一种废浓磷酸的处理方法与流程

文档序号:12448268阅读:1684来源:国知局

本发明涉及一种化学废料的处理方法,具体涉及一种废浓磷酸的处理方法,属于三废综合利用技术领域。



背景技术:

磷酸是一种比较常见的酸,主要用在磷肥的制造;在金属的化学抛光上也经常使用磷酸;另外芳香化合物的硝化中使用磷酸能起到调节邻对比的作用,使用一段时间后由于杂质的增多会影响抛光或硝化的催化作用,形成了废酸,该废酸的成分复杂,不利于回收利用,一般来说纯的废磷酸可以在化肥上有很好的回收利用,目前也有比较成熟的方法,主要就是用来生产磷酸铵、磷酸钙或磷酸氢钙等产品,如专利号为CN101274754的中国专利提出了一种利用废氨水和废磷酸生产磷酸铵的方法,该方法利用含氨7%以上的废氨水,在强氧化催化剂的作用下进行加热蒸馏,将蒸馏的氨直接与25~92%的废磷酸中和反应,然后甩干而成。如专利号为CN103738933A的中国专利公开了一种从含硫酸的废磷酸中回收高纯度磷酸氢钙的方法,该方法加入活性炭粉,过滤并加入过量的碳酸钙悬浊液或氢氧化钙乳液,过滤得到二水硫酸钙和磷酸铝,同时在得到的滤液中以碳酸钙悬浊液和氢氧化钙乳液的形式加入磷酸所需理论量的钙,过滤干燥得到高纯度的二水磷酸氢钙,然后加纯净水,打浆,固液分离,干燥得到高纯度的无水磷酸氢钙。该发明减少了排出强酸性的含磷废水对环境的危害,回收废磷酸溶液中的磷仅具有使用价值的磷酸盐原料。

对于磷酸废液的处理如专利号为CN104973581A的中国专利公开了一种磷酸废液的处理方法,该方法对磷酸废液依次采用微滤、阴离子交换、阳离子交换、膜蒸馏进行处理,回收其中的磷酸。但是该发明在处理中使用阴阳离子柱进行交换,成本高,在生产过程中产生大量的废液,浪费资源,不利于工业化大规模生产。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种废浓磷酸的处理方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在废浓磷酸中加入废稀磷酸进行调酸,调酸后的废磷酸的浓度为16~20%;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入粗脱硫剂进行粗脱硫得到固液混合物,控制粗脱硫反应釜内物料温度为50~60℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸盐沉淀,所述硫酸盐沉淀的含水率为35~45%;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入脱硫剂得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为50~60℃;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸盐沉淀,滤液即为产品磷酸;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸盐沉淀和步骤S5所得硫酸盐沉淀混合,即为产品硫酸盐。

进一步地,步骤S1中所述废浓磷酸的质量百分浓度为60~70%,所述废稀磷酸的质量百分浓度为5~10%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为3~5:1。

进一步地,步骤S2中所述粗脱硫剂为CaCO3,投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀。

进一步地,步骤S4所述脱硫剂为BaCO3,投加量为步骤S3所得滤液重量的4%~6%。

进一步地,步骤S3中所述粗脱硫压滤机压力为0.6~1.0MPa,滤布孔径为300~350目。

进一步地,步骤S5中所述精脱硫压滤机压力为0.6~1.0MPa,滤布孔径为300~350目。

本发明中:

在粗脱硫步骤中,人工将袋装固态粉状脱硫剂(CaCO3)拆包,采用投料抓钩将其送至粗脱硫反应釜加料口,并倒入其中,加料口设置粉尘集气罩。

由于SO42-与CaCO3反应活性高于与PO43-、HPO42-、H2PO4-等的反应活性,即CaCO3先与SO42反应生产半水硫酸钙沉淀。每批次的废酸处理,均检验样品中SO42-含量,据此投加CaCO3,通过对CaCO3的投加量控制,以此防止在粗脱硫工段生成磷酸钙盐沉淀。

反应方程式如下:

CaCO3+SO42-+2H+=CaSO4·1/2H2O↓+CO2↑+1/2H2O

产生的反应废气为二氧化碳,该反应为放热反应,反应釜内物料温度约为50~60℃,不超过磷酸分解温度(480℃),不会产生P2O5,且磷酸为低挥发性酸.反应温度不致产生水蒸汽(100℃),故该反应废气为二氧化碳,不含磷酸。

在精脱硫步骤中,向精脱硫反应釜内投入固态粉状脱硫剂(BaCO3),进一步去除废磷酸中硫酸根。反应方程式如下:

BaCO3+SO42-+2H+=BaSO4↓+CO2↑+H2O

产生的反应废气为二氧化碳,该反应为放热反应,反应釜内物料温度约为50~60℃,不超过磷酸分解温度,且磷酸为低挥发性算,反应温度不致产生水蒸汽,故该反应废气为二氧化碳,不含磷酸。

