CN117069230A - 用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及磷石膏渗滤液处理技术领域，具体涉及用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物及方法。该组合物包括钙盐、高硅铝固废和碱性激发剂。该组合物以钙盐为基础共沉淀渗滤液中的磷和氟，利用高硅铝固废的结构以及其带有的大量阳离子，通过“吸附‑絮凝沉淀作用”去除渗滤液中未被沉淀残余的磷和氟；并且进一步加入碱性激发剂激活高硅铝固废，既可使高硅铝固废包裹在氟化钙表面，最大程度上减少沉淀的溶出，又可进一步吸附去除渗滤液中残余的磷，从而实现磷石膏渗滤液中磷和氟的达标排放，还能利用高硅铝固废治理磷石膏渗滤液以实现“以废治废”，实现废物利用。

Description

用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物及方法

技术领域

本申请涉及磷石膏渗滤液处理技术领域，具体涉及用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物及方法。

背景技术

目前的磷酸生产仍以湿法为主，湿法磷酸过程中不可避免地会产生磷石膏和磷石膏渗滤液。其中，磷石膏被广泛应用在建材、农业、道路工程等领域。而磷石膏渗滤液污染因子复杂，主要是硫酸盐、磷酸盐、氟化物及其游离酸。该废水为强酸性且有多种动植物所需的大中微量元素的高氟高磷高氮废水。

目前，磷石膏库渗滤液实现工业化的处理方法有化学沉淀+吹脱法、化学沉淀+膜分离法。CN 113336356 A公开了一种磷石膏渗滤液资源化处理利用方法。该方法通过向磷石膏渗滤液中依次投加氢氧化物、草酸、氨氮废水、氧化镁以及中药渣等物质，将渗滤液中各种污染物质分级去除，分类回收，实现了磷石膏渗滤液的资源化利用。但该方法使用药剂过多，不排除杂质离子引入废水的可能；且所使用的流化床诱导结晶及膜处理等方法操作复杂，成本过高；该方法所述从渗滤液中回收的多种元素含量不高，回收率得不到保障，与高昂的设备运行费和维护费相比，经济价值和实用价值不高。

CN 114920417 A公开了一种磷石膏渣库渗滤液深度净化处理的设备及方法，将传统的两段石灰乳中和化学沉淀处理法、结晶流化床和磁混凝等技术耦合，处理后的水相满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类地表水要求，但该方法工艺流程繁琐，操作复杂，不适于大规模应用，同时也存在石灰乳用量过高导致的利用率低下等问题。

发明内容

基于此，本申请发明人基于“共沉淀-网捕”机理，以钙盐类为主要反应成分，将P、F转化为钙盐沉淀得到去除；同时利用高硅铝固废的结构特征和其中大量的阳离子，通过“吸附-絮凝沉淀作用”去除渗滤液中残余的P、F；在此基础上通过碱性激发剂激活高硅铝固废，既可使其包裹在氟化钙表面，最大程度上减少沉淀的溶出，又可进一步吸附去除渗滤液中残余的P，从而实现磷石膏渗滤液中P、F的达标排放。经处理后的磷石膏渗滤液可达《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，应用前景好。且以矿渣、高硅铝固废治理磷石膏，以废治废，有效降低磷石膏处理成本。

为此，本申请实施例至少公开了以下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，包括钙盐、高硅铝固废和碱性激发剂。

第二方面，本申请实施例公开了用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，以重量份数计包括：

30～40份钙盐；

50～70份高硅铝固废；

0.1～1份碱性激发剂。

第三方面，本申请实施例公开了一种降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的方法，所述方法包括：

向所述磷石膏渗滤液中投入钙盐，用硫酸控制pH7～8，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种；

再向混合液中投入高硅铝固废和碱性激发剂，再次混合，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种；

过滤得到滤渣和滤液。

本申请涉及的降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物及方法具备的技术效果将在具体实施方式中详细阐述。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请中未详细单独说明的试剂均为常规试剂，均可从商业途径获得；未详细特别说明的方法均为常规实验方法，可从现有技术中获知。

