CN111732209B - 一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法和装置，属于磷酸生产技术领域。方法包括：磷石膏回水由其内分散填装有晶种的池体进行除垢处理，停留10‑50分钟后由回水输送管道输出；所述晶种的大小为1‑10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体，所述晶种生长至影响磷石膏回水输送前取出并粉碎至1‑10cm得到再生晶体。该装置设于回水输送管道的输入端，其包括上敞口的池体及池体内分散填装的大量晶种；晶种的大小为1‑10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体；再生晶体由晶种生长后粉碎至1‑10cm得到。采用简单的工艺即可将回水输送管道的清理周期由7天左右延长至30天左右，省时省力，节约成本。
Description
技术领域
本发明属于磷酸生产技术领域，特别涉及一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法和装置。
背景技术
磷石膏是在湿法磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。磷石膏的杂质分两大类：不溶性杂质：如石英、未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐等。可溶性杂质：如水溶性P2O5，溶解度较低的氟化物和硫酸盐等。制取1吨磷酸（以100%P2O5计）产生4-5吨磷石膏，固废压力非常巨大。
如附图1所述，为湿法磷酸的生产过程。目前国内大型生产厂家的磷石膏一般采用湿排湿堆的方法堆放。真空盘式过滤机采用湿法排渣，先用水对磷石膏进行调浆，制成含水70-80% 的磷石膏渣液，然后根据输送距离的远近采用一级或多级泵送到磷石膏尾矿库或磷石膏坝，自然沉降后的清液，一般通过建库或建坝时，预埋在底部的泄水隧道或坝上的溢流槽和回水输送管道回流到磷酸生产系统重复使用，如用于磷矿浆的球磨、磷矿浆的脱镁和过滤机的洗水等。该方法有废水和磷酸回收利用率高、环保节能、操作方便、运行费用低等各方面的优势。
但是，申请人发现由磷石膏回水处理系统（如贮库或磷石膏坝，可送至一个磷石膏回水储槽中进行收集与中转，也可直接输出）至磷酸生产系统的回水输送管道容易结垢，导致管道堵塞，需要每5-10天清理一次管道，清理难度大，费时费力。
发明内容
本发明实施例提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法和装置,申请人对管道的结垢物进行了分析，其成分非常复杂，含有包括但不限于不溶磷、硅盐、氟化物、硫酸盐（如硫酸钙）和镁、铝、铁等盐。申请人发现磷石膏回水中的氟硅酸盐的溶解度随温度变化较大，日夜温差，尤其是下半年突然降温，会使氟硅酸盐结晶，尤其当管壁有结晶体时，结晶更快；同时，硅酸盐的结晶会促进其他物质在管道上结垢；如此形成恶性循环，导致管道很快堵塞。另外，磷酸生产时通常副产氟硅酸盐（晶种来源方便），晶种对磷酸生产基本无影响，且多余的晶种（生长后）便于利用。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法，该方法包括：磷石膏回水由其内分散填装有晶种5的池体1进行除垢处理，停留10-50分钟后由回水输送管道输出；所述晶种5的大小为1-10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体，所述晶种5生长至影响磷石膏回水输送前取出并粉碎至1-10cm得到再生晶体。
其中，本发明实施例中的氟硅酸盐晶体为氟硅酸钠晶体或氟硅酸钾晶体。
其中，在本发明实施例中，初始进行除垢处理时，晶种5为氟硅酸盐晶体；后续处理时，晶种5为再生晶体。
其中，在本发明实施例中，晶种5在进行除垢处理25-40天后，取出和粉碎后得到再生晶体。
另一方面，本发明实施例还提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的装置，该装置设于回水输送管道的输入端，其包括上敞口的池体1及池体1内分散填装的晶种5；所述晶种5的大小为1-10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体；所述再生晶体由晶种5生长后粉碎至1-10cm得到，所述氟硅酸盐晶体为氟硅酸钠晶体或氟硅酸钾晶体。
