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領域領域。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：向濾液中加入鎂鹽，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：將混合球在200‑300℃下，燒結制得團球；步驟S7分解：將團球在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能、環保、黃磷品質和轉化率高。
權利要求書
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：將所述混合球在200-300℃下，燒結制得團球；步驟S7分解：將所述團球在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量的0.5‰~2‰；所述步驟S5中，以重量份數計，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.根據權利要求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.根據權利要求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、淀粉或木質素的一種或多種。
4.根據權利要求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的壓差下進行。
5.根據權利要求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.根據權利要求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燒結和步驟S7分解均為1-2h。
發明內容
本發明旨在提供從含磷污水中回收低砷黃磷的方法，上述方法節能、環保、黃磷品質和轉化率高。
本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
本發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；
優選的，壓濾在0.6-1.0MPa的壓差下進行。
步驟S2檢測：檢測所述濾液中P元素的含量；采用傳統或者自主開發的方法檢測P元素的含量，計算出P元素在濾液中的含量，以mol/L計。
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；向濾液中加入鎂鹽能夠發生沉淀反應生成渣體和清液，進而將P元素沉淀下來。
優選的，混合均勻后，添加三氧化二鐵并攪拌。在反應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，調整pH后，還能夠使得溶液體系緩慢生成磷酸鐵，磷酸鐵進一步誘導鳥糞石晶體變大。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。
優選的，所述三氧化二鐵的用量為污水總質量的0.5‰~2‰。添加量在此范圍內時，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，鳥糞石晶體進一步完成生長。
步驟S4干燥：將所述鳥糞石干燥；
優選的，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，上述混合球在后續的分解反應中發生化學變化。球形的設計能夠更好的方便分解過程中磷蒸汽的移出，能夠加快反應的速率和反應的轉化率。
優選的，以重量份數計，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，能夠保證在不浪費原料的情況下，充分反應。
優選的，所述粘合劑為腐殖酸、淀粉或木質素的一種或多種。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：將所述混合球在200-300℃下，燒結制得團球；
步驟S7分解：將所述團球在1200-1350℃下，分解制得低砷黃磷。在此溫度下，磷蒸汽充分溢出。
優選的，所述步驟S6燒結和步驟S7分解均為1-2h。上述時間內磷蒸汽充分溢出。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
（1）保護環境。將污水資源化利用，減少環境污染，有助于綠色循環式的可持續發展。
（2）保護資源。回收利用廢水中的磷，減少對不可再生的磷礦資源的開采，保護磷礦資源。
（3）磷一次回收率高、轉化率高。本發明的技術方案生產低砷黃磷時，泥磷少，黃磷一次回收率（即不含從泥磷二次回收的磷）高達90%以上，高于傳統電爐磷80%以上的回收率。
（4）電耗低，降低了黃磷生產成本。本發明的技術方案獲得的焚燒灰的熔點較低——約1200~1350℃，而傳統電爐法生產黃磷還原溫度在1350℃~1450℃，可降低黃磷電爐的反應溫度，進而減少電耗。另外，由于焦炭粉一起造粒，其分散均勻，還原速度加快，反應轉率高，單噸黃磷電耗低。
（5）黃磷產品質量高。可直接獲得高附加值的低砷黃磷，其As含量低于10ppm。
（發明人：王邵東;權曉威;艾小平）
