CN110562987A - 一种减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域,具体是一种减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法及设备。本发明将氟硅酸钠生产污水中加入含硅胶得氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液泵至湿法磷酸生产萃取槽,降低磷酸萃取硫酸消耗,同时实现氟资源在湿法磷酸萃取和浓缩过程再次逸出回收。将目前工艺中因污水中富含钠离子无法进入湿法磷酸萃取槽的问题彻底解决,同时实现降低硫酸、石灰单耗和氟资源循环回收。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体是一种减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法及设备。
背景技术
目前的氟硅酸钠生产工艺中,来自磷酸萃取和浓缩系统的氟硅酸经过两级以上沉降池或槽,自然沉降硅胶,上清液用于生产氟硅酸钠,底部富含硅胶的稠浆经工业水冲洗泵至污水站与其他含磷污水进行石灰中和后过滤,滤液作为二次工业水使用,滤渣(磷酸钙、氟化钙、硅胶)渣场装袋堆存。氟硅酸钠生产原料为氟硅酸和无水硫酸钠,采用无水硫酸钠过量的反应合成工艺。氟硅酸钠稠浆经两级以上浓密洗涤工序经离心分离干燥得氟硅酸钠成品。氟硅酸钠生产污水(其中硫酸浓度约含有4%-6%,钠离子浓度3000mg/L-10000mg/L)排入污水站,经石灰中和后过滤,滤液作为二次工业水使用,滤渣(磷酸钙、氟化钙、硅胶)渣场装袋堆存。
目前的氟硅酸钠生产工艺主要存在如下问题:
(1)氟硅酸自然沉降耗时,需配套系列槽罐或沉降池,同时硅胶稠浆夹渣大量氟硅酸,造成氟硅酸资源浪费和污水站石灰消耗增加,污水站滤渣因含硅胶导致物料粘稠,运输堆存困难。受连续化生产限制,氟硅酸自然沉淀时间有限,澄清液中仍然含有大量硅胶,进入氟硅酸钠生产系统造成污水量大幅增加,同时影响产品质量。
(2)目前氟硅酸钠生产工艺,氟硅酸和无水硫酸钠单耗高,污水产生量大。
(3)氟硅酸钠生产污水中含有大量钠离子、氟硅酸根和硫酸根,经污水站石灰中和处理后作为二次工业水使用,增加石灰消耗,造成氟资源和硫酸根得浪费,同时二次工业水中钠离子富集,易造成管网积垢。
因此,寻找一种能减少氟硅酸钠生产污水产生量并且充分对污水进行再利用的方法是当务之急。
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
一种减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,包括如下步骤:
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,将滤液配制成浓度为10%-15%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,进行氟硅酸钠生产,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,即得成品;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根)加入湿法磷酸生产萃取槽。
优选的,所述步骤(1),过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU。控制滤液氟硅酸中较少的硅胶夹带,可减少氟硅酸钠生产过程中洗涤水消耗和污水产生。同时,也有助于提高氟硅酸钠纯度。
优选的,所述步骤(2)的硫酸钠溶液,是饱和硫酸钠溶液。进一步优选的,所述饱和硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.23Kg/L-1.28Kg/L的饱和硫酸钠溶液。
优选的,所述步骤(2)的干燥,是干燥至成品含水量≤0.3%。
优选的,所述步骤(3)的滤液,其中钠离子含量小于50mg/L。钠离子会造成萃取槽和磷酸过滤机结垢,钠离子含量过高的污水无法进入湿法磷酸萃取槽。
优选的,所述板框压滤机,增设滤布NaOH溶液(85℃)浸泡和压缩空气曝气再生系统,以提高滤布使用效率。
优选的,所述步骤(2)的氟硅酸钠生产,具体步骤如下:将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度35-40℃,反应时间40-45分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水或碳酸钠溶液洗涤,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水8%-10%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤。
进一步优选的,所述碳酸钠溶液,是浓度为30%的碳酸钠溶液。
进一步优选的,所述结晶料浆流用水或碳酸钠溶液洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间。
优选的,所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
