CN109437982A - 一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法 - Google Patents

一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法 Download PDF

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杨秀国
田维强
孙昌红
张伟
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C3/00—Fertilisers containing other salts of ammonia or ammonia itself, e.g. gas liquor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00—Fertilisers containing magnesium

Abstract

本发明属于化工技术领域，尤其是一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为8‑9，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应30‑60min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀30‑60min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料；既回收了磷矿脱镁废液中镁资源，同时也实现了硫酸尾气二氧化硫的回收再生产，提高尾气处理的经济效益，既避免了资源的浪费，也节约了生产成本。

Description

一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，尤其是一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法。
背景技术
磷、硫混酸浸提剂脱镁效果好，磷损失率低，经过脱镁工艺处理后的磷矿中氧化镁含量可以降低2％以下，从而达到酸法加工一类用矿标准，混酸脱镁工艺将产生大量含有镁、钙、铁、铝等金属阳离子及磷硫的酸性废液，成分复杂，若不经处理直接排放将对环境造成严重污染，阳离子会致使水体重金属污染，磷会造成水体富营养化，酸性污染会使水体PH值发生变化，抑制微生物生长，阻碍水体净化，造成土壤酸化；从国内外镁盐工业市场需求来看，镁盐需求量处于逐年上升的趋势，发展前景相当广阔，广泛应用于医药、橡胶、轮胎、油漆等行业；如果能自磷矿脱镁液中提取镁制备镁产品，不仅能避免环境污染，亦能降低弱酸脱镁生产成本，将是一条最为理想的综合利用途径。
目前，国内外关于磷矿脱镁尾矿中镁资源的综合利用研究较多，而对磷矿脱镁废液中的镁进行回收利用研究的报道较少，现有技术中主要采用离子交换发、萃取法、沉淀法处理等方法实现对脱镁废液的回收利用，其中离子交换法分离磷矿脱镁废液中的镁离子，虽镁脱除率较高，但树脂用量大，再生成本高；溶剂萃取法分离磷矿脱镁液中磷与镁的分离，但工艺流程长，萃取剂成本高及损失率高；化学沉淀法作为磷矿脱镁液回收镁离子最有效的方法，具有生产成本低、操作控制要求不高、工艺流程简单等特点，其中以氨法沉淀硫酸浸提酸解液制备氢氧化镁工艺最为成熟，但是该法并不适合于磷矿脱镁滤液的处理，因为废液中磷含量高，而生成氢氧化镁最佳PH值为11-12，生成磷酸氢镁最佳PH值为5.0-6.0，所以对于磷含量很高的脱镁液，镁离子更易以磷酸氢镁形式沉淀；因此，对于磷矿脱镁液的镁回收与综合利用问题仍需做进一步的研究。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法,包括以下步骤：将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为8-9，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应30-60min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀30-60min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料。
所述磷矿脱镁滤液的加入量为3-5m3/h。
所述循环洗涤的流量为350-450m3/h，温度为45-55℃，pH＝7-8。
所述硫酸尾气中的SO2含量由800-1000mg/Nm3降至50-80mg/Nm3。
所述液氨的加入量为110-130kg/h。
所述中和反应温度≤60℃，pH>10。
所述上清液返回至配料槽。
所述曝气反应的曝气量为120-200m3/h。
所述料浆pH值为6.5-9。
上述方案涉及的化学反应如下：
MgSO4+SO2+NH4·OH→MgSO3↓+(NH4)2SO4
MgSO3+O2→MgSO4
有益效果
①磷矿脱镁滤液通过氨化法调节PH值6.5-9，通过沉降分离，使的脱镁液中硫酸镁生产亚硫酸镁沉淀和硫酸铵溶液混合物。
②上层清液返回到磷矿脱镁滤液中，用于洗涤硫酸尾气，可以循环使用，尾气洗涤后再排放，洗涤液送到中和槽调节PH，循环生产亚硫酸镁和硫酸铵溶液混合物，全流程实现清洁生产，无“废气”、“废水”、“废渣”排放，是一种有效、节能、环保的生产工艺。
③利用脱镁滤液中的镁作为主要固化剂，使硫酸尾气生成亚硫酸镁固体，实现硫酸尾气的脱硫处理，并且该脱硫效率较氨水脱硫得以大幅提升。
④本发明硫酸尾气中中的SO2由800-100mg/Nm3降至50-80mg/Nm3，较装置采用氨水洗涤时的150-200mg/Nm3大幅降低。
⑤本技术既回收了磷矿脱镁废液中镁资源，同时也实现了硫酸尾气二氧化硫的回收再生产，以提高尾气处理的经济效益，既避免了资源的浪费，也节约了生产成本。
具体实施方式
