申请日2017.11.13
公开(公告)日2018.01.26
IPC分类号C01B25/46
摘要
本发明涉及磷酸车间废水综合利用技术领域，尤其是一种利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置与方法，经过对装置的结构设置，使得在磷矿浆进入磷酸萃取装置前，经过陶瓷过滤器进行过滤后，再将其进行调浆，送入磷酸萃取装置，并将过滤得到的液体进入磨矿车间进行循环处理，使得在水得到循环利用的同时，富集磷元素，实现进入磷酸萃取装置中后，其萃取效率较高，而且废水排放量减少，降低了成本;并且经过陶瓷过滤器过滤处理后，对滤渣进行调浆处理后，送入磷酸萃取装置中，使得矿浆中的矿渣成分得到二次分解，使得萃取过程中，磷石膏结晶效果较优，磷石膏中残磷量极少，降低了资源浪费，降低了成本。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，由浓密机(1)、矿浆槽(2)、调浆槽(4)、二级泵(8)、陶瓷过滤器(7)、三级泵(5)组成，其中：浓密机(1)的入口(1-2)与磨矿车间(9)连通;浓密机(1)的卸料口(1-3)与矿浆槽(2)连通;矿浆槽(2)的出口与二级泵(8)连通;二级泵(8)的出口分为两条支路，分别为支路a和支路b;支路a直接与磷酸萃取装置(3)连通;支路b与陶瓷过滤器(7)连通;陶瓷过滤器(7)的滤渣出口与调浆槽(4)连通;陶瓷过滤器(7)的滤液出口与磨矿车间(9)连通;调浆槽(4)上设置有废水入口，废水入口与废水槽(6)连通;调浆槽(4)的出口与三级泵(5)连通，三级泵(5)的出口与磷酸萃取装置(3)连通。
2.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的浓密机(1)，设置有出口(1-1)，出口(1-1)与磨矿车间(9)连通。
3.如权利要求2所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的出口(1-1)，在浓密机(1)上设置的位置以浓密机(1)顶部为准，低于入口(1-2)。
4.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的浓密机(1)，在与矿浆槽(2)连通的管路上设置有一级泵(10)。
5.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的支路b上设置有阀c(14)，并在阀c(14)之后分出两条分管，分别为分管a和分管b，分管a经过阀b(13)直接与调浆槽(4)连通;分管b经过阀f(17)与陶瓷过滤器连通。
6.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的支路a上设置有阀d(15)。
7.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的二级泵(8)，在出口分支之前，设置有阀e(16);在二级泵(8)与矿浆槽(2)连通的管路上设置有阀j(18)。
8.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的三级泵(5)，出口与磷酸萃取装置(3)连通的管路上设置有阀a(12)。
9.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的浓密机(1)与磨矿车间(9)连通的管路上设置有矿浆泵(11)。
10.如权利要求1所述的利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，其特征在于，所述的矿浆槽(2)，在内部由过滤隔板(2-5)倾斜设置，使得过滤隔板(2-5)将空间区分为第一分区(2-1)和第二分区(2-4)，并在第二分区(2-4)的侧壁上设置渣浆入口(2-3)，在第二分区(2-4)的底部设置矿浆出口(2-6);在第一分区(2-1)的侧壁上设置溢流口(2-2)。