所述减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法所用的设备,包含氟硅酸储槽A、板框压滤机A、板框压滤机B、氟硅酸储槽B、氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机、污水混合槽、板框压滤机C、板框压滤机D、污水滤液槽,其中氟硅酸储槽A分别与板框压滤机A、板框压滤机B连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机A、B;板框压滤机A、板框压滤机B与氟硅酸储槽B连接,以使滤液能流向氟硅酸储槽B;氟硅酸储槽B与氟硅酸钠合成槽连接,以使氟硅酸能进入氟硅酸钠合成槽,并在其中与硫酸钠反应;氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机依次连接,以使氟硅酸产物充分生产并形成氟硅酸钠湿料;一次增稠槽、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机各自分别与污水混合槽连接,使氟硅酸钠生产污水进入污水混合槽;污水混合槽分别与板框压滤机C、板框压滤机D连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机C、D;板框压滤机C、板框压滤机D与污水滤液槽连接,以使滤液能流向污水滤液槽。
优选的,氟硅酸储槽A还与污水混合槽连接,以使氟硅酸储槽A中沉降产生的含氟硅酸的硅胶稠浆能进入污水混合槽进行反应。
优选的,氟硅酸储槽A通过氟硅酸泵A与板框压滤机A、板框压滤机B连接。
优选的,氟硅酸储槽B通过氟硅酸泵B与氟硅酸钠合成槽连接。
优选的,污水混合槽通过污水泵A与板框压滤机C、板框压滤机D连接。
优选的,污水滤液槽可以与磷酸萃取氟吸收系统、浓缩氟吸收系统、湿法磷酸萃取槽等连接,用污水滤液槽中的滤液对磷酸萃取氟吸收系统、浓缩氟吸收系统、湿法磷酸萃取槽进行补水。
优选的,污水滤液槽通过污水泵B与磷酸萃取氟吸收系统、浓缩氟吸收系统、湿法磷酸萃取槽等连接。
与现有技术相比,本发明创造的技术效果体现在:
(1)目前的氟硅酸钠生产工艺中氟硅酸自然沉降耗时,需配套系列槽罐或沉降池,同时硅胶稠浆夹渣大量氟硅酸,造成氟硅酸资源浪费和污水站石灰消耗增加,污水站滤渣因含硅胶导致物料粘稠,运输堆存困难。受连续化生产限制,氟硅酸自然沉淀时间有限,澄清液中仍然含有大量硅胶,进入氟硅酸钠生产系统造成污水量大幅增加,同时影响产品质量。本发明通过采用板框压滤机直接对来自磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,滤液作为氟硅酸钠生产原料,硅胶滤渣装袋渣场单独堆存。
(2)目前的氟硅酸钠生产工艺,氟硅酸和无水硫酸钠单耗高,污水产生量大。本发明将目前工艺中无水硫酸钠过量改为氟硅酸过量,组织氟硅酸钠生产,降低污水中钠离子含量。
(3)氟硅酸钠生产污水中含有大量钠离子、氟硅酸根和硫酸根,通常经污水站石灰中和处理后作为二次工业水使用,增加石灰消耗,造成氟资源和硫酸根得浪费,同时二次工业水中钠离子富集,易造成管网积垢。本发明将氟硅酸钠生产污水中加入含硅胶得氟硅酸(硅胶存在有助于滤饼生成),将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根)泵至湿法磷酸生产萃取槽,降低磷酸萃取硫酸消耗,同时实现氟资源在湿法磷酸萃取和浓缩过程再次逸出回收。该方法将目前工艺中因污水中富含钠离子无法进入湿法磷酸萃取槽的问题(钠离子会造成萃取槽和磷酸过滤机结垢)彻底解决,同时实现降低硫酸、石灰单耗和氟资源循环回收。
(4)本发明在板框压滤机中增设滤布NaOH溶液(85℃)浸泡和压缩空气曝气再生系统,提高滤布使用效率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图;
图2是本发明的设备结构图;
其中:1-氟硅酸储槽A;2-氟硅酸泵A;3-板框压滤机A;4-板框压滤机B;5-氟硅酸储槽B;6-氟硅酸泵B;7-氟硅酸钠合成槽;8-一次增稠槽;9-料浆中间槽A;10-二次增稠槽;11-料浆中间槽B;12-离心机;13-湿料螺旋机;14-污水混合槽;15-污水泵A;16-板框压滤机C;17-板框压滤机D;18-污水滤液槽;19-污水泵B。
具体实施方式
下面结合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。
组装本发明减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法所用的设备,包含氟硅酸储槽A、板框压滤机A、板框压滤机B、氟硅酸储槽B、氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机、污水混合槽、板框压滤机C、板框压滤机D、污水滤液槽,其中氟硅酸储槽A分别与板框压滤机A、板框压滤机B连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机A、B;板框压滤机A、板框压滤机B与氟硅酸储槽B连接,以使滤液能流向氟硅酸储槽B;氟硅酸储槽B与氟硅酸钠合成槽连接,以使氟硅酸能进入氟硅酸钠合成槽,并在其中与硫酸钠反应;氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机依次连接,以使氟硅酸产物充分生产并形成氟硅酸钠湿料;一次增稠槽、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机各自分别与污水混合槽连接,使氟硅酸钠生产污水进入污水混合槽;污水混合槽分别与板框压滤机C、板框压滤机D连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机C、D;板框压滤机C、板框压滤机D与污水滤液槽连接,以使滤液能流向污水滤液槽。
