專利名稱：處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢酸的處理方法，尤其是一種對(duì)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉 所產(chǎn)生的廢硫酸進(jìn)行處理，從而生產(chǎn)出磷酸氫鈣肥料的方法，屬于化學(xué)工 業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的工藝過程中，主要以濃硫酸作為原料，且每生產(chǎn)1噸鈦白粉要消耗濃硫酸4 5噸，并產(chǎn)生6 7噸濃度約為20%的廢硫酸。 對(duì)這些廢硫酸的處理，現(xiàn)有的方法是 一、采用簡單的酸堿中和工藝對(duì)其 進(jìn)行處理后排放，不僅浪費(fèi)了仍可回收利用的硫酸資源，而且還要消耗大 量的人力及物力進(jìn)行中和處理，不利于降低成本，不利于資源的綜合利用； 二、采用廢酸濃縮工藝，將廢酸濃縮后回收利用，不僅投資大，生產(chǎn)成本 高，而且回收后的濃縮硫酸無論是質(zhì)量還是成本都無法與常規(guī)硫酸競(jìng)爭(zhēng)， 僅僅是解決了環(huán)保的問題，綜合利用率低。 發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種工藝簡單、投資小，能利 用上述廢酸生產(chǎn)肥料級(jí)磷酸氫鈣的方法，既可簡易、高效、環(huán)保地處理廢 酸，又可同時(shí)獲得肥料級(jí)磷酸氫鈣。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法， 其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟-A、將溫度為60—8(TC的廢酸和磷礦粉，按折算成濃度為100%硫酸磷 礦粉=0.65 0.75 : 1的質(zhì)量比加入反應(yīng)槽中，在液相S03濃度為30 50 克/升的條件下，反應(yīng)4 6小時(shí)，分離過濾、洗滌反應(yīng)料漿，得含磷的濾液 和洗滌液，及含磷石膏的濾渣；B、 將A步驟所得含磷的濾液和洗滌液中和至pH值為5. 4 6. 0，得磷 酸氫鈣料漿，經(jīng)分離過濾得含磷濾液，及磷酸氫鈣濾渣，濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、 粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品；
或者
將A步驟所得含磷的濾液和洗滌液先中和至pH值2. 5 3. 0，分離過濾 后得部分磷酸氫鈣濾渣及含磷濾液，再將含磷濾液中和至pH值5. 4 6. 0， 分離過濾后得另一部分磷酸氫鈣濾渣及含磷濾液，兩部分濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、 粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品；
C、 將B步驟所得含磷濾液中和至pH值為8.0 11.0，經(jīng)分離過濾得濾 液，及磷酸氫鈣濾渣，濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品， 濾液回收或外排；
所述A步驟的反應(yīng)槽為常規(guī)萃取反應(yīng)槽，使用前，預(yù)先在萃取反應(yīng)槽中 加入濃度為3 5%的廢酸溶液至最終的料漿液固比為2 3 : 1，以方便加 入磷礦粉進(jìn)行萃取反應(yīng)，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后，加入A步驟的含磷濾液和/或含 磷洗滌液至最終的料漿液固比為2 3 : 1。
所述A步驟的廢酸即折算成濃度為100%硫酸后的廢酸與磷礦粉的具體 比值，視磷礦石的鈣磷比值具體確定。
所述A步驟所得含磷石膏的濾渣經(jīng)洗滌后排放至渣場(chǎng)堆存以作為土壤 調(diào)理劑使用，或作它用。
所述B步驟、C步驟的中和是加入碳酸鈣、石灰乳中的一種或二種，完 成中和反應(yīng)的。
所述B、 C步驟的分離過濾采用常規(guī)離心機(jī)或真空抽濾機(jī)或板框壓濾機(jī) 進(jìn)行分離過濾。