本发明具有以下优点:本发明提供的废浓磷酸的处理方法,采用调酸+粗脱硫+粗脱硫压滤+精脱硫+精脱硫压滤+滤渣混合的工艺流程,可以处理各行业生产过程中产生的废浓磷酸,得到肥料级磷酸和工业用硫酸盐,在节省资源的同时变废为宝,既保护了自然生态环境,同时增加了效益;该方法工艺简单、操作方便,成本低,适合工业化大生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在质量百分浓度为60%的废浓磷酸中加入质量百分浓度为5%的废稀磷酸进行调酸,至调酸后的废磷酸的浓度为16%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为3:1;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入CaCO3进行粗脱硫得到固液混合物,CaCO3投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀,控制粗脱硫反应釜内物料温度为50℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸钙沉淀,所述硫酸钙沉淀的含水率为35%,所述粗脱硫压滤机压力为0.6MPa,滤布孔径为300目;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入BaCO3得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为50℃,所述BaCO3的投加量为步骤S3所得滤液重量的4%;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸钡沉淀,滤液即为产品磷酸,所述精脱硫压滤机压力为0.6MPa,滤布孔径为300目;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸钙沉淀和步骤S5所得硫酸钡沉淀混合,即为产品硫酸盐。

实施例2:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在质量百分浓度为70%的废浓磷酸中加入质量百分浓度为10%的废稀磷酸进行调酸,至调酸后的废磷酸的浓度为20%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为5:1;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入CaCO3进行粗脱硫得到固液混合物,CaCO3投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀,控制粗脱硫反应釜内物料温度为60℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸钙沉淀,所述硫酸钙沉淀的含水率为45%,所述粗脱硫压滤机压力为1.0MPa,滤布孔径为350目;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入BaCO3得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为60℃,所述BaCO3的投加量为步骤S3所得滤液重量的6%;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸钡沉淀,滤液即为产品磷酸,所述精脱硫压滤机压力为1.0MPa,滤布孔径为350目;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸钙沉淀和步骤S5所得硫酸钡沉淀混合,即为产品硫酸盐。

实施例3:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在质量百分浓度为65%的废浓磷酸中加入质量百分浓度为8%的废稀磷酸进行调酸,至调酸后的废磷酸的浓度为18%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为4:1;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入CaCO3进行粗脱硫得到固液混合物,CaCO3投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀,控制粗脱硫反应釜内物料温度为55℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸钙沉淀,所述硫酸钙沉淀的含水率为40%,所述粗脱硫压滤机压力为0.8MPa,滤布孔径为320目;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入BaCO3得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为55℃,所述BaCO3的投加量为步骤S3所得滤液重量的5%;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸钡沉淀,滤液即为产品磷酸,所述精脱硫压滤机压力为0.8MPa,滤布孔径为320目;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸钙沉淀和步骤S5所得硫酸钡沉淀混合,即为产品硫酸盐。

实施例4:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在质量百分浓度为68%的废浓磷酸中加入质量百分浓度为6%的废稀磷酸进行调酸,至调酸后的废磷酸的浓度为17%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为3:1;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入CaCO3进行粗脱硫得到固液混合物,CaCO3投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀,控制粗脱硫反应釜内物料温度为59℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸钙沉淀,所述硫酸钙沉淀的含水率为42%,所述粗脱硫压滤机压力为0.9MPa,滤布孔径为330目;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入BaCO3得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为53℃,所述BaCO3的投加量为步骤S3所得滤液重量的4.5%;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸钡沉淀,滤液即为产品磷酸,所述精脱硫压滤机压力为0.9MPa,滤布孔径为330目;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸钙沉淀和步骤S5所得硫酸钡沉淀混合,即为产品硫酸盐。

实施例5:一种废浓磷酸的处理方法,它包括以下步骤:

S1.调酸:在质量百分浓度为62%的废浓磷酸中加入质量百分浓度为9%的废稀磷酸进行调酸,至调酸后的废磷酸的浓度为19%,所述废浓磷酸和废稀磷酸的体积比为5:1;

S2.粗脱硫:将调酸后的废磷酸泵入粗脱硫反应釜中,并加入CaCO3进行粗脱硫得到固液混合物,CaCO3投加量为粗脱硫反应釜中不能产生沉淀,控制粗脱硫反应釜内物料温度为57℃;

S3.粗脱硫压滤:将步骤S2所得固液混合物送入粗脱硫压滤机中进行压滤,滤液备用,所得固体为硫酸钙沉淀,所述硫酸钙沉淀的含水率为38%,所述粗脱硫压滤机压力为0.7MPa,滤布孔径为310目;

S4.精脱硫:将步骤S3所得滤液泵入精脱硫反应釜中,并加入BaCO3得二次固液混合物,控制精脱硫反应釜内物料温度为51℃,所述BaCO3的投加量为步骤S3所得滤液重量的5.5%;

S5.精脱硫压滤:将二次固液混合物送入精脱硫压滤机中进行压滤,固液分离,所得固态为硫酸钡沉淀,滤液即为产品磷酸,所述精脱硫压滤机压力为0.7MPa,滤布孔径为310目;

S6.滤渣混合:将步骤S3所得硫酸钙沉淀和步骤S5所得硫酸钡沉淀混合,即为产品硫酸盐。

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