为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。

现有磷石膏渗滤液处理方法一般采用化学沉淀和洗脱法、化学沉淀+膜分离法进行处理，但对磷石膏渗滤液中的磷和氟若需要同时处理，这些方法的处理效果差异大，出水难以达标，另外采用膜分离法的处理成本较高。

为此，本申请发明人采用“共沉淀-网捕”的机理，采用钙盐共沉淀磷石膏渗滤液中的磷和氟，同时加入高硅铝固废，利用高硅铝固废的结构以及其带有的大量阳离子，通过“吸附-絮凝沉淀作用”去除渗滤液中未被沉淀残余的磷和氟；并且进一步加入碱性激发剂激活高硅铝固废，既可使高硅铝固废包裹在氟化钙表面，最大程度上减少沉淀的溶出，又可进一步吸附去除渗滤液中残余的磷，从而实现磷石膏渗滤液中磷和氟的达标排放。

为此，本申请实施例公开了用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，包括钙盐、高硅铝固废和碱性激发剂。在一些实施例中，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种。在一些实施例中，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种。在一些实施例中，所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种。

在一些实施例中，所述组合物包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、钢渣、氢氧化钠和三乙醇胺。

在一些实施例中，所述组合物包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、黄磷渣、氢氧化钠、氢氧化钾和乙二胺。

在一些实施例中，所述组合物包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、赤泥、氢氧化钠和三乙醇胺。

在一些实施例中，用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，以重量份数计包括：30～40份钙盐；50～70份高硅铝固废；0.1～1份碱性激发剂。在一些实施例中，所述的组合物，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种。在一些实施例中，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；在一些实施例中，所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种。术语“份”，仅指重量份，具体可将任意重量作为1份，如0.001g、0.01g、0.05g、0.1g、0.5g、1g、10g、100g、1000g、5000g、10000g等，对1份的绝对重量不做具体限定。

在一些实施例中，所述组合物以重量份数计包括：10.6份氧化钙、2.6份氯化钙、12.5份粉煤灰、4.5份钢渣、0.1份氢氧化钠和0.02248份三乙醇胺。

在一些实施例中，所述组合物以重量份数计包括：12.8份氧化钙、3.8份氯化钙、14.1份粉煤灰、3.4份黄磷渣、0.1份氢氧化钠、0.01份氢氧化钾和0.00899份乙二胺。

在一些实施例中，所述组合物以重量份数计包括11.2份氧化钙、4.5份氯化钙、11.3份粉煤灰、6.5份赤泥、0.1份氢氧化钠和0.02248份三乙醇胺。

基于这些的组合物，本申请实施例提供了一种降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的方法，所述方法包括：

向所述磷石膏渗滤液中投入钙盐，用硫酸控制pH至7～8，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种；

再向混合液中投入高硅铝固废和碱性激发剂，再次混合，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种；

过滤得到滤渣和滤液。

下面结合更加具体的实施例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本申请的限制。

实施例1：

量取1L磷石膏渗滤液，投加10.6g氧化钙、2.6g氯化钙，用硫酸控制pH维持在7左右，混合搅拌反应20min，再向混合液中加入12.5g粉煤灰、4.5g钢渣，0.1g氢氧化钠、0.02248g三乙醇胺，控制pH在8左右，搅拌反应15min，过滤得到滤渣和滤液。

所得滤液中P、F含量达到《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，可达标排放。

实施例2：

量取1L磷石膏渗滤液，投加12.8g氧化钙、3.8g氯化钙，用硫酸控制pH维持在8左右，混合搅拌反应25min，再向混合液中加入14.1g粉煤灰、3.4g黄磷渣，0.1g氢氧化钠、0.01g氢氧化钾、0.00899g乙二胺，控制pH在7左右，搅拌反应25min，过滤得到滤渣和滤液。

所得滤液中P、F含量达到《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，可达标排放。

实施例3：

量取1L磷石膏渗滤液，投加11.2g氧化钙、4.5g氯化钙，用硫酸控制pH维持在7左右，混合搅拌反应20min，再向混合液中加入11.3g粉煤灰、6.5g赤泥，0.1g氢氧化钠、0.02248g三乙醇胺，控制pH在8左右，搅拌反应20min，过滤得到滤渣和滤液。

