CN113816403A - 一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，包括以下步骤：S1、将磷石膏回用废水结垢中加入强碱溶液，溶解过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液；S4、二价离子溶液中加入硫酸调节pH值至1～2，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；S6、将饱和硫酸钠溶液在‑10℃～‑5℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
Description
技术领域
本发明涉及磷石膏生产领域，尤其涉及一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法。
背景技术
湿法制取磷酸是指用硫酸、盐酸、硝酸等酸溶解磷矿石。溶解后的废弃矿渣以及废水排放至尾矿库进行堆放沉降，堆放沉降后的废水再进行回用。废水回用的过程中使得废水中存的SiF6 2-、K+、Na+等离子不断富集，且从生产车间排放至尾矿库的废水温度较高，最终导致废水中氟硅酸盐过饱和，回用时输送管道温度降低，且水流扰动剧烈，致使废水中的氟硅酸盐在输送管道内析出结垢，造成输送管道阻塞，影响企业生产。湖北某磷化工企业磷石膏回用废水达到20000m3/天，每吨废水产生结垢20～30kg，该结垢经化验分析，氟硅酸钾占干基结垢的90％以上，具有较多的矿物质资源。
目前国内外对磷石膏回用废水产生的结垢均是将结垢与磷石膏尾矿废渣一起在磷石膏尾矿库沉降，这样造成了极大地资源浪费，因此急需寻找易于操作、成本低廉的技术来对磷石膏尾矿回用废水结垢中的矿物质资源进行回收利用。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种操作简单、利用率高的磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，包括以下步骤：
S1、将磷石膏回用废水结垢中加入强碱溶液，在30℃～80℃的温度下搅拌溶解30min，过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；
S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；
S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液，碱性混合溶液用于步骤S1中的磷石膏回用废水结垢的溶解操作；
S4、二价离子溶液中加入硫酸调节pH值至1～2，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；
S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；
S6、将饱和硫酸钠溶液在-10℃～-5℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
进一步的，所述步骤S1中的强碱溶液为氢氧化钠溶液，其浓度为10％～40％；强碱溶液与磷石膏回用废水结垢的质量比为1:0.5。
进一步的，所述步骤S4中的硫酸浓度为5％～15％。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明利用强碱溶液对磷石膏回用废水结垢进行溶解，得到氢氧化镁固体、氢氧化钙固体，然后通过将母液分离为一价离子溶液、二价离子溶液，从一价离子溶液中得到氟化钠以及碱性混合溶液，从二价离子溶液中得到硅酸、芒硝；其实现了磷石膏回用废水结垢中多种矿物质资源的回收操作，避免了矿物质资源的浪费；并且整个回收工艺操作简单、方便快捷、成本低廉，降低了磷石膏回用废水结垢中矿物质的回收难度，提高了矿物质资源的回收利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的框架流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，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。
实施例1、如图1所示，本实施例公开了一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，包括以下步骤：
S1、将磷石膏回用废水结垢中加入浓度为10％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与磷石膏回用废水结垢的质量比为1:0.5；在30℃的温度下搅拌溶解30min，过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；母液的主要成分为钠离子、氢氧根离子、硅酸根离子、钾离子等；
S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；一价离子溶液的主要成分为钠离子、钾离子、氟离子和氢氧根离子；二价离子溶液的主要成分为硫酸根离子、钠离子、磷酸根离子等；
S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液，碱性混合溶液为氢氧化钾与氢氧化钠的混合溶液；碱性混合溶液可用于步骤S1中的磷石膏回用废水结垢的溶解操作；
S4、二价离子溶液中加入浓度为5％的硫酸调节pH值至1，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；
S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；
S6、将饱和硫酸钠溶液在-10℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
实施例2、如图1所示，本实施例公开了一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，包括以下步骤：
S1、将磷石膏回用废水结垢中加入浓度为20％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与磷石膏回用废水结垢的质量比为1:0.5；在50℃的温度下搅拌溶解30min，过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；母液的主要成分为钠离子、氢氧根离子、硅酸根离子、钾离子等；
S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；一价离子溶液的主要成分为钠离子、钾离子、氟离子和氢氧根离子；二价离子溶液的主要成分为硫酸根离子、钠离子、磷酸根离子等；
S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液，碱性混合溶液为氢氧化钾与氢氧化钠的混合溶液；碱性混合溶液可用于步骤S1中的磷石膏回用废水结垢的溶解操作；
S4、二价离子溶液中加入浓度为10％的硫酸调节pH值至1，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；
S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；
S6、将饱和硫酸钠溶液在-8℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
实施例3、如图1所示，本实施例公开了一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，包括以下步骤：
S1、将磷石膏回用废水结垢中加入浓度为40％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与磷石膏回用废水结垢的质量比为1:0.5；在80℃的温度下搅拌溶解30min，过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；母液的主要成分为钠离子、氢氧根离子、硅酸根离子、钾离子等；
S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；一价离子溶液的主要成分为钠离子、钾离子、氟离子和氢氧根离子；二价离子溶液的主要成分为硫酸根离子、钠离子、磷酸根离子等；
S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液，碱性混合溶液为氢氧化钾与氢氧化钠的混合溶液；碱性混合溶液可用于步骤S1中的磷石膏回用废水结垢的溶解操作；
S4、二价离子溶液中加入浓度为15％的硫酸调节pH值至2，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；
S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；
S6、将饱和硫酸钠溶液在-5℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
本发明利用强碱溶液对磷石膏回用废水结垢进行溶解，得到氢氧化镁固体、氢氧化钙固体，然后通过将母液分离为一价离子溶液、二价离子溶液，从一价离子溶液中得到氟化钠以及碱性混合溶液，从二价离子溶液中得到硅酸、芒硝；其实现了磷石膏回用废水结垢中多种矿物质资源的回收操作，避免了矿物质资源的浪费；并且整个回收工艺操作简单、方便快捷、成本低廉，降低了磷石膏回用废水结垢中矿物质的回收难度，提高了矿物质资源的回收利用率。
Claims (3)
1.一种磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将磷石膏回用废水结垢中加入强碱溶液，在30℃～80℃的温度下搅拌溶解30min，过滤后得到母液以及氢氧化镁固体、氢氧化钙固体；
S2、对母液进行纳滤分离后得到一价离子溶液、二价离子溶液；
S3、一价离子溶液进行蒸发浓缩后过滤，得到氟化钠和碱性混合溶液，碱性混合溶液用于步骤S1中的磷石膏回用废水结垢的溶解操作；
S4、二价离子溶液中加入硫酸调节pH值至1～2，通过离心分离操作后得到硅酸和第一硫酸钠溶液；
S5、第一硫酸钠溶液经过膜浓缩操作后得到饱和硫酸钠溶液；
S6、将饱和硫酸钠溶液在-10℃～-5℃的温度下冷藏2h，得到芒硝和第二硫酸钠溶液，第二硫酸钠溶液与第一硫酸钠溶液混合后再次进行步骤S5的操作。
2.如权利要求1所述的磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，其特征在于：所述步骤S1中的强碱溶液为氢氧化钠溶液，其浓度为10％～40％；强碱溶液与磷石膏回用废水结垢的质量比为1:0.5。
3.如权利要求2所述的磷石膏回用废水结垢资源回收利用的方法，其特征在于：所述步骤S4中的硫酸浓度为5％～15％。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211221 |