所述A步驟的加熱熱源以及B、 C步驟的干燥熱源均采用硫酸法生產(chǎn)鈦 白粉工藝中，鍛燒所產(chǎn)生的尾氣或鍋爐尾氣，以盡可能利用現(xiàn)有能源，降 低能耗。所述A步驟的磷礦粉為普通磷礦粉或者中、低品位的磷礦粉，其P205 含量為10 32%。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，不僅工藝 簡單，投資小，而且整個(gè)處理過程中的濾液均回收循環(huán)利用，不外排任何 物質(zhì)，不對(duì)環(huán)境造成任何影響，同時(shí)所用熱源均來自硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工 藝中的尾氣，所用液體均來自本發(fā)明工藝中的濾液及洗滌液，因此，節(jié)能 降耗效果顯著，本發(fā)明既處理了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中的廢酸問題，還 在廢酸處理過程中得到了肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社 會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
所用原料
廢硫酸來自某鈦白粉廠的廢硫酸，其中仏504含量為23.64%;
磷礦粉來自某磷酸廠的磷礦粉，其中？205含量為29.72%， CaO含量為 43.01%;
工藝步驟
A、開工前，先將160克廢硫酸和640克水混合成濃度為4. 7%的廢硫酸 液加入到萃取反應(yīng)槽中，用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛燒所產(chǎn)生的尾氣升 溫預(yù)熱廢硫酸至70°C，同步分別加入3500克廢硫酸和1200克磷礦粉(折 算成100%硫酸后即為865.224克，相當(dāng)于硫酸磷礦粉二O. 72 : 1的質(zhì) 量比)于萃取反應(yīng)槽中，控制料漿液固比為2.16 : 1，在反應(yīng)物溫度為70 °C，液相S03濃度為35克/升條件下，反應(yīng)4.5小時(shí)，用真空抽濾機(jī)對(duì)反應(yīng) 料漿進(jìn)行真空過濾分離得含磷濾液和含磷石膏的濾渣，在濾渣中加入1600 克水，對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌，濾渣用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛燒所產(chǎn)生的尾 氣干燥后得磷石膏1720克，可作為土壤調(diào)理劑使用，或作它用，含磷濾液 及洗滌液合并后得4000克稀磷酸，其中含P205 8. 22%;B、 取A步驟所得稀磷酸2000克，加入碳酸韓中和至PH值為2.3后繼 續(xù)加入石灰乳中和至PH值5. 4，將反應(yīng)料漿用離心分離機(jī)進(jìn)行離心過濾分 離，得含磷濾液和濾渣，濾渣用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛燒所產(chǎn)生的尾 氣干燥后得肥料級(jí)磷酸氫鈣561克，其中總&05為27.55%，有效P20s為 27. 50%;
C、 將B步驟中得到的含磷濾液加入石灰乳繼續(xù)中和至PH值8. 4后， 用真空抽濾機(jī)過濾分離，得濾液和濾渣，濾渣用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中 鍛燒所產(chǎn)生的尾氣干燥后，得29克肥料級(jí)磷酸氫轉(zhuǎn)，其中含總P20s為 31.32%，有效P20s為30. 640/0，達(dá)標(biāo)的濾液1564克回收利用。
實(shí)施例2
原料成分及步驟A同實(shí)施例1;
B、 稱取A步驟所得稀磷酸2000克，加入碳酸鈣中和至PH值2.3，繼 續(xù)加入石灰乳中和至PH值2. 9后，將反應(yīng)料漿用離心分離機(jī)進(jìn)行離心過濾 分離，得含磷濾液和濾渣，濾渣用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛燒所產(chǎn)生的 尾氣干燥后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣293克，其中含總PA為23.73y。，有效P205 為23. 67%;
C、 將B步驟中得到的含磷濾液加入石灰乳中和至PH值5.4后，將反應(yīng) 料漿用離心分離機(jī)進(jìn)行離心過濾分離，得含磷濾液和濾渣，濾渣用硫酸法 生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛燒所產(chǎn)生的尾氣干燥后，得肥料級(jí)磷酸氫^ 253克， 其中含總PA為32. 41%，有效PA為32. 32%;
D、 將C步驟中得到的含磷濾液加入石灰乳繼續(xù)中和至PH值8.6后，用 真空抽濾機(jī)過濾分離，得濾液和濾渣，濾渣用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中鍛 燒所產(chǎn)生的尾氣干燥后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣40克，其中含總P205為30. 72%， 有效PA為30. 53%，達(dá)標(biāo)濾液1705克回收后作為工藝用水回用。
權(quán)利要求
