磷石膏渣場(chǎng)水在濕法磷酸生產(chǎn)回用過程中的處理方法

方 松，何賓賓

（云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650113）

目前國(guó)內(nèi)的磷酸大多采用濕法工藝生產(chǎn)，產(chǎn)生大量的磷石膏及回水排到磷石膏渣場(chǎng)，經(jīng)分離后的磷石膏渣場(chǎng)水中含有大量的磷酸鹽、氟化物、硅酸鹽等，pH 在1 ～2［1］。很多企業(yè)投入大量的資金建設(shè)污水處理站，利用石灰中和法將污水處理后回用于生產(chǎn)［2］。云南磷化集團(tuán)有限公司是將磷石膏渣場(chǎng)水在渣場(chǎng)大壩自然沉清后回用于磷酸生產(chǎn)。這樣做的好處是充分利用了磷石膏渣場(chǎng)水中的磷資源和硫酸根資源，并節(jié)約了大量的水處理費(fèi)用。缺點(diǎn)是隨著渣場(chǎng)水的循環(huán)使用，渣場(chǎng)水中雜質(zhì)含量越來越高，對(duì)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，特別是濁度、二氧化硅以及氟等污染因子的富集，造成渣場(chǎng)水回用管路結(jié)晶堵塞，回用后磷酸中硅氟比失衡導(dǎo)致酸難沉降等。因此，對(duì)磷石膏渣場(chǎng)水進(jìn)行處理，降低其雜質(zhì)含量，對(duì)整個(gè)磷酸生產(chǎn)過程意義較大。

1 主要儀器和藥劑

濁度快速測(cè)定儀；pH計(jì)；721分光光度計(jì)；光電分析天平；原子吸收分光光度計(jì)；水處理藥劑（凈水劑SXKJ-712、聚丙烯酰胺SXKJ-080、絮凝劑SXKJ-603）；10 m3加藥裝置；計(jì)量加藥泵；取水提升泵；電源控制系統(tǒng)；挖掘機(jī)等。

2 項(xiàng)目步驟

（1）在渣場(chǎng)水進(jìn)入渣場(chǎng)大壩時(shí)開挖溝渠，在溝渠靠近大壩一側(cè)用挖機(jī)筑壩，并用沙袋夯實(shí)磷石膏大壩。

（2）在大壩1/3 處挖建落差式溝渠（至少挖設(shè)3個(gè)落差）。

（3）裝設(shè)加藥系統(tǒng)，并將凈水劑SXKJ-712 加藥管裝設(shè)在開挖溝渠第一個(gè)落差處，聚丙烯酰胺SXKJ-080 加藥管裝設(shè)在開挖溝渠第二個(gè)落差處，絮凝劑SXKJ-603 加藥管裝設(shè)在開挖溝渠第三個(gè)落差處。

（4）按照回用水量300 m3/h、渣場(chǎng)大壩水庫(kù)容100 000 m3，計(jì)算各種水處理藥劑的配置濃度和投加量。

（5）在投加藥劑前對(duì)渣場(chǎng)大壩進(jìn)水和出水進(jìn)行取樣分析，連續(xù)運(yùn)行14 d，每天對(duì)渣場(chǎng)大壩進(jìn)出水進(jìn)行3次濁度監(jiān)測(cè)，14 d之后再次對(duì)渣場(chǎng)大壩進(jìn)出水進(jìn)行取樣分析［3］。

3 工藝概述

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，渣場(chǎng)大壩廢水庫(kù)容約為10萬(wàn)m3，澄清池廢水庫(kù)容約2萬(wàn)m3。通過實(shí)地計(jì)算落實(shí)，采用在渣場(chǎng)水進(jìn)入渣場(chǎng)大壩時(shí)開挖溝渠，將進(