CN101591011A - 处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，它将温度为60－80℃的废酸和磷矿粉，按折算成浓度为100％硫酸∶磷矿粉＝0.65～0.75∶1的质量比混合，在液相SO3浓度为30~50克/升的条件下，反应4~6小时，分离过滤、洗涤反应料浆，得过滤和洗涤混合液以及含磷石膏的滤渣，滤渣干燥后是磷石膏产品，混合液中和处理后，过滤分离出滤液和滤渣，滤渣经干燥后得肥料级磷酸氢钙，滤液达标后外排或回收利用。本发明工艺简单，成本低，且滤液均回收利用，不外排任何污染物质，同时所用热源均来工业尾气，节能降耗效果显著，既处理了工业废酸问题，同时获得肥料级磷酸氢钙产品，具有可观的经济效益和社会效益。

Description

处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法
技术领域
本发明涉及一种工业废酸的处理方法，尤其是一种对硫酸法生产钛白粉所产生的废硫酸进行处理，从而生产出磷酸氢钙肥料的方法，属于化学工业技术领域。
背景技术
在用硫酸法生产钛白粉的工艺过程中，主要以浓硫酸作为原料，且每生产1吨钛白粉要消耗浓硫酸4~5吨，并产生6~7吨浓度约为20％的废硫酸。对这些废硫酸的处理，现有的方法是：一、采用简单的酸碱中和工艺对其进行处理后排放，不仅浪费了仍可回收利用的硫酸资源，而且还要消耗大量的人力及物力进行中和处理，不利于降低成本，不利于资源的综合利用；二、采用废酸浓缩工艺，将废酸浓缩后回收利用，不仅投资大，生产成本高，而且回收后的浓缩硫酸无论是质量还是成本都无法与常规硫酸竞争，仅仅是解决了环保的问题，综合利用率低。
发明内容
为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种工艺简单、投资小，能利用上述废酸生产肥料级磷酸氢钙的方法，既可简易、高效、环保地处理废酸，又可同时获得肥料级磷酸氢钙。
本发明通过下列技术方案实现：一种处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、将温度为60-80℃的废酸和磷矿粉，按折算成浓度为100％硫酸∶磷矿粉＝0.65～0.75∶1的质量比加入反应槽中，在液相SO3浓度为30~50克/升的条件下，反应4~6小时，分离过滤、洗涤反应料浆，得含磷的滤液和洗涤液，及含磷石膏的滤渣；
B、将A步骤所得含磷的滤液和洗涤液中和至pH值为5.4～6.0，得磷酸氢钙料浆，经分离过滤得含磷滤液，及磷酸氢钙滤渣，滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品；
或者
将A步骤所得含磷的滤液和洗涤液先中和至pH值2.5～3.0，分离过滤后得部分磷酸氢钙滤渣及含磷滤液，再将含磷滤液中和至pH值5.4～6.0，分离过滤后得另一部分磷酸氢钙滤渣及含磷滤液，两部分滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品；
C、将B步骤所得含磷滤液中和至pH值为8.0～11.0，经分离过滤得滤液，及磷酸氢钙滤渣，滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品，滤液回收或外排；
所述A步骤的反应槽为常规萃取反应槽，使用前，预先在萃取反应槽中加入浓度为3～5％的废酸溶液至最终的料浆液固比为2～3∶1，以方便加入磷矿粉进行萃取反应，转入正常生产后，加入A步骤的含磷滤液和/或含磷洗涤液至最终的料浆液固比为2～3∶1。
所述A步骤的废酸即折算成浓度为100％硫酸后的废酸与磷矿粉的具体比值，视磷矿石的钙磷比值具体确定。
所述A步骤所得含磷石膏的滤渣经洗涤后排放至渣场堆存以作为土壤调理剂使用，或作它用。
所述B步骤、C步骤的中和是加入碳酸钙、石灰乳中的一种或二种，完成中和反应的。
所述B、C步骤的分离过滤采用常规离心机或真空抽滤机或板框压滤机进行分离过滤。
所述A步骤的加热热源以及B、C步骤的干燥热源均采用硫酸法生产钛白粉工艺中，锻烧所产生的尾气或锅炉尾气，以尽可能利用现有能源，降低能耗。
所述A步骤的磷矿粉为普通磷矿粉或者中、低品位的磷矿粉，其P2O5含量为10～32％。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，不仅工艺简单，投资小，而且整个处理过程中的滤液均回收循环利用，不外排任何物质，不对环境造成任何影响，同时所用热源均来自硫酸法生产钛白粉工艺中的尾气，所用液体均来自本发明工艺中的滤液及洗涤液，因此，节能降耗效果显著，本发明既处理了硫酸法生产钛白粉工艺中的废酸问题，还在废酸处理过程中得到了肥料级磷酸氢钙产品，获得可观的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
所用原料：
废硫酸：来自某钛白粉厂的废硫酸，其中H2SO4含量为23.64％；
磷矿粉：来自某磷酸厂的磷矿粉，其中P2O5含量为29.72％，CaO含量为43.01％；
工艺步骤：
A、开工前，先将160克废硫酸和640克水混合成浓度为4.7％的废硫酸液加入到萃取反应槽中，用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气升温预热废硫酸至70℃，同步分别加入3500克废硫酸和1200克磷矿粉(折算成100％硫酸后即为865.224克，相当于硫酸∶磷矿粉＝0.72∶1的质量比)于萃取反应槽中，控制料浆液固比为2.16∶1，在反应物温度为70℃，液相SO3浓度为35克/升条件下，反应4.5小时，用真空抽滤机对反应料浆进行真空过滤分离得含磷滤液和含磷石膏的滤渣，在滤渣中加入1600克水，对滤渣进行洗涤，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后得磷石膏1720克，可作为土壤调理剂使用，或作它用，含磷滤液及洗涤液合并后得4000克稀磷酸，其中含P2O5 8.22％；
B、取A步骤所得稀磷酸2000克，加入碳酸钙中和至PH值为2.3后继续加入石灰乳中和至PH值5.4，将反应料浆用离心分离机进行离心过滤分离，得含磷滤液和滤渣，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后得肥料级磷酸氢钙561克，其中总P2O5为27.55％，有效P2O5为27.50％；
C、将B步骤中得到的含磷滤液加入石灰乳继续中和至PH值8.4后，用真空抽滤机过滤分离，得滤液和滤渣，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后，得29克肥料级磷酸氢钙，其中含总P2O5为31.32％，有效P2O5为30.64％，达标的滤液1564克回收利用。
实施例2
原料成分及步骤A同实施例1；
B、称取A步骤所得稀磷酸2000克，加入碳酸钙中和至PH值2.3，继续加入石灰乳中和至PH值2.9后，将反应料浆用离心分离机进行离心过滤分离，得含磷滤液和滤渣，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后，得肥料级磷酸氢钙293克，其中含总P2O5为23.73％，有效P2O5为23.67％；
C、将B步骤中得到的含磷滤液加入石灰乳中和至PH值5.4后，将反应料浆用离心分离机进行离心过滤分离，得含磷滤液和滤渣，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后，得肥料级磷酸氢钙253克，其中含总P2O5为32.41％，有效P2O5为32.32％；
D、将C步骤中得到的含磷滤液加入石灰乳继续中和至PH值8.6后，用真空抽滤机过滤分离，得滤液和滤渣，滤渣用硫酸法生产钛白粉工艺中锻烧所产生的尾气干燥后，得肥料级磷酸氢钙40克，其中含总P2O5为30.72％，有效P2O5为30.53％，达标滤液1705克回收后作为工艺用水回用。