1、一種處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于經(jīng)過下列工藝步驟A、將溫度為60-80℃的廢酸和磷礦粉，按折算成濃度為100％硫酸∶磷礦粉＝0.65～0.75∶1的質(zhì)量比加入反應(yīng)槽中，在液相SO3濃度為30~50克/升的條件下，反應(yīng)4~6小時(shí)，分離過濾、洗滌反應(yīng)料漿，得含磷的濾液和洗滌液，及含磷石膏的濾渣；B、將A步驟所得含磷的濾液和洗滌液中和至pH值為5.4～6.0，得磷酸氫鈣料漿，經(jīng)分離過濾得含磷濾液，及磷酸氫鈣濾渣，濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品；或者將A步驟所得含磷的濾液和洗滌液先中和至pH值2.5～3.0，分離過濾后得部分磷酸氫鈣濾渣及含磷濾液，再將含磷濾液中和至pH值5.4～6.0，分離過濾后得另一部分磷酸氫鈣濾渣及含磷濾液，兩部分濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品；C、將B步驟所得含磷濾液中和至pH值為8.0～11.0，經(jīng)分離過濾得濾液，及磷酸氫鈣濾渣，濾渣經(jīng)常規(guī)干燥、粉碎后，得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品，濾液回收或外排。
2、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述A步驟的反應(yīng)槽為常規(guī)萃取反應(yīng)槽，使用前，預(yù)先在萃取反應(yīng)槽中加 入濃度為3 5%的廢酸溶液至最終的料漿液固比為2 3 : 1，以方便加入 磷礦粉進(jìn)行萃取反應(yīng)，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后，加入A步驟的含磷濾液和/或含磷 洗滌液至最終的料漿液固比為2 3 : 1。
3、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于所述A步驟的廢酸即折算成濃度為iooy。硫酸后的廢酸與磷礦粉的具體比值，視磷礦石的鈣磷比值具體確定。
4、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述A步驟所得含磷石膏的濾渣經(jīng)洗滌后排放至渣場(chǎng)堆存以作為土壤調(diào)理 劑使用，或作它用。
5、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述B步驟、C步驟的中和是加入碳酸鈣、石灰乳中的一種或二種，完成中 和反應(yīng)的。
6、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述B、 C步驟的分離過濾采用常規(guī)離心機(jī)或真空抽濾機(jī)或板框壓濾機(jī)進(jìn)行 分離過濾。
7、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述A步驟的加熱熱源以及B、 C步驟的干燥熱源均采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉 工藝中，鍛燒所產(chǎn)生的尾氣或鍋爐尾氣，以盡可能利用現(xiàn)有能源，降低能 耗。
8、 如權(quán)利要求1所述的處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，其特征在于 所述A步驟的磷礦粉為普通磷礦粉或者中、低品位的磷礦粉，其PA含量為 10 32%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理廢酸為磷酸氫鈣肥料的方法，它將溫度為60-80℃的廢酸和磷礦粉，按折算成濃度為100％硫酸∶磷礦粉＝0.65～0.75∶1的質(zhì)量比混合，在液相SO₃濃度為30~50克/升的條件下，反應(yīng)4~6小時(shí)，分離過濾、洗滌反應(yīng)料漿，得過濾和洗滌混合液以及含磷石膏的濾渣，濾渣干燥后是磷石膏產(chǎn)品，混合液中和處理后，過濾分離出濾液和濾渣，濾渣經(jīng)干燥后得肥料級(jí)磷酸氫鈣，濾液達(dá)標(biāo)后外排或回收利用。本發(fā)明工藝簡單，成本低，且濾液均回收利用，不外排任何污染物質(zhì)，同時(shí)所用熱源均來工業(yè)尾氣，節(jié)能降耗效果顯著，既處理了工業(yè)廢酸問題，同時(shí)獲得肥料級(jí)磷酸氫鈣產(chǎn)品，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09K17/02GK101591011SQ20091009469
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者尹增松, 慶 李, 健 馬 申請(qǐng)人:馬 健;李 慶;尹增松