优选的,氟硅酸储槽A还与污水混合槽连接,以使氟硅酸储槽A中沉降产生的含氟硅酸的硅胶稠浆能进入污水混合槽进行反应。
氟硅酸储槽A通过氟硅酸泵A与板框压滤机A、板框压滤机B连接。
氟硅酸储槽B通过氟硅酸泵B与氟硅酸钠合成槽连接。
污水混合槽通过污水泵A与板框压滤机C、板框压滤机D连接。
污水滤液槽通过污水泵B与磷酸萃取氟吸收系统、浓缩氟吸收系统、湿法磷酸萃取槽连接。
实施例1
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU,将滤液配制成浓度为12.5%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度37.5℃,反应时间42.5分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水9%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,干燥至成品含水量≤0.3%,即得成品,所述硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.25Kg/L的饱和硫酸钠溶液;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根,其中钠离子含量小于50mg/L)加入湿法磷酸生产萃取槽。
所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
实施例2
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU,将滤液配制成浓度为10%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度35℃,反应时间45分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水10%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,干燥至成品含水量≤0.3%,即得成品,所述硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.23Kg/L的饱和硫酸钠溶液;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根,其中钠离子含量小于50mg/L)加入湿法磷酸生产萃取槽。
所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
实施例3
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU,将滤液配制成浓度为15%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度40℃,反应时间40分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水8%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,干燥至成品含水量≤0.3%,即得成品,所述硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.28Kg/L的饱和硫酸钠溶液;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根,其中钠离子含量小于50mg/L)加入湿法磷酸生产萃取槽。
所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
实施例4
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU,将滤液配制成浓度为12.5%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度37.5℃,反应时间42.5分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用浓度为30%的碳酸钠溶液洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水9%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,干燥至成品含水量≤0.3%,即得成品,所述硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.25Kg/L的饱和硫酸钠溶液;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根,其中钠离子含量小于50mg/L)加入湿法磷酸生产萃取槽。
所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
实施例5
