公布日：2022.10.25
申請(qǐng)日：2022.07.22
分類號(hào)：C04B11/26(2006.01)I;C02F9/04(2006.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C01B25/28(2006.01)I;C01C1/242(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從磷酸鐵生產(chǎn)廢水中回收磷石膏的方法，包括以下步驟：A)將磷酸鐵生產(chǎn)廢水與粗硫酸鈣混合，進(jìn)行一級(jí)酸性中和以及一級(jí)離心過濾，得到CO2氣體、一級(jí)中和濾液和粗磷石膏；用水洗滌粗磷石膏，過濾后得到洗水和磷石膏產(chǎn)品；B)將洗水、一級(jí)中和濾液與碳酸鈣混合，進(jìn)行二級(jí)酸性中和以及二級(jí)離心過濾，得到CO2氣體、二級(jí)中和濾液和粗硫酸鈣；粗硫酸鈣返回到步驟A)進(jìn)行一級(jí)酸性中和；C)將所述二級(jí)中和濾液與氨水溶液混合，進(jìn)行誘導(dǎo)結(jié)晶，經(jīng)三級(jí)離心過濾后，得到三級(jí)離心濾液和鈣鎂錳渣。本發(fā)明提供的方法可以利用磷酸鐵生產(chǎn)廢水回收制備磷石膏，獲得滿足建材等行業(yè)要求的高純度磷石膏產(chǎn)品。
權(quán)利要求書
1.一種從磷酸鐵生產(chǎn)廢水中回收磷石膏的方法，其特征在于，包括以下步驟：A)將磷酸鐵生產(chǎn)廢水與粗硫酸鈣混合，進(jìn)行一級(jí)酸性中和以及一級(jí)離心過濾，得到一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、一級(jí)中和濾液和粗磷石膏；用水洗滌所述粗磷石膏，過濾后得到洗水和磷石膏產(chǎn)品；用第一氨水溶液吸收所述一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；B)將所述洗水、一級(jí)中和濾液與碳酸鈣混合，在pH值為2.5～4.2的條件下進(jìn)行二級(jí)酸性中和以及二級(jí)離心過濾，得到二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、二級(jí)中和濾液和粗硫酸鈣；所述粗硫酸鈣返回到步驟A)進(jìn)行一級(jí)酸性中和；用第一氨水溶液吸收所述二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；C)將所述二級(jí)中和濾液與第二氨水溶液混合，在pH值為8.5～9.0的條件下進(jìn)行誘導(dǎo)結(jié)晶，經(jīng)三級(jí)離心過濾后，得到三級(jí)離心濾液和鈣鎂錳渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸鐵生產(chǎn)廢水中，pH值為0.8～1.2，磷酸根濃度為4～20g/L，硫酸根濃度為20～80g/L，氨氮濃度為6～14g/L，鈣離子濃度為20～100mg/L，氟離子濃度為10～50mg/L，錳離子濃度為100～600mg/L，鎂離子濃度為200～3000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)酸性中和的pH值為0.8～1.5，時(shí)間為0.5～3h，溫度為50～80℃；所述二級(jí)酸性中和的時(shí)間為0.5～3h，溫度為50～80℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A)和步驟B)中，所述第一氨水溶液的質(zhì)量濃度為11％～25％；步驟A)和步驟B)中，所述碳銨溶液的質(zhì)量濃度為20％～25％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水和粗磷石膏的體積比為2:1～5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二氨水溶液的質(zhì)量濃度為15％～25％；所述誘導(dǎo)結(jié)晶在誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器中進(jìn)行，所述二級(jí)中和濾液與第二氨水溶液在所述誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器中的停留時(shí)間為20～120min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述誘導(dǎo)結(jié)晶的過程中添加晶種；所述晶種為Ca3(PO4)2和/或MgNH4PO4；所述晶種的粒徑為20～100μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：D)用硫酸溶液調(diào)節(jié)所述三級(jí)離心濾液的pH值，經(jīng)膜濃縮，得到RO淡水和RO濃水；E)所述RO濃水經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸銨產(chǎn)品和蒸發(fā)結(jié)晶母液；所述蒸發(fā)結(jié)晶母液經(jīng)冷卻結(jié)晶得到磷酸一銨和冷卻結(jié)晶母液；所述冷卻結(jié)晶母液返回到所述蒸發(fā)結(jié)晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述硫酸溶液的質(zhì)量濃度為0.5％～98％；經(jīng)調(diào)節(jié)后的所述三級(jí)離心濾液的pH值為5.0～7.0；所述膜濃縮的濃縮倍數(shù)為1.8～5.5倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)結(jié)晶的溫度為80～100℃，壓力為 15～ 20kPa；所述冷卻結(jié)晶的溫度為15～40℃。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種從磷酸鐵生產(chǎn)廢水中回收磷石膏的方法，本發(fā)明提供的方法可以獲得滿足建材等行業(yè)要求的高純度磷石膏產(chǎn)品，解決現(xiàn)有石灰中和工藝存在的石膏純度偏低的問題。
本發(fā)明提供了一種從磷酸鐵生產(chǎn)廢水中回收磷石膏的方法，包括以下步驟：
A)將磷酸鐵生產(chǎn)廢水與粗硫酸鈣混合，進(jìn)行一級(jí)酸性中和以及一級(jí)離心過濾，得到一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、一級(jí)中和濾液和粗磷石膏；用水洗滌所述粗磷石膏，過濾后得到洗水和磷石膏產(chǎn)品；用第一氨水溶液吸收所述一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；
B)將所述洗水、一級(jí)中和濾液與碳酸鈣混合，在pH值為2.5～4.2的條件下進(jìn)行二級(jí)酸性中和以及二級(jí)離心過濾，得到二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、二級(jí)中和濾液和粗硫酸鈣；所述粗硫酸鈣返回到步驟A)進(jìn)行一級(jí)酸性中和；用第一氨水溶液吸收所述二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；
C)將所述二級(jí)中和濾液與第二氨水溶液混合，在pH值為8.5～9.0的條件下進(jìn)行誘導(dǎo)結(jié)晶，經(jīng)三級(jí)離心過濾后，得到三級(jí)離心濾液和鈣鎂錳渣。
優(yōu)選的，所述磷酸鐵生產(chǎn)廢水中，pH值為0.8～1.2，磷酸根濃度為4～20g/L，硫酸根濃度為20～80g/L，氨氮濃度為6～14g/L，鈣離子濃度為20～100mg/L，氟離子濃度為10～50mg/L，錳離子濃度為100～600mg/L，鎂離子濃度為200～3000mg/L。
優(yōu)選的，所述一級(jí)酸性中和的pH值為0.8～1.5，時(shí)間為0.5～3h，溫度為50～80℃；所述二級(jí)酸性中和的時(shí)間為0.5～3h，溫度為50～80℃。
優(yōu)選的，步驟A)和步驟B)中，所述第一氨水溶液的質(zhì)量濃度為11％～25％；步驟A)和步驟B)中，所述碳銨溶液的質(zhì)量濃度為20％～25％。
優(yōu)選的，所述水和粗磷石膏的體積比為2:1～5:1。
優(yōu)選的，所述第二氨水溶液的質(zhì)量濃度為15％～25％；所述誘導(dǎo)結(jié)晶在誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器中進(jìn)行，所述二級(jí)中和濾液與第二氨水溶液在所述誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器中的停留時(shí)間為20～120min。
優(yōu)選的，所述誘導(dǎo)結(jié)晶的過程中添加晶種；所述晶種為Ca3(PO4)2和/或MgNH4PO4；所述晶種的粒徑為20～100μm。
優(yōu)選的，所述方法還包括以下步驟：
D)用硫酸溶液調(diào)節(jié)所述三級(jí)離心濾液的pH值，經(jīng)膜濃縮，得到RO淡水和RO濃水；
E)所述RO濃水經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸銨產(chǎn)品和蒸發(fā)結(jié)晶母液；所述蒸發(fā)結(jié)晶母液經(jīng)冷卻結(jié)晶得到磷酸一銨和冷卻結(jié)晶母液；所述冷卻結(jié)晶母液返回到所述蒸發(fā)結(jié)晶。
優(yōu)選的，所述硫酸溶液的質(zhì)量濃度為0.5％～98％；經(jīng)調(diào)節(jié)后的所述三級(jí)離心濾液的pH值為5.0～7.0。
優(yōu)選的，所述膜濃縮的濃縮倍數(shù)為1.8～5.5倍。
優(yōu)選的，所述蒸發(fā)結(jié)晶的溫度為80～100℃，壓力為 15～ 20kPa；所述冷卻結(jié)晶的溫度為15～40℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種從磷酸鐵生產(chǎn)廢水中回收磷石膏的方法，包括以下步驟：A)將磷酸鐵生產(chǎn)廢水與粗硫酸鈣混合，進(jìn)行一級(jí)酸性中和以及一級(jí)離心過濾，得到一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、一級(jí)中和濾液和粗磷石膏；用水洗滌所述粗磷石膏，過濾后得到洗水和磷石膏產(chǎn)品；用第一氨水溶液吸收所述一級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；B)將所述洗水、一級(jí)中和濾液與碳酸鈣混合，在pH值為2.5～4.2的條件下進(jìn)行二級(jí)酸性中和以及二級(jí)離心過濾，得到二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w、二級(jí)中和濾液和粗硫酸鈣；所述粗硫酸鈣返回到步驟A)進(jìn)行一級(jí)酸性中和；用第一氨水溶液吸收所述二級(jí)中和二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氨水碳化后得到碳銨溶液和碳銨結(jié)晶；C)將所述二級(jí)中和濾液與第二氨水溶液混合，在pH值為8.5～9.0的條件下進(jìn)行誘導(dǎo)結(jié)晶，經(jīng)三級(jí)離心過濾后，得到三級(jí)離心濾液和鈣鎂錳渣。本發(fā)明提供的方法可以利用磷酸鐵生產(chǎn)廢水回收制備磷石膏，獲得的磷石膏純度可達(dá)到《磷石膏》(GB/T23456 2018)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠作為建材回用，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)回收制備磷石膏純度不高、出路受限的問題。此外，本發(fā)明提供的方法還能進(jìn)一步的回收制備硫酸銨和磷酸一銨，獲得的硫酸銨純度可達(dá)到《肥料級(jí)硫酸銨》(GB/T535 2020)要求，能夠作為肥料回用；獲得的磷酸一銨純度高于85％，可直接作為磷酸鐵生產(chǎn)原料回用。
（發(fā)明人：彭佳樂;周康根;高峰;李許枝;潘希賢;胡舜聰;周惠;周晚根;姜科;楊燦;賴復(fù)興;余承紅;吳班）