说明书
一种利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置与方法
技术领域
本发明涉及磷酸车间废水综合利用技术领域，尤其是一种利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置与方法。
背景技术
在湿法磷酸生产过程中，是将磷矿在磨矿车间，经过球磨机或者其他研磨机进行不断研磨，使得其形成磷矿浆后，经过浓密机沉降后，将含水为33%的磷矿浆送至湿法磷酸萃取装置，生产稀磷酸;而由于磨矿过程中的部分水与磷矿浆一同参与了萃取制备磷酸的反应过程，使得在磨矿过程中，需要不断进行补水，以满足磨矿的需求，经研究发现，对于产能为750kt(P2O5)/年的湿法磷酸生产车间，其需要配套处理能力为306t/h的磨矿装置，而该装置对水的消耗量达到164m3/h，导致用水量增大。除此之外，在湿法磷酸萃取过程中，其伴随着稀磷酸生成的过程中，也将会产生大量的废水，而这些废水中，含有各种酸根离子，如氟硅酸根、硫酸根、磷酸根以及钠离子等，因此，需要对这些废水进行处理后，才能够排放，否则将会导致严重的环保问题，这不仅造成了湿法磷酸生产成本较高，而且还存在着较高的资源浪费。
除此之外，在上述磨矿制备矿浆之后，将矿浆在矿浆槽存放处理后，直接进入湿法磷酸萃取装置进行稀磷酸的生产，其由于湿法磷酸生产过程中，其实现的是连续性的萃取生产装置，导致磷矿浆在磨矿车间以及矿浆槽中停留的时间较短，而且长期处于溶液中，使得对磷矿的分解时间较短，分解效果不理想，导致磷石膏结晶效果不好，磷矿转化率以及洗涤率均不高，磷石膏过滤吸干效果不好，磷石膏残磷值偏高，这不仅造成湿法磷酸成本较高，而且还导致资源浪费，环境污染。
基于此，本研究者立足于对湿法磷酸中产生的废水进行综合利用的基础上，对磨矿车间出来的矿浆经过处理之后，采用废水条件之后，将其再用于湿法磷酸萃取装置进行稀磷酸生产，为湿法磷酸生产车间或者氟硅酸生产车间产生的废水综合利用，提供一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置与方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的装置，由浓密机、矿浆槽、调浆槽、二级泵、陶瓷过滤器、三级泵组成，其中：浓密机的入口与磨矿车间连通;浓密机的卸料口与矿浆槽连通;矿浆槽的出口与二级泵连通;二级泵的出口分为两条支路，分别为支路a和支路b;支路a直接与磷酸萃取装置连通;支路b与陶瓷过滤器连通;陶瓷过滤器的滤渣出口与调浆槽连通;陶瓷过滤器的滤液出口与磨矿车间连通;调浆槽上设置有废水入口，废水入口与废水槽连通;调浆槽的出口与三级泵连通，三级泵的出口与磷酸萃取装置连通。
所述的浓密机，设置有出口，出口与磨矿车间连通。
所述的出口，在浓密机上设置的位置以浓密机顶部为准，低于入口。
所述的浓密机，在与矿浆槽连通的管路上设置有一级泵。
所述的支路b上设置有阀c，并在阀c之后分出两条分管，分别为分管a和分管b，分管a经过阀b直接与调浆槽连通;分管b经过阀f与陶瓷过滤器连通。
所述的支路a上设置有阀d。
所述的二级泵，在出口分支之前，设置有阀e;在二级泵与矿浆槽连通的管路上设置有阀j。
所述的三级泵，出口与磷酸萃取装置连通的管路上设置有阀a。
所述的浓密机与磨矿车间连通的管路上设置有矿浆泵。
所述的矿浆槽，在内部由过滤隔板倾斜设置，使得过滤隔板将空间区分为第一分区和第二分区，并在第二分区的侧壁上设置渣浆入口，在第二分区的底部设置矿浆出口;在第一分区的侧壁上设置溢流口。