下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法,包括以下步骤：将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为8，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应30min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀30min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料；所述磷矿脱镁滤液的加入量为3m3/h；所述循环洗涤的流量为350m3/h，温度为45℃，pH＝7；所述硫酸尾气中的SO2含量由800mg/Nm3降至50mg/Nm3；所述液氨的加入量为110kg/h；所述中和反应温度为40℃，pH为10.5；所述上清液返回至配料槽；所述曝气反应的曝气量为120m3/h；所述料浆pH值为6.5。
实施例2
一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法,包括以下步骤：将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为9，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应60min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀60min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料；所述磷矿脱镁滤液的加入量为5m3/h；所述循环洗涤的流量为450m3/h，温度为55℃，pH＝8；所述硫酸尾气中的SO2含量由1000mg/Nm3降至80mg/Nm3；所述液氨的加入量为130kg/h；所述中和反应温度为60℃，pH为11；所述上清液返回至配料槽；所述曝气反应的曝气量为200m3/h；所述料浆pH值为9。
实施例3
一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法,包括以下步骤：将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为8.4，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应45min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀45min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料；所述磷矿脱镁滤液的加入量为4m3/h；所述循环洗涤的流量为350-450m3/h，温度为50℃，pH＝7.5；所述硫酸尾气中的SO2含量由850mg/Nm3降至64mg/Nm3；所述液氨的加入量为120kg/h；所述中和反应温度为58℃，pH为10.7；所述上清液返回至配料槽；所述曝气反应的曝气量为160m3/h；所述料浆pH值为8.3。
试验例1
向配料槽中加入酸性脱镁滤液3m3/h，调整pH＝9，然后送入硫酸尾气循环洗涤塔中，循环洗涤流量为400m3/h、温度为53℃、pH＝7.6，尾气中的SO2由820mg/Nm3降至78mg/Nm3，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨110kg/h，调整pH＝10.2，温度55℃，中和后的料浆进行沉降浓密，沉降物进入曝气氧化槽，曝气量在120m3/h，然后进行过滤，滤液进行浓缩干燥，得含磷、硫、镁、氮的肥料(添加剂)产品520kg/h，产品养分见下表：
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> N Mg S
32.5％ 16.4％ 7.8％ 9.2％
试验例2
向配料槽中加入酸性脱镁滤液5m3/h，调整pH＝8，然后送入硫酸尾气循环洗涤塔中，循环洗涤流量为400m3/h、温度为48℃、pH＝7.1，尾气中的SO2由950mg/Nm3降至54mg/Nm3，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨130kg/h，调整pH＝10.6，温度59℃，中和后的料浆进行沉降浓密，渣浆进入曝气氧化槽，曝气量在200m3/h，然后进行过滤，滤液进行浓缩干燥，得含磷、硫、镁、氮的肥料(添加剂)产品780kg/h，产品养分见下表：
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> N Mg S
36.4％ 17.2％ 8.4％ 6.8％
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷矿脱镁滤液加入到配料槽，调整pH为8-9，再送到洗涤塔中,通入硫酸尾气进行循环洗涤，得到的洗涤液进入中和槽，通入液氨进行中和反应30-60min，得到的料浆送入沉淀槽沉淀30-60min，得上清液和沉降物，沉降物转入曝气氧化槽反应，反应结束后的产物固液分离，滤液经浓缩结晶后用于生产硫磷铵镁肥料。
2.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述磷矿脱镁滤液的加入量为3-5m3/h。
3.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述循环洗涤的流量为350-450m3/h，温度为45-55℃，pH＝7-8。
4.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述硫酸尾气中的SO2含量由800-1000mg/Nm3降至50-80mg/Nm3。
5.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述液氨的加入量为110-130kg/h。
6.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料的方法，其特征在于，所述中和反应温度≤60℃，pH>10。
7.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述上清液返回至配料槽。
8.如权利要求1所述磷矿脱镁废液制备水溶性硫磷铵镁肥料添加剂的方法，其特征在于，所述曝气反应的曝气量为120-200m3/h。
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