具体地，如果磷石膏回水处理系统包括磷石膏坝；所述池体1上设有浮体其其漂浮在磷石膏坝内的液面上，其下部的进液口浸没在磷石膏回水3中，其上部的出液口通过软管与回水输送管道连接；所述晶种5浸没在磷石膏回水3中。
具体地，在本专利的另一实施方式中，如果磷石膏回水处理系统包括磷石膏坝；所述磷石膏坝上设有溢流槽，所述回水输送管道与溢流槽连接，所述溢流槽的底部与侧壁铺设内侧光滑的薄膜形成池体1，所述晶种5浸没在磷石膏回水3中。
优选地，本发明中的磷石膏坝的岸边设有晶种卸料码头，所述晶种5位于篮筐中，所述卸料码头上设有能吊装篮筐的吊装结构，多个篮筐层叠在池体1中。
进一步地，在本专利的又一实施方式中，池体1一侧的下部设有进液口6，其另一侧的上部设有出液口7并与回水输送管道连接；所述晶种5浸没在磷石膏回水3中，所述池体1与磷石膏回水储槽4并排设置且通过下部的进液口6导通，所述出液口7较磷石膏回水储槽4的液面低且位于顶层的晶种5的上方。
进一步地，本发明实施例中的池体1内设有用于填装晶种5的支架2，所述支架2包括上下间隔设置的多层网板或孔板，所述晶种5均匀平铺在网板或孔板上且间隔设置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法和装置，采用简单的工艺即可将回水输送管道的清理周期由7天左右延长至30天左右，省时省力，节约成本；同时也不会影响石膏回水的利用，从填装有晶种的池体流过即具有明显的效果。另外，本专利提供了多种简单、方便的实现方式，成本低，易于改造。
附图说明
图1是现有的磷石膏回水处理原理图；
图2是本发明的磷石膏回水处理原理图；
图3是本发明实施例中的能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的装置的结构示意图。
图中：1池体、2支架、3磷石膏回水、4磷石膏回水储槽、5晶种、6进液口、7出液口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
参见图2-3，本发明实施例提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的装置，该装置设于回水输送管道的输入端（靠近磷石膏回水处理系统的一端或直接位于磷石膏回水处理系统中），其包括上敞口的池体1及池体1内分散填装的大量晶种5（最好均匀分布）。晶种5的大小为1-10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体。再生晶体由晶种5生长后粉碎至1-10cm得到，氟硅酸盐晶体为氟硅酸钠晶体或氟硅酸钾晶体等。
其中，本发明实施例中的池体1具体可以为敞口的池体或沟渠或船体等，以方便清理和填装晶种为宜，其大小根据磷石膏回水的流速和停留时间等进行设计。
具体地，如果磷石膏回水处理系统包括磷石膏坝；池体1上设有浮体（形成类似船结构）且其漂浮在磷石膏坝内的液面上，其下部的进液口浸没在磷石膏回水3中，其上部的出液口（也浸没在磷石膏回水3中，最好远离进液口以保证停留时间，最好能避免晶种5进入）通过软管与回水输送管道（输入端）连接。晶种5浸没在磷石膏回水3中。池体1能自动升降和在水面上自由移动，自动升降使磷石膏回水可自流经过晶种5，不需要输送泵和能源成本（磷石膏坝较高）。自由移动可使装置移动到便于装晶种与卸结晶体的码头，进一步节省操作成本。
具体地，在本专利的另一实施方式中，如果磷石膏回水处理系统包括磷石膏坝；磷石膏坝上（上部，用于输出磷石膏回水）设有溢流槽（通常为露天的沟渠），回水输送管道（输入端）与溢流槽连接用于输出磷石膏回水，溢流槽的底部与侧壁铺设内侧光滑的薄膜形成池体1，晶种5浸没在磷石膏回水3中。光滑薄膜可以为普通塑料薄膜，也可以为防渗透膜，但要求其内侧光滑以防止结晶。前述结构利用现有的结构实现防结垢处理，节约了成本。
优选地，本发明中的磷石膏坝的岸边（如果采用溢流槽作为池体1，则靠近溢流槽设置，以便于对溢流槽中的篮筐进行转运）设有晶种卸料码头，晶种5位于篮筐中（网状结构，其内空间的1/10-9/10填装晶种5，具体可以为矩形篮），卸料码头上设有能吊装篮筐的吊装结构（如塔吊、电葫芦或龙门吊灯等），多个篮筐层叠在池体1中。篮筐的设计易于操作。