所得滤液中P、F含量达到《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，可达标排放。

表1实施例1、2、3中各单元磷石膏渗滤液中P、F含量

对比例1：

量取1L磷石膏渗滤液，投加12.5g粉煤灰、4.5g钢渣，0.1g氢氧化钠、0.02248g三乙醇胺，控制pH在8左右，搅拌反应15min，过滤得到滤渣和滤液。

对比例1和实施例1所用磷石膏渗滤液相同，在工艺上，对比例1未投加钙盐类，其他药剂均相同。所得滤液中P、F含量未达到《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，不可达标排放。

对比例2：

量取1L磷石膏渗滤液，投加12.8g氧化钙、3.8g氯化钙，用硫酸控制pH维持在8左右，混合搅拌反应25min，过滤得到滤渣和滤液。

对比例2和实施例2所用磷石膏渗滤液相同，在工艺上，对比例2未投加高硅铝固废和碱性激发剂激活，其他药剂均相同。所得滤液中P、F含量未达到《污水综合排放标准》(GB9897-1996)一级标准，不可达标排放。

对比例3：

量取1L磷石膏渗滤液，投加11.2g氧化钙、4.5g氯化钙，用硫酸控制pH维持在7左右，混合搅拌反应20min，再向混合液中加入11.3g粉煤灰、6.5g赤泥，控制pH在8左右，搅拌反应20min，过滤得到滤渣和滤液。

对比例3和实施例3所用磷石膏渗滤液相同，在工艺上，对比例3未投加碱性激发剂，其他药剂均相同。所得滤液中P、F含量未达到《污水综合排放标准》(GB 9897-1996)一级标准，不可达标排放。

表2对比例1、2、3中各单元磷石膏渗滤液中P、F含量

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，包括钙盐、高硅铝固废和碱性激发剂。

2.根据权利要求1所述的组合物，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种；

可选地，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；

可选地，所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的组合物，包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、钢渣、氢氧化钠和三乙醇胺。

4.根据权利要求2所述的组合物，包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、黄磷渣、氢氧化钠、氢氧化钾和乙二胺。

5.根据权利要求2所述的组合物，包括氧化钙、氯化钙、粉煤灰、赤泥、氢氧化钠和三乙醇胺。

6.用于降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的组合物，以重量份数计包括：

30～40份钙盐；

50～70份高硅铝固废；

0.1～1份碱性激发剂。

7.根据权利要求6所述的组合物，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种；

可选地，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；

可选地，所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的组合物，所述组合物以重量份数计包括：10.6份氧化钙、2.6份氯化钙、12.5份粉煤灰、4.5份钢渣、0.1份氢氧化钠和0.02248份三乙醇胺；

可选地，所述组合物以重量份数计包括：12.8份氧化钙、3.8份氯化钙、14.1份粉煤灰、3.4份黄磷渣、0.1份氢氧化钠、0.01份氢氧化钾和0.00899份乙二胺；

可选地，所述组合物以重量份数计包括11.2份氧化钙、4.5份氯化钙、11.3份粉煤灰、6.5份赤泥、0.1份氢氧化钠和0.02248份三乙醇胺。

9.一种降低磷石膏渗滤液中磷和氟含量的方法，所述方法包括：

向所述磷石膏渗滤液中投入钙盐，用硫酸控制pH7～8，所述钙盐选自氧化钙、氯化钙、氢氧化钙中的一种或几种；

再向混合液中投入高硅铝固废和碱性激发剂，再次混合，所述高硅铝固废选自粉煤灰、钢渣、赤泥、黄磷渣中的一种或几种；所述碱性激发剂选自氢氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、硫酸钾、氯化钾、乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种；

过滤得到滤渣和滤液。

10.根据权利要求9所述的方法，所述钙盐包括氧化钙和氯化钙，所述高硅铝固废包括粉煤灰和钢渣，所述碱性激发剂包括氢氧化钠和三乙醇胺；

可选地，所述钙盐包括氧化钙和氯化钙，所述高硅铝固废包括粉煤灰和黄磷渣，所述碱性激发剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和乙二胺；

可选地，所述钙盐包括氧化钙和氯化钙，所述高硅铝固废包括粉煤灰和赤泥，所述碱性激发剂氢氧化钠和三乙醇胺。