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU,将滤液配制成浓度为12.5%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度37.5℃,反应时间42.5分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水9%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,干燥至成品含水量≤0.3%,即得成品,所述硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.25Kg/L的饱和硫酸钠溶液;
(3)向氟硅酸钠生产污水(其中含4%-5%的稀硫酸)中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液(富含氟硅酸根和硫酸根,其中钠离子含量小于50mg/L)加入湿法磷酸生产萃取槽。
所述板框压滤机,增设滤布NaOH溶液(85℃)浸泡和压缩空气曝气再生系统,以提高滤布使用效率。
所述步骤(4)的含硅胶的氟硅酸,是氟硅酸沉降槽、罐中的含硅胶稠浆。
对比例1
按照专利申请CN201710007544.4的实施例1进行
对比例2
按照传统氟硅酸钠生产工艺及污水处理工艺进行
传统氟硅酸钠生产工艺具体如下:
袋装硫酸钠(含量≥99%)用车运至装置内原料库,用小推车送至提升机旁,人工拆包后用提升机把硫酸钠加入溶盐池,通入蒸汽进行溶解,配制成浓度为28.5%的饱和Na2SO4溶液,配制后Na2SO4溶液温度为40℃左右,硫酸钠溶液的比重为1.25Kg/L.待溶液澄清后溢流到盐水贮槽。
氟硅酸由磷酸装置经外管送入氟硅酸贮槽,配制成浓度为9%溶液,然后用氟硅酸泵将氟硅酸打入氟硅酸高位槽。
盐水高位槽和氟硅酸高位槽的盐水和氟硅酸可回流到盐水贮槽和氟硅酸贮槽。
向合成槽加入浓度为12.5%的经计量的氟硅酸,同时加入浓度为28.5%的经计量的硫酸钠溶液。当合成槽的液位超过搅拌桨以后,启动搅拌桨,在搅拌条件下进行合成反应,控制好合成槽的反应温度在38℃左右,反应时间为42.5分钟,反应料浆进入第一增稠器进行沉降,沉降分离后,母液溢流至母液槽,再用稠浆泵将母液槽内的母液打到第一增稠槽进行循环洗涤,结晶料浆流至洗涤槽,用已经配制好的碳酸钠溶液(往碳酸钠溶解槽中加入85%的碳酸钠,将其配制成浓度为30%的碳酸钠溶液,然后用碱液泵将碳酸钠溶液打到碱液澄清槽,待产生溢流以后,开启往洗涤槽的阀门,对料浆进行洗涤,洗涤温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间,洗涤前后料浆含水率≤50%,半成品含水率≤20%),在洗涤槽内进行洗涤,经碳酸钠溶液和水洗涤后的料浆进入第二增稠槽,待液位超过的搅拌桨时,启动搅拌桨进行搅拌,上部洗液经溢流管进入洗液槽(洗液槽内的洗涤液通过泵打到进行循环洗涤)沉降后的料浆进入料浆缓冲槽,为均匀进入离心机作准备,上部的洗液经溢流管进入洗液槽用作循环洗涤。同时料浆经缓冲槽流至卧式刮刀卸料离心机进行脱水、分离,分离后的滤液流入洗液槽中,用作循环洗涤,此时经离心机分离后含水9%的湿氟硅酸滤饼进入湿料贮斗、B,再进入湿料螺旋加料机准备进入干燥工序。洗液槽、母液槽上部含硅胶的液体溢流至收集槽中,再用污水泵送到污水池,洗液槽中的洗液用回水泵抽到洗涤塔和进行洗涤和溶解。
系统产生的污水(含4%--5%的稀硫酸)经泵输送到污水站集中处理。
启动鼓风机,再启动电炉对气流干燥管进行预热,电炉温度必须达到250℃-300℃,将含水8%的氟硅酸滤饼吹入气流干燥管进行干燥。
从气流干燥管出来的氟硅酸钠半成品分别进入一级旋风分离器,二级旋风分离器,分离后的部份氟硅酸钠由星型下料器送入气流冷却管进行冷却,再经干燥脉冲袋式除尘器进行收尘,送入成品贮斗中,同时干燥尾气风机抽到洗涤塔中进行洗涤,尾气温度在50℃-80℃左右。
干燥后的氟硅酸钠产品经冷却旋风分离器分离后由星型下料器送入成品贮斗中,尾气经冷却脉冲袋式除尘器进行收尘,再通过冷却风机抽到洗涤塔中去进行洗涤,尾气温度在40℃-50℃左右。
进入成品贮斗的氟硅酸钠经包装后,送入成品库,成品含水量≤0.3%。
干燥尾气与冷却尾气经洗涤塔洗涤后达标从烟囱中排空,洗涤水经洗涤泵输送到污水站处理。
脉冲袋式除尘器收尘下的粉状氟硅酸钠含量为97%-98.5%,送入成品贮斗与成品一起包装。
传统氟硅酸钠污水处理工艺:
氟硅酸钠生产污水和来自生产区来的污水通过管道自流进入调节池,利用搅拌器均质均量并防止水中悬浮物在池中沉降。较稳定的污水经提升泵依次送入中和池、熟化反应池,加入石灰乳液在搅拌器的作用下进行化学反应。石灰乳液的投加通过手动调节阀门来实现。经过每级中和反应的污水自熟化池流入混合池,与絮凝剂快速混合,絮凝剂的投加量在4~8mg/l,配制浓度为0.1~0.2%,污水在每池中停留5分钟。污水自混合池进入沉淀池进行固液分离,将前面化学反应所生成的难溶电解质在絮凝剂的的作用下形成大的絮凝体,依靠重力快速均匀的沉入池底。从而使污染物从污水中分离出来,使污水得到净化。沉淀池采用辐流式,污水在池中心进水,池周边出水。沉入池底的污泥在刮泥机的作用下集中至池底污泥坑,通过污泥泵的间断运行,将稀污泥打至污泥浓缩池。经过净化后的污水由沉淀池进入中间水池,通过中间水泵打入机械过滤器进行陶粒滤料过滤,过滤后的水进入回用水池达标排放或通过回用水泵,将水打至工业水二级泵站回用。