本发明创造中的废水槽与湿法磷酸萃取装置中产生的废水出口相连通和/或与氟硅酸生产车间的废水排放口相连通。
与现有技术相比，技术效果体现在：
经过对装置的结构设置，使得在磷矿浆进入磷酸萃取装置前，经过陶瓷过滤器进行过滤后，再将其进行调浆，送入磷酸萃取装置，并将过滤得到的液体进入磨矿车间进行循环处理，使得在水得到循环利用的同时，富集磷元素，实现进入磷酸萃取装置中后，其萃取效率较高，而且废水排放量减少，降低了成本;并且经过陶瓷过滤器过滤处理后，对滤渣进行调浆处理后，送入磷酸萃取装置中，使得矿浆中的矿渣成分得到二次分解，使得萃取过程中，磷石膏结晶效果较优，磷石膏中残磷量极少，降低了资源浪费，降低了成本。
具体上述装置在实现过程中，是按照以下方法来利用废水调节磷矿浆萃取生产磷酸的：
将磨矿车间经过研磨得到的矿浆送入浓密机中，使得在浓密机中，经过重力沉降，并将下沉浆料送入矿浆槽，而且将出口流出来的液体送入磨矿车间进行循环利用，降低废水排放量;将矿浆槽中矿浆中的水分、含固量检测，待含水率达到33%，并且含固量≤20%时，将其经过二级泵直接送入磷酸萃取装置中;待含水率>33%或者含固量>20%时，将其经过二级泵送入陶瓷过滤器中过滤，并将滤液送入磨矿车间进行磨矿处理，将滤渣经过调浆槽，采用来自废水槽中的废水进行调浆处理后，送入磷酸萃取装置进行磷酸萃取;而在调浆过程中，对于调浆至固含量较低后，可以将二级泵出来的物料直接加入调浆处理，实现对磷矿浆中的固体实现二次分解，提高磷浸出率，提高萃取效率。
本发明创造的研究者经过对本发明创造的装置进行如下试验处理，来进一步的说明本发明创造的装置改善以及对湿法磷酸和/或氟硅酸生产车间出来的废水进行利用后，其能够给磷矿转化利用率以及磷石膏中残磷值影响结果。
操作1：将本发明创造的装置开启阀j，阀d，阀e;关闭阀a，阀b，阀c，阀f，阀a;并选取磷矿品位为32.75%的磷矿作为原料矿，并经过在磨矿车间中，经过磨矿制备成矿浆，并将矿浆的含水率控制为48%，送入浓密机中，将含水率≤33%的矿浆成分送入磷酸萃取槽中进行萃取，并对得到的磷石膏中含磷量进行检测。
操作2：在操作1的基础上，将含水率≤33%的矿浆成分，含固量减少到20%以下，将其按照操作1进行处理，并对磷酸得率进行检测。
操作3：关闭阀d，开启启阀j，阀e，阀a，阀c，阀f，阀a;并选取磷矿品位为32.75%的磷矿作为原料矿，并经过在磨矿车间中，经过磨矿制备成矿浆，并将矿浆的含水率控制为48%，送入浓密机中，将含水率≤33%的矿浆成分送入矿浆槽，经过二级泵送入陶瓷过滤器，并将过滤滤液继续与磷矿研磨后，循环进入矿浆槽;滤渣进入调浆槽，采用废水槽中的废水(湿法磷酸车间产生的废水和/或氟硅酸钠生产车间产生的废水)进行调浆处理，再将其送入磷酸萃取装置进行磷酸萃取;同时，将经过返回磨矿车间的滤液部分经过再次磨矿之后，直至其含水率达到33%，并且含固量≤20%，再开启阀j，阀d，阀e;关闭阀a，阀b，阀c，阀f，阀a进行处理，并对处理得到的磷石膏的残磷量进行检测以及磷酸的得率进行检测。
操作4：是将操作3中的调浆直接采用清水调浆处理;
操作5：是将操作3中的滤液直接送入磷酸萃取装置进行萃取，将滤渣按照操作3中的调浆方式进行调浆处理。
上述操作1-5处理的磷矿总量相等。对于操作1和2和4对新鲜工业水的消耗量是操作3和操作5对新鲜工业水的消耗量1.45～1.56倍。
操作3中得到的磷石膏中磷残量相比操作5中的磷残留低0.2%左右;操作3相比操作1和操作2和操作4中的磷石膏中磷残留量至少低0.26%。
综上可见，极大程度的提高了对磷元素的回收，而且降低了污水的排放量，提高了对污水回收利用率，尤其是实现了废水中的酸根成分的利用，实现了对磷矿浆中磷矿成分的二次分解，提高了浸出率，提高了萃取回收率。