进一步地，在本专利的又一实施方式中，池体1一侧的下部设有进液口6，其另一侧的上部设有出液口7并与回水输送管道（输入端）连接。晶种5浸没在磷石膏回水3中，池体1与磷石膏回水储槽4并排设置且通过下部的进液口6导通，出液口7较磷石膏回水储槽4的液面低（溢流至回水输送管道）且位于顶层的晶种5的上方以避免晶种5进入回水输送管道。当然，在本专利中，磷石膏回水储槽4也可直接作为池体1用于对磷石膏回水进行处理。
其中，参见图3，本发明实施例中的支架2包括上下间隔设置的多层网板或孔板，晶种5均匀平铺在网板或孔板（可水平设置）上且间隔设置（间距最好大于5cm）。为了清理和填装晶种5，支架2可以整体从池体1中移除，或者各层网板或孔板可拆卸地固定（可参见常见的可拆卸置物架的结构）。另外，为了使磷石膏回水与绝大多数晶种5接触，可以设置导流板使磷石膏回水在多层网板或孔板之间蛇形流动，如在池体1的两侧上下交错设置导流板。当然，在这里也可采用篮筐来填装晶种5。
实施例2
实施例2提供了一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的方法，采用实施例1提供的装置，该方法包括：磷石膏回水由其内分散填装有晶种5的池体1进行除垢处理，停留10-50分钟后由回水输送管道输出。晶种5的大小为1-10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体，晶种生长至影响磷石膏回水输送前（如晶体生长至堵塞50-70%流道时）取出并粉碎至1-10cm得到再生晶体。
其中，本发明实施例中的氟硅酸盐晶体为氟硅酸钠晶体或氟硅酸钾晶体等。
其中，在本发明实施例中，初始进行除垢处理时，晶种5为氟硅酸盐晶体；后续处理时，晶种5为再生晶体（经检测，其主要成分为氟硅酸盐，还含有其他成分；随着再生次数的增加并不会影响其防结垢能力）。
其中，在本发明实施例中，晶种5在进行除垢处理25-40天后，取出和粉碎后得到再生晶体。
在本发明中，磷石膏回水在实施例1提供的装置中短暂停留，就能使部分氟硅酸盐和少量其他物质沉降下来，降低后续的结垢风险；在回水输送管道中，剩余的氟硅酸盐不易在管道内壁结垢，进而降低了其他物质在管道内壁结垢。申请人对17年（未使用本专利的方法）时回水输送管道的清理次数及时间进行统计，平均7.5天清理一次，最长清理周期14天，最短4天。对18-19年（采用本专利的方法）时回水输送管道的清理次数及时间进行统计，平均33.2天清理一次，最长清理周期40天，最短25天。能节约大量人工和成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的装置，回水输送管道的输出端与磷酸生产系统连接；其特征在于，该装置设于回水输送管道的输入端，其包括上敞口的池体(1)及池体(1)内分散填装的晶种(5)；所述晶种(5)的大小为1-10cm，其为氟硅酸盐晶体和/或再生晶体；所述再生晶体由晶种(5)生长后粉碎至1-10cm得到，所述氟硅酸盐晶体为氟硅酸钠晶体或氟硅酸钾晶体，磷石膏回水停留10-50分钟后由回水输送管道输出；
磷石膏回水处理系统包括磷石膏坝；所述池体(1)上设有浮体且其漂浮在磷石膏坝内的液面上，其下部的进液口浸没在磷石膏回水(3)中，其上部的出液口通过软管与回水输送管道连接；所述晶种(5)浸没在磷石膏回水(3)中；所述磷石膏坝的岸边设有晶种卸料码头，所述晶种(5)位于篮筐中，所述卸料码头上设有能吊装篮筐的吊装结构，多个篮筐层叠在池体(1)中；
晶种(5)在进行除垢处理25-40天后，取出和粉碎后得到再生晶体。
2.根据权利要求1所述的能有效降低磷石膏回水输送管道结垢的装置，其特征在于，初始进行除垢处理时，晶种(5)为氟硅酸盐晶体；后续处理时，晶种(5)为再生晶体。
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- 2020-07-23 CN CN202010715307.5A patent/CN111732209B/zh active Active
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