Claims (8)

1、一种处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、将温度为60-80℃的废酸和磷矿粉，按折算成浓度为100％硫酸∶磷矿粉＝0.65～0.75∶1的质量比加入反应槽中，在液相SO3浓度为30~50克/升的条件下，反应4~6小时，分离过滤、洗涤反应料浆，得含磷的滤液和洗涤液，及含磷石膏的滤渣；
B、将A步骤所得含磷的滤液和洗涤液中和至pH值为5.4～6.0，得磷酸氢钙料浆，经分离过滤得含磷滤液，及磷酸氢钙滤渣，滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品；
或者
将A步骤所得含磷的滤液和洗涤液先中和至pH值2.5～3.0，分离过滤后得部分磷酸氢钙滤渣及含磷滤液，再将含磷滤液中和至pH值5.4～6.0，分离过滤后得另一部分磷酸氢钙滤渣及含磷滤液，两部分滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品；
C、将B步骤所得含磷滤液中和至pH值为8.0～11.0，经分离过滤得滤液，及磷酸氢钙滤渣，滤渣经常规干燥、粉碎后，得肥料级磷酸氢钙产品，滤液回收或外排。
2、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述A步骤的反应槽为常规萃取反应槽，使用前，预先在萃取反应槽中加入浓度为3～5％的废酸溶液至最终的料浆液固比为2～3∶1，以方便加入磷矿粉进行萃取反应，转入正常生产后，加入A步骤的含磷滤液和/或含磷洗涤液至最终的料浆液固比为2～3∶1。
3、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述A步骤的废酸即折算成浓度为100％硫酸后的废酸与磷矿粉的具体比值，视磷矿石的钙磷比值具体确定。
4、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述A步骤所得含磷石膏的滤渣经洗涤后排放至渣场堆存以作为土壤调理剂使用，或作它用。
5、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述B步骤、C步骤的中和是加入碳酸钙、石灰乳中的一种或二种，完成中和反应的。
6、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述B、C步骤的分离过滤采用常规离心机或真空抽滤机或板框压滤机进行分离过滤。
7、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述A步骤的加热热源以及B、C步骤的干燥热源均采用硫酸法生产钛白粉工艺中，锻烧所产生的尾气或锅炉尾气，以尽可能利用现有能源，降低能耗。
8、如权利要求1所述的处理废酸为磷酸氢钙肥料的方法，其特征在于所述A步骤的磷矿粉为普通磷矿粉或者中、低品位的磷矿粉，其P2O5含量为10～32％。
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