公布日：2024.03.22
申请日：2023.12.25
分类号：C01B25/027(2006.01)I
摘要
一种从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，涉及水污染控制与资源再生技术领域领域。其包括有以下步骤：步骤S1压滤：压滤含磷污水，制得压干的滤渣和滤液；步骤S2检测：检测滤液中P元素的含量；步骤S3沉淀：向滤液中加入镁盐，混合均匀后，静置，过滤得渣体和清液；步骤S4干燥；步骤S5造粒：向干燥后的渣体中加入石灰、焦炭粉和粘合剂混合后造粒制得混合球；步骤S6烧结：将混合球在200‑300℃下，烧结制得团球；步骤S7分解：将团球在1200‑1350℃下，分解制得低砷黄磷。此从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺节能、环保、黄磷品质和转化率高。
权利要求书
1.一种从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，其包括以下步骤：步骤S1压滤：压滤含磷污水，制得压干的滤渣和滤液；步骤S2检测：检测所述滤液中P元素的含量；步骤S3沉淀：向所述滤液中加入镁盐，其中，所述滤液中P元素和所述镁盐中镁元素的物质的量之比为1:（0.9-1.1），混合均匀后，静置，过滤得渣体和清液；步骤S4干燥：将所述渣体干燥；步骤S5造粒：向干燥后的所述渣体中加入石灰、焦炭粉和粘合剂混合后造粒制得混合球；步骤S6烧结：将所述混合球在200-300℃下，烧结制得团球；步骤S7分解：将所述团球在1200-1350℃下，分解制得低砷黄磷；所述步骤S3中，混合均匀后，添加三氧化二铁并搅拌；所述步骤S3中，所述三氧化二铁的用量为污水总质量的0.5‰~2‰；所述步骤S5中，以重量份数计，干燥后的所述渣体为1份、石灰为0.04-0.15份、焦炭粉为0.1-0.3份、粘合剂为0.015-0.040份。
2.根据权利要求1所述的从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述搅拌为20-40min，所述静置为30-60min。
3.根据权利要求1所述的从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，所述步骤S5中，所述粘合剂为腐殖酸、淀粉或木质素的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述压滤在0.6-1.0MPa的压差下进行。
5.根据权利要求1所述的从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，所述步骤S4中，所述渣体干燥至水分小于5%。
6.根据权利要求1所述的从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，所述步骤S6烧结和步骤S7分解均为1-2h。
发明内容
本发明旨在提供从含磷污水中回收低砷黄磷的方法，上述方法节能、环保、黄磷品质和转化率高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种从含磷污水中获取低砷黄磷的工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S1压滤：压滤含磷污水，制得压干的滤渣和滤液；
优选的，压滤在0.6-1.0MPa的压差下进行。
步骤S2检测：检测所述滤液中P元素的含量；采用传统或者自主开发的方法检测P元素的含量，计算出P元素在滤液中的含量，以mol/L计。
步骤S3沉淀：向所述滤液中加入镁盐，其中，所述滤液中P元素和所述镁盐中镁元素的物质的量之比为1:（0.9-1.1），混合均匀后，静置，过滤得渣体和清液；向滤液中加入镁盐能够发生沉淀反应生成渣体和清液，进而将P元素沉淀下来。
优选的，混合均匀后，添加三氧化二铁并搅拌。在反应后添加三氧化二铁不仅能够降低酸性污水的酸性，影响反应的平衡，增大P元素的沉淀量，加快鸟粪石晶体的形成。并且，调整pH后，还能够使得溶液体系缓慢生成磷酸铁，磷酸铁进一步诱导鸟粪石晶体变大。最终，使得溶液重的鸟粪石晶体生长的足够大，方便后续过滤。如果不添加三氧化二铁，鸟粪石晶体较小，呈絮状，过滤困难，耗时，耗能源。
优选的，所述三氧化二铁的用量为污水总质量的0.5‰~2‰。添加量在此范围内时，鸟粪石晶体的大小和生成量较好，且三氧化二铁的用量较少。
优选的，所述搅拌为20-40min，所述静置为30-60min。在搅拌和静置的过程中，鸟粪石晶体进一步完成生长。
步骤S4干燥：将所述鸟粪石干燥；
优选的，所述鸟粪石干燥至水分小于5%。鸟粪石干燥至水分小于5%便于后续的造粒步骤，水分太多，不方便形成球体。
步骤S5造粒：向干燥后的所述鸟粪石中加入石灰、焦炭粉和粘合剂混合后造粒制得混合球；将以上原料混合制成混合球，上述混合球在后续的分解反应中发生化学变化。球形的设计能够更好的方便分解过程中磷蒸汽的移出，能够加快反应的速率和反应的转化率。
优选的，以重量份数计，干燥后的所述鸟粪石为1份、石灰为0.04-0.15份、焦炭粉为0.1-0.3份、粘合剂为0.015-0.040份。按照上述原料比例造粒，能够保证在不浪费原料的情况下，充分反应。
优选的，所述粘合剂为腐殖酸、淀粉或木质素的一种或多种。上述粘合剂易分解，对鸟粪石、石灰和焦炭粉的粘合性较好。
步骤S6烧结：将所述混合球在200-300℃下，烧结制得团球；
步骤S7分解：将所述团球在1200-1350℃下，分解制得低砷黄磷。在此温度下，磷蒸汽充分溢出。
优选的，所述步骤S6烧结和步骤S7分解均为1-2h。上述时间内磷蒸汽充分溢出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）保护环境。将污水资源化利用，减少环境污染，有助于绿色循环式的可持续发展。
（2）保护资源。回收利用废水中的磷，减少对不可再生的磷矿资源的开采，保护磷矿资源。
（3）磷一次回收率高、转化率高。本发明的技术方案生产低砷黄磷时，泥磷少，黄磷一次回收率（即不含从泥磷二次回收的磷）高达90%以上，高于传统电炉磷80%以上的回收率。
（4）电耗低，降低了黄磷生产成本。本发明的技术方案获得的焚烧灰的熔点较低——约1200~1350℃，而传统电炉法生产黄磷还原温度在1350℃~1450℃，可降低黄磷电炉的反应温度，进而减少电耗。另外，由于焦炭粉一起造粒，其分散均匀，还原速度加快，反应转率高，单吨黄磷电耗低。
（5）黄磷产品质量高。可直接获得高附加值的低砷黄磷，其As含量低于10ppm。
（发明人：王邵东;权晓威;艾小平）