采用酸性廢水實(shí)施弱酸脫鎂收磷的循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

張?。óY福達(dá)州化工有限責(zé)任公司，四川 達(dá)州 635000）

采用酸性廢水實(shí)施弱酸脫鎂收磷的循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

張俊（甕福達(dá)州化工有限責(zé)任公司，四川 達(dá)州 635000）

甕福達(dá)州化工有限責(zé)任公司為解決低品位磷礦選別過(guò)程中伴生氧化鎂含量和磷收率平衡的問(wèn)題，結(jié)合就地使用四川磷精礦，降低物流費(fèi)用的經(jīng)營(yíng)理念，通過(guò)研究濕法磷酸裝置產(chǎn)生的酸性廢水特性，實(shí)施弱酸脫鎂收磷的循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。介紹該產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施理論、形成的生產(chǎn)工藝、操作要點(diǎn)，以及實(shí)施循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用后取得的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

氧化鎂含量；磷收率；磷精礦；酸性廢水；弱酸脫鎂收磷；循環(huán)化產(chǎn)業(yè)

1 磷礦石、酸性廢水、磷精礦化學(xué)組成

本企業(yè)使用的原料磷礦石為貴州低品位硅鈣質(zhì)磷塊巖膠磷礦和四川鈣鎂質(zhì)磷塊巖礦石，使用磷精礦原料為主要以四川磷精礦為主。酸性廢水是在磷復(fù)肥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是高濃度、高酸度、高濁度的“三高”污水，是一種含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸。

2 實(shí)施方案

2.1 改進(jìn)磷礦石選別系統(tǒng)

本企業(yè)原設(shè)計(jì)的磷礦石選礦技術(shù)是以“WF-1”為捕收劑，濃硫酸加水配制成10%稀硫酸作為浮選的調(diào)整劑和抑制劑反浮選生產(chǎn)工藝。但隨著磷礦資源的逐步貧化，實(shí)際生產(chǎn)中從甕福集團(tuán)購(gòu)入的磷礦原料品質(zhì)已達(dá)不到原設(shè)計(jì)的要求，購(gòu)進(jìn)原礦基本為中低品位劣質(zhì)膠磷礦，原技術(shù)生產(chǎn)的精礦已不能達(dá)到既保證品質(zhì)不變又不降低磷收率，減少磷損失的要求，開(kāi)發(fā)中低品位磷礦的綜合利用及膠磷礦選礦新技術(shù)，使產(chǎn)業(yè)技術(shù)躍升，已迫在眉睫。于是企業(yè)在磷礦石選礦系統(tǒng)中引進(jìn)運(yùn)用“WFS”廢水選礦技術(shù)，選用WF-1捕收劑，利用PH值為1.5-2.0“WFS”替代硫酸作為選礦調(diào)整劑和抑制劑的選礦工藝，變廢為寶。并為結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，對(duì)“WFS”在不同PH值條件下，試驗(yàn)確定“WFS”最佳用量、磨礦的最佳細(xì)度，反應(yīng)時(shí)間，找出酸性廢水弱酸脫鎂收磷循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中磷礦石選別系統(tǒng)最佳工藝參數(shù)。

2.2 新建磷精礦脫鎂收磷再漿系統(tǒng)

2.2.1探究水礦比

本企業(yè)使用酸性廢水是一種含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸，PH值為1.6左右，生產(chǎn)原料干磷精礦主要是從四川地區(qū)購(gòu)進(jìn)，其氧化鎂含量在1.8%左右。在工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)“弱酸脫鎂”原理磷精礦脫鎂反應(yīng)的主體物質(zhì)為白云石，其均布于磷礦顆粒表面，而磷礦主體物質(zhì)為磷灰石，即脫鎂反應(yīng)主要在礦石顆粒表面完成，酸性廢水與干精礦配比不同時(shí)，在脫鎂反應(yīng)中強(qiáng)度不同。所以通過(guò)探究精礦漿在不同濃度下的脫鎂率，尋找最佳酸性廢水與干精礦的質(zhì)量配比。

2.2.2探究反應(yīng)溫度

本企業(yè)在整個(gè)工業(yè)化試驗(yàn)中，基于“弱酸脫鎂”原理下，溫度對(duì)整個(gè)脫鎂反應(yīng)具有較大的影響，在結(jié)合工業(yè)化試驗(yàn)生產(chǎn)條件下，進(jìn)行反應(yīng)溫度的優(yōu)化試驗(yàn)，尋找脫鎂收磷活性最佳的反應(yīng)溫度。

2.2.3探究攪拌時(shí)間

本企業(yè)在工業(yè)化試驗(yàn)中，基于“弱酸脫鎂”原理下，磷精礦與酸性廢水在反應(yīng)槽中不斷反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短直接影響反應(yīng)是否充分和完全，在整個(gè)脫鎂選礦工藝中其中至關(guān)重要的作用，需要在工業(yè)化試驗(yàn)中對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間下的精礦漿進(jìn)行指標(biāo)含量分析，對(duì)比找出最佳的反應(yīng)時(shí)間。