稀污泥在污泥浓缩池通过重力沉降,上层清液自流返回二级混合池进行处理,池底浓污泥用泵间断运行打至过滤机。
主要操作指标:
一级处理pH值:5~7;二级处理pH值:7~9;三级处理pH值:9~10
污水停留时间;中和池、熟化池:30分钟;混合池:5分钟;聚丙烯酰胺浓度:0.1~0.2%;处理后污水水质标准:pH值:6~10,总磷:<1mg/l,悬浮物:<70mg/l,总铁:<1mg/l,砷:<0.5mg/l,氟:8~10mg/l
将各实施例和对比例进行对比,所得结果如下:
由上可知,本发明的方法降低了硫酸消耗,虽然表面上没有降低氟硅酸的消耗,但是本发明同时实现氟资源在湿法磷酸萃取和浓缩过程再次逸出回收,从另一角度减少了。本发明将目前工艺中因污水中富含钠离子无法进入湿法磷酸萃取槽的问题彻底解决,同时实现降低硫酸、石灰单耗和氟资源循环回收。
最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明的技术方案并不限于上述实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)采用板框压滤机直接对来自湿法磷酸生产的磷酸氟吸收系统的氟硅酸或氟硅酸沉降槽、罐含硅胶稠浆进行过滤,将滤液配制成浓度为10%-15%的氟硅酸溶液,用于氟硅酸钠生产;
(2)将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,进行氟硅酸钠生产,得到湿氟硅酸钠滤饼及氟硅酸钠生产污水,将湿氟硅酸钠滤饼进行干燥,即得成品;
(3)向氟硅酸钠生产污水中加入含硅胶的氟硅酸,将其中钠离子再次沉淀,通过板框压滤机过滤,滤渣装袋渣场单独堆存,滤液加入湿法磷酸生产萃取槽。
2.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述步骤(1),过滤后的滤液氟硅酸中硅胶含量以浊度计,小于5NTU。
3.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述步骤(2)的硫酸钠溶液,是饱和硫酸钠溶液。
4.根据权利要求3所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述饱和硫酸钠溶液,是浓度为28.5%,温度40℃,溶液比重为1.23Kg/L-1.28Kg/L的饱和硫酸钠溶液。
5.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述步骤(2)的干燥,是干燥至成品含水量≤0.3%。
6.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述步骤(3)的滤液,其中钠离子含量小于50mg/L。
7.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述板框压滤机,增设滤布NaOH溶液(85℃)浸泡和压缩空气曝气再生系统。
8.根据权利要求1所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述步骤(2)的氟硅酸钠生产,具体步骤如下:将配置好的氟硅酸溶液与硫酸钠溶液混合,保持氟硅酸过量,在搅拌条件下进行合成反应,反应温度35-40℃,反应时间40-45分钟,反应完成后对反应料浆进行沉降,沉降分离后,母液进行循环洗涤,结晶料浆流用水或碳酸钠溶液洗涤,洗涤后的料浆进行搅拌,上部洗液用作循环洗涤,沉降后的料浆进行脱水、分离,分离后的滤液用作循环洗涤,分离后含水8%-10%的湿氟硅酸钠滤饼收集,将母液、洗液、滤液上部含硅胶的污水收集,其余液体回收用于洗涤。
9.根据权利要求8所述的减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法,其特征在于,所述结晶料浆流用水或碳酸钠溶液洗涤,洗涤过程中温度≤35℃,PH值在5.5-6.0之间。
10.权利要求1-9所述减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法所用的设备,其特征在于,所述减少氟硅酸钠生产污水产生量和污水再利用的方法所用的设备,包含氟硅酸储槽A、板框压滤机A、板框压滤机B、氟硅酸储槽B、氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机、污水混合槽、板框压滤机C、板框压滤机D、污水滤液槽,其中氟硅酸储槽A分别与板框压滤机A、板框压滤机B连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机A、B;板框压滤机A、板框压滤机B与氟硅酸储槽B连接,以使滤液能流向氟硅酸储槽B;氟硅酸储槽B与氟硅酸钠合成槽连接,以使氟硅酸能进入氟硅酸钠合成槽,并在其中与硫酸钠反应;氟硅酸钠合成槽、一次增稠槽、料浆中间槽A、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机、湿料螺旋机依次连接,以使氟硅酸产物充分生产并形成氟硅酸钠湿料;一次增稠槽、二次增稠槽、料浆中间槽B、离心机各自分别与污水混合槽连接,使氟硅酸钠生产污水进入污水混合槽;污水混合槽分别与板框压滤机C、板框压滤机D连接,以使氟硅酸能进入板框压滤机C、D;板框压滤机C、板框压滤机D与污水滤液槽连接,以使滤液能流向污水滤液槽。
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