氧化钙和氨的消耗，节约成本。
(2)中低品位磷矿通过酸性含磷污水处理后，可将氧化镁降至0.5%以下，从而降低酸解液、中和料浆粘度，适应生产N：P≤2.0的硝酸磷肥的要求。
(3)将酸性含磷污水用于中低品位磷矿(P2O5 27.13%、CaO 46.19%、MgO 5.20%)脱镁，经酸性含磷污水脱镁后的磷矿含P2O5 34.43%、CaO 46.59%、MgO 0.30%，可满足硝酸磷肥的生产要求，并回收酸性含磷污水中的磷。
与现有技术相比，本发明直接将冷冻法硝酸磷肥所产生的酸性含磷污水用于中低品位磷矿脱镁，以废治废，变废为宝;充分利用酸性含磷污水中H+离子来分解中低品位磷矿中杂质白云石，减少氢氧化钙和氨消耗，节约成本，实现了冷冻法硝酸磷肥生产工艺酸性含磷污水零排放，工艺简单，易操作，非常适宜工业实际生产应用。
本发明为了更好的阐述发明创造的有益效果，还列举了部分试验例，旨在说明本发明的技术效果，绝不限定本发明的范围。
工艺参数研究
试验例1：工艺参数对脱镁磷精矿的影响
PH值、絮凝剂浓度、反应转速、反应温度、中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比、絮凝剂与反应浆料的质量比对脱镁磷精矿的影响：
在其他因素不变条件下，考察PH值、絮凝剂浓度、反应转速、反应温度、中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比、絮凝剂与反应浆料的质量比对脱镁磷精矿的影响，结果见表1～3：
表1不同PH值、絮凝剂浓度对脱镁磷精矿的影响
表2不同反应转速、反应温度脱镁磷精矿的影响
表3不同中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比、絮凝剂与反应浆料的质量比脱镁磷精矿的影响
从上表可知，当PH值低于2.0时，中低品位磷矿和酸性含磷污水中和反应不完全，当PH值高于2.5时，会有钙离子及其他杂质析出，影响脱镁磷精矿，不利于脱镁，因此反应最佳PH为2～2.5;而反应温度、反应转速越高，其反应越充分，但当温度高于50℃，转速高于100r/min，反应不再增加反而略有降低，因此最佳反应温度40～50℃，最佳反应转速为50～100r/min;中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比为1:1～3最优，低则反应不彻底，高则反应发生逆转;絮凝剂与反应浆料的质量比为0～3:100最优。
通过对不同PH值、絮凝剂浓度、反应转速、反应温度、中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比、絮凝剂与反应浆料的质量比的考察，得出当PH在2-2.5之间、反应转速为50～100r/min、反应温度为40～50℃之间、中低品位磷矿和酸性含磷污水的质量比为1:1～3、絮凝剂与反应浆料的质量比为0～3:100最优，其氧化镁含量在0.29～0.48%之间，五氧化二磷含量在32.94～34.56%之间，说明采用此区间的PH值、絮凝剂浓度、反应转速、反应温度、各物料质量比生产的脱镁磷精矿品质好，酸性含磷污水磷回收率高。
试验例2：对比试验研究
试验组1：按照专利CN201510239368.8所公开的工艺路线制备的脱镁磷精矿。
试验组2：按照本发明工艺路线制备的脱镁磷精矿。
将上述试验组所制得的脱镁磷精矿进行检测，检测结果见表4：
表4：脱镁磷精矿检验结果
检测项目试验组1试验组2P2O5/%32.5634.34MgO/%0.400.31
从上表中可以看出，本发明所采用工艺制得的脱镁磷精矿品位更高。
具体实施方式
絮凝剂的配制：将聚合硫酸铁300g和洗液10kg送至絮凝剂配制槽配制成3%的溶液。
实施例1 脱镁磷精矿的制备
(1)将中低品位磷矿10kg和酸性含磷污水10kg送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.0后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)将步骤(1)中反应料浆自然沉降3小时，然后送至压滤工序;
(3)将沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
其检测结果含P2O5 33.89%、CaO 45.90%、MgO 0.29%，压滤机排出的滤液检测检测结果含P2O5 0.47%、CaO 0.56%、MgO 0.72%，满足低N/P硝酸磷肥的生产要求。
实施例2 脱镁磷精矿的制备
(1)将中低品位磷矿10kg和酸性含磷污水20kg送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.4后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)向步骤(1)絮凝沉降槽中加入絮凝剂0.3kg，絮凝沉降时间2小时，然后送至压滤工序;
(3)将絮凝沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
其检测结果含P2O5 34.43%、CaO 46.20%、MgO 0.30%，压滤机排出的滤液检测检测结果含P2O5 0.46%、CaO 0.54%、MgO 0.71%，满足低N/P硝酸磷肥的生产要求。
实施例3 脱镁磷精矿的制备
(1)将中低品位磷矿10kg和酸性含磷污水30kg送至脱镁槽，充分搅拌，待pH值升至2.3后，将反应浆料送至沉降槽;
(2)向步骤(1)絮凝沉降槽中再加入0.8kg絮凝剂，絮凝沉降时间1小时，然后送至压滤工序;
(3)将絮凝沉降槽底部的料浆用泵送至压滤机，压滤，滤液返回生产系统，再用水洗涤，洗液返回到絮凝剂配制槽用于配制絮凝剂，洗涤结束后再用压缩空气吹干，然后卸出滤饼，烘干，即得到脱镁磷精矿。
其检测结果含P2O5 34.26%、CaO 46.35%、MgO 0.32%，压滤机排出的滤液检测检测结果含P2O5 0.43%、CaO 0.51%、MgO 0.69%，满足低N/P硝酸磷肥的生产要求。