2.3 探究磷礦石選別系統(tǒng)與磷精礦脫鎂收磷再漿系統(tǒng)混合新工藝

本企業(yè)在循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中使用“WFS”（酸性廢水）選礦技術(shù)，在選別生產(chǎn)中選出磷礦中的氧化鎂的同時(shí)也回收了酸性廢水的磷含量（1.8%）。在磷精礦脫鎂收磷再漿系統(tǒng)中，運(yùn)用酸性廢水溶解干精礦，且在一定的反應(yīng)溫度、水礦比、反應(yīng)時(shí)間作用下，精礦中的五氧化二磷含量提高、氧化鎂含量降低。我們通過(guò)探究在循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的脫鎂率及磷收率，為企業(yè)增效。

企業(yè)濕法磷酸裝置使用的原料是由磷礦石選別系統(tǒng)生產(chǎn)磷精礦與外購(gòu)精礦漿混配而成，為滿(mǎn)足下游生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)需求，我們?cè)谄渑浔群涂傮w精礦脫鎂指標(biāo)上進(jìn)行探究，以力爭(zhēng)達(dá)到最優(yōu)的綜合精礦指標(biāo)。

3 結(jié)果與效益

3.1 結(jié)果

通過(guò)采用酸性廢水弱酸脫鎂循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，精礦中MgO的高脫鎂率可達(dá)到65%以上，降低精礦中MgO含量到1.2%以?xún)?nèi)，精礦P2O5品位提高1個(gè)點(diǎn)，選礦磷收率穩(wěn)定在96%～97%以?xún)?nèi)。深度脫鎂后，混合磷精礦含固量為60%精礦漿，P2O5含量33.04%，MgO含量1.2%。

3.2 效益

3.2.1經(jīng)濟(jì)效益

該循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用確保磷收率穩(wěn)定在96%～97%，減少了近2%的磷損失，為企業(yè)每年多回收P2O58000噸，折合32%磷精礦25000噸，獲收益800多萬(wàn)元。通過(guò)深度脫鎂，提升精礦品質(zhì)，下游濕法磷酸裝置清理時(shí)間大大降低，預(yù)計(jì)可提高磷酸裝置的產(chǎn)能3%～5%（1萬(wàn)噸），增加產(chǎn)值近3500萬(wàn)元，同時(shí)確保磷酸品質(zhì)得到明顯的提升。

3.2.2社會(huì)效益

在同類(lèi)磷肥及磷化工行業(yè)中采用酸性廢水弱酸脫鎂收磷循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，確保企業(yè)公司廢水實(shí)現(xiàn)“磷排放”的可行性。變以往污染的末端治理為源頭控制,消除或最大限度減少污染,保護(hù)自然資源。充分循環(huán)利用酸性廢水，對(duì)酸性廢水中的磷進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)了資源深度充分利用。節(jié)約新鮮取水用量、降低酸性廢水處理成本，形成一個(gè)新的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

4 結(jié)語(yǔ)

本工業(yè)化裝置通過(guò)酸性廢水深度處理磷礦，分解其中的白云石形式存在的鎂雜質(zhì)，體現(xiàn)了五點(diǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：（1）既實(shí)現(xiàn)了磷礦脫鎂，又是酸性廢水中和處理的有效手段，節(jié)約了酸性廢水處理的成本；（2）酸性廢水循環(huán)利用的同時(shí)節(jié)約了新鮮水的用量，節(jié)約了一大筆生產(chǎn)費(fèi)用；（3）由于化學(xué)脫鎂作用，脫出了磷礦中大部分碳酸鹽，能夠節(jié)約磷礦酸解過(guò)程硫酸的消耗；（4）化學(xué)脫鎂作用提高了磷礦的實(shí)際品位，降低了鎂雜質(zhì)含量，有利于磷礦酸解過(guò)程以后磷酸濃縮、凈化成本的降低；（5）有效回收了酸性廢水中的磷，實(shí)現(xiàn)了資源深度充分利用。

該循環(huán)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用裝置具有了提高精礦質(zhì)量指標(biāo)、循環(huán)利用酸性廢水、回收酸性廢水中的磷、節(jié)約新鮮水用量、降低酸性廢水處理成本等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)在磷化工行業(yè)中推廣及應(yīng)用，具有重大的借鑒意義。

[1]楊忠權(quán).WF-01捕收劑在甕福磷礦選礦廠(chǎng)的使用[J].礦業(yè)快報(bào).2004(03)

[2]楊忠權(quán),楊安淬,陳仕勛.WFS調(diào)整劑在甕福磷礦選礦廠(chǎng)的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)綜合利用.2010(04)

[3]閆成碩.鈦白酸性廢水用于中低品位膠磷礦脫鎂及制取濕法磷酸工藝研究[D].上海:華東理工大學(xué).2013:2-3.