CN103303884A - 一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法 - Google Patents

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刘旭
张仁忠
解田
龙庆兰
杨俊�
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Abstract

本发明公开了一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，包括如下步骤：将磷石膏渣场池水与磷精矿按质量比1.5～5：1加入至反应槽中进行脱镁反应；脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳进行磷沉淀反应；对沉淀反应结束后的料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物，用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。本发明具有工艺简单、反应易操作、脱除磷精矿中氧化镁、回收磷资源和经济性好的特点，为含镁磷精矿的处理提供一条行之有效的途径。

Description

一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法
技术领域
本发明涉及废水处理，具体是一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法。
背景技术
磷矿中镁铝铁等杂质特别是镁的存在对磷矿的湿法加工会带来一系列极为不利的影响。对于脱除磷矿中包括镁在内的杂质，目前国内外主要采用擦洗、正反浮选和重介质选取等物理方法来使磷矿和杂质分离，从而达到富集磷矿并且除杂的目的。然而仅采用物理选矿的方法，很难将MgO含量降到1%以下，而且磷损失较大。
化学脱镁主要利用“弱酸脱镁”的原理。磷矿中的镁基本是以白云石（CaMg(CO3)2）的形式存在，利用在弱酸介质如稀硫酸中CaMg(CO3)2的反应活性远大于氟磷酸钙的特性，使H+ 通过磷矿颗粒微细孔隙渗透至白云石微粒表面参加反应，以达到分解CaMg(CO3)2、脱除Mg的目的，从而降低磷矿中的镁含量。但是化学脱镁具有造成磷损失、脱镁滤液难处理的缺点。
在专利CN100392124C中提到利用复合脱镁剂脱除高镁磷矿中氧化镁，但会造成磷损失约0.5～2.6%。四川化工杂志2005年第5期《磷矿净化脱镁的研究》介绍了稀硫酸脱除磷矿中氧化镁的方法，但会造成磷损失约2～3%。磷损失是化学脱镁中普遍存在的现象。
磷石膏渣场池水为由磷石膏湿法排渣在磷石膏渣场形成的池水，池水具有弱酸性且含有少量磷，目前该池水需经污水处理装置处理后方能排放。经检索，迄今为止尚无利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷方面的专利申请，也没有相关的报道。
发明内容
    本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，该方法具有工艺简单、反应易操作、脱除磷精矿中氧化镁、回收磷资源和经济性好的特点。
    为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，包括以下步骤：
    （1）将磷石膏渣场池水与磷精矿按质量比1.5～5：1加入至反应槽中进行脱镁反应，在15～48℃下搅拌反应0.5～3h，反应中适当补充硫酸调整反应pH至1.2～2.8；
    （2）脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳进行磷沉淀反应，在15～50℃下搅拌反应0.5～2h，控制反应终点pH至4.5～5.5；
    （3）对沉淀反应结束后的料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物，用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。
上述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其中所述的磷石膏渣场池水为由磷石膏湿法排渣在磷石膏渣场形成的池水，池水pH值为0.8～2.5，池水中磷的质量百分含量为0.6%～2.6%。
上述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其中所述的磷精矿为90%以上能通过60目筛的磷精矿粉。
    上述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其中所述的硫酸的加入量为磷精矿质量的0～3%。
    本发明利用磷石膏渣场池水的弱酸性处理磷精矿，脱除磷精矿中的氧化镁杂质；然后通过磷沉淀反应回收脱镁反应后液相中的磷资源，最后进行固液分离；杂质镁通过分离的液相排出，液相送废水处理装置一般加石灰进行处理，而分离的固相则为脱镁磷精矿和磷沉淀渣，固相用于湿法磷酸的制取。在脱镁反应中可以不加入硫酸，如果磷精矿脱镁反应活性差时可加入少量硫酸调节反应酸性，促使提高磷精矿脱镁效果，但硫酸加入量一般不超过磷精矿质量的3%。
