公布日：2024.03.22
申請日：2023.12.25
分類號：C01B25/027(2006.01)I
摘要
一種從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，涉及水污染控制與資源再生技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域。其包括有以下步驟：步驟S1壓濾：壓濾含磷污水，制得壓干的濾渣和濾液；步驟S2檢測：檢測濾液中P元素的含量；步驟S3沉淀：向?yàn)V液中加入鎂鹽，混合均勻后，靜置，過濾得渣體和清液；步驟S4干燥；步驟S5造粒：向干燥后的渣體中加入石灰、焦炭粉和粘合劑混合后造粒制得混合球；步驟S6燒結(jié)：將混合球在200‑300℃下，燒結(jié)制得團(tuán)球；步驟S7分解：將團(tuán)球在1200‑1350℃下，分解制得低砷黃磷。此從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝節(jié)能、環(huán)保、黃磷品質(zhì)和轉(zhuǎn)化率高。
權(quán)利要求書
1.一種從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，其包括以下步驟：步驟S1壓濾：壓濾含磷污水，制得壓干的濾渣和濾液；步驟S2檢測：檢測所述濾液中P元素的含量；步驟S3沉淀：向所述濾液中加入鎂鹽，其中，所述濾液中P元素和所述鎂鹽中鎂元素的物質(zhì)的量之比為1:（0.9-1.1），混合均勻后，靜置，過濾得渣體和清液；步驟S4干燥：將所述渣體干燥；步驟S5造粒：向干燥后的所述渣體中加入石灰、焦炭粉和粘合劑混合后造粒制得混合球；步驟S6燒結(jié)：將所述混合球在200-300℃下，燒結(jié)制得團(tuán)球；步驟S7分解：將所述團(tuán)球在1200-1350℃下，分解制得低砷黃磷；所述步驟S3中，混合均勻后，添加三氧化二鐵并攪拌；所述步驟S3中，所述三氧化二鐵的用量為污水總質(zhì)量的0.5‰~2‰；所述步驟S5中，以重量份數(shù)計(jì)，干燥后的所述渣體為1份、石灰為0.04-0.15份、焦炭粉為0.1-0.3份、粘合劑為0.015-0.040份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，所述步驟S3中，所述攪拌為20-40min，所述靜置為30-60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，所述步驟S5中，所述粘合劑為腐殖酸、淀粉或木質(zhì)素的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述壓濾在0.6-1.0MPa的壓差下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，所述步驟S4中，所述渣體干燥至水分小于5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，所述步驟S6燒結(jié)和步驟S7分解均為1-2h。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供從含磷污水中回收低砷黃磷的方法，上述方法節(jié)能、環(huán)保、黃磷品質(zhì)和轉(zhuǎn)化率高。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明提出一種從含磷污水中獲取低砷黃磷的工藝，其特征在于，其包括以下步驟：
步驟S1壓濾：壓濾含磷污水，制得壓干的濾渣和濾液；
優(yōu)選的，壓濾在0.6-1.0MPa的壓差下進(jìn)行。
步驟S2檢測：檢測所述濾液中P元素的含量；采用傳統(tǒng)或者自主開發(fā)的方法檢測P元素的含量，計(jì)算出P元素在濾液中的含量，以mol/L計(jì)。
步驟S3沉淀：向所述濾液中加入鎂鹽，其中，所述濾液中P元素和所述鎂鹽中鎂元素的物質(zhì)的量之比為1:（0.9-1.1），混合均勻后，靜置，過濾得渣體和清液；向?yàn)V液中加入鎂鹽能夠發(fā)生沉淀反應(yīng)生成渣體和清液，進(jìn)而將P元素沉淀下來。
優(yōu)選的，混合均勻后，添加三氧化二鐵并攪拌。在反應(yīng)后添加三氧化二鐵不僅能夠降低酸性污水的酸性，影響反應(yīng)的平衡，增大P元素的沉淀量，加快鳥糞石晶體的形成。并且，調(diào)整pH后，還能夠使得溶液體系緩慢生成磷酸鐵，磷酸鐵進(jìn)一步誘導(dǎo)鳥糞石晶體變大。最終，使得溶液重的鳥糞石晶體生長的足夠大，方便后續(xù)過濾。如果不添加三氧化二鐵，鳥糞石晶體較小，呈絮狀，過濾困難，耗時，耗能源。
優(yōu)選的，所述三氧化二鐵的用量為污水總質(zhì)量的0.5‰~2‰。添加量在此范圍內(nèi)時，鳥糞石晶體的大小和生成量較好，且三氧化二鐵的用量較少。
優(yōu)選的，所述攪拌為20-40min，所述靜置為30-60min。在攪拌和靜置的過程中，鳥糞石晶體進(jìn)一步完成生長。
步驟S4干燥：將所述鳥糞石干燥；
優(yōu)選的，所述鳥糞石干燥至水分小于5%。鳥糞石干燥至水分小于5%便于后續(xù)的造粒步驟，水分太多，不方便形成球體。
步驟S5造粒：向干燥后的所述鳥糞石中加入石灰、焦炭粉和粘合劑混合后造粒制得混合球；將以上原料混合制成混合球，上述混合球在后續(xù)的分解反應(yīng)中發(fā)生化學(xué)變化。球形的設(shè)計(jì)能夠更好的方便分解過程中磷蒸汽的移出，能夠加快反應(yīng)的速率和反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。
優(yōu)選的，以重量份數(shù)計(jì)，干燥后的所述鳥糞石為1份、石灰為0.04-0.15份、焦炭粉為0.1-0.3份、粘合劑為0.015-0.040份。按照上述原料比例造粒，能夠保證在不浪費(fèi)原料的情況下，充分反應(yīng)。
優(yōu)選的，所述粘合劑為腐殖酸、淀粉或木質(zhì)素的一種或多種。上述粘合劑易分解，對鳥糞石、石灰和焦炭粉的粘合性較好。
步驟S6燒結(jié)：將所述混合球在200-300℃下，燒結(jié)制得團(tuán)球；
步驟S7分解：將所述團(tuán)球在1200-1350℃下，分解制得低砷黃磷。在此溫度下，磷蒸汽充分溢出。
優(yōu)選的，所述步驟S6燒結(jié)和步驟S7分解均為1-2h。上述時間內(nèi)磷蒸汽充分溢出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
（1）保護(hù)環(huán)境。將污水資源化利用，減少環(huán)境污染，有助于綠色循環(huán)式的可持續(xù)發(fā)展。
（2）保護(hù)資源。回收利用廢水中的磷，減少對不可再生的磷礦資源的開采，保護(hù)磷礦資源。
（3）磷一次回收率高、轉(zhuǎn)化率高。本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)低砷黃磷時，泥磷少，黃磷一次回收率（即不含從泥磷二次回收的磷）高達(dá)90%以上，高于傳統(tǒng)電爐磷80%以上的回收率。
（4）電耗低，降低了黃磷生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案獲得的焚燒灰的熔點(diǎn)較低——約1200~1350℃，而傳統(tǒng)電爐法生產(chǎn)黃磷還原溫度在1350℃~1450℃，可降低黃磷電爐的反應(yīng)溫度，進(jìn)而減少電耗。另外，由于焦炭粉一起造粒，其分散均勻，還原速度加快，反應(yīng)轉(zhuǎn)率高，單噸黃磷電耗低。
（5）黃磷產(chǎn)品質(zhì)量高。可直接獲得高附加值的低砷黃磷，其As含量低于10ppm。
（發(fā)明人：王邵東;權(quán)曉威;艾小平）