一般针对磷矿的化学脱镁会造成磷矿中磷的损失，本发明通过在脱镁反应后在料浆中加入石灰乳将液相中的磷资源以磷沉淀渣的形式沉淀出来混合进入固相磷精矿中，从而将磷精矿在脱镁反应时溶入液相的磷以及池水中原有的磷以磷沉淀渣的形式回收回来，不仅不会造成磷损失，还回收了池水中的磷资源，具有很好的经济性。由于在磷沉淀反应时控制合适的反应pH值，脱镁反应时进入液相的镁主要仍留在液相并不会以沉淀渣的形式进入固相，并不影响磷精矿脱镁的效果。从上述分析可以看出本发明具有工艺简单、反应易操作、脱除磷精矿中氧化镁、回收磷资源和经济性好的特点。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本发明内容，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。
实施例1
在反应槽中加入1000kg磷石膏渣场池水（pH值为1.4，P质量百分含量为1.8%）和400kg磷精矿（磷精矿为90%能通过60目筛的矿粉，MgO质量百分含量为1.45%，P2O5质量百分含量为32.5%），在40℃下搅拌反应1.5h，反应中补充硫酸4kg调整反应pH至2.0，脱除磷精矿中的镁。脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳（含氧化钙37kg）进行磷沉淀反应，在35℃下搅拌反应1.5h，反应终点pH值为5.0。沉淀反应结束后，料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物（以干基计为515kg，P2O5质量百分含量为32.1%，MgO质量百分含量为0.45%），固相用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。
实施例2
在反应槽中加入1000kg磷石膏渣场池水（pH值为2.5，P质量百分含量为0.6%）和200kg磷精矿（磷精矿为92%能通过60目筛的矿粉，MgO质量百分含量为1.23%，P2O5质量百分含量为32.2%），在15℃下搅拌反应3h，反应中补充硫酸6kg调整反应pH至2.8，脱除磷精矿中的镁。脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳（含氧化钙14kg）进行磷沉淀反应，在15℃下搅拌反应2h，反应终点pH值为5.5。沉淀反应结束后，料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物（以干基计为236kg，P2O5质量百分含量为32.3%，MgO质量百分含量为0.38%），固相用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。
实施例3
在反应槽中加入1000kg磷石膏渣场池水（pH值为0.8，P质量百分含量为2.6%）和667kg磷精矿（磷精矿为94%能通过60目筛的矿粉，MgO质量百分含量为1.81%，P2O5质量百分含量为30.7%），在48℃下搅拌反应0.5h，反应中补充硫酸0kg调整反应pH至1.2，脱除磷精矿中的镁。脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳（含氧化钙51kg）进行磷沉淀反应，在50℃下搅拌反应0.5h，反应终点pH值为4.5。沉淀反应结束后，料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物（以干基计为813kg，P2O5质量百分含量为30.2%，MgO质量百分含量为0.67%），固相用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。
实施例4
将实施例1中得到的固相物即磷精矿和磷沉淀渣的混合物（以干基计为515kg），在80℃下与98%浓硫酸427kg、P2O5质量百分含量为18%的稀磷酸（返酸）1680kg进行湿法磷酸萃取反应3.5小时，过滤石膏后得到P2O5质量百分含量为28%的磷酸1005kg，洗涤石膏后得到P2O5质量百分含量为14.5%的稀磷酸1250kg。
实施例5
将实施例1中固液分离的液相送到废水处理装置，加入石灰乳（含氧化钙7kg）中和至pH值8.5，固液分离，液相加入硫酸调节pH值至中性后作为中水回用于生产，固相渣送往渣场堆存。

Claims (4)

1.一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其特征在于它包括以下步骤：
       （1）将磷石膏渣场池水与磷精矿按质量比1.5～5：1加入至反应槽中进行脱镁反应，在15～48℃下搅拌反应0.5～3h，反应中适当补充硫酸调整反应pH至1.2～2.8；
       （2）脱镁反应后，在反应料浆中加入石灰乳进行磷沉淀反应，在15～50℃下搅拌反应0.5～2h，控制反应终点pH至4.5～5.5；
       （3）对沉淀反应结束后的料浆进行固液分离，分离所得固相为磷精矿和磷沉淀渣的混合物，用于湿法磷酸的制取，分离所得液相送废水处理装置处理。
2.根据权利要求1所述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其特征在于所述的磷石膏渣场池水为由磷石膏湿法排渣在磷石膏渣场形成的池水，池水pH值为0.8～2.5，池水中磷的质量百分含量为0.6%～2.6%。
3.根据权利要求1所述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其特征在于所述的磷精矿为90%以上能通过60目筛的磷精矿粉。
4.根据权利要求1所述一种利用磷石膏渣场池水处理磷精矿并回收磷的方法，其特征在于所述硫酸的加入量为磷精矿质量的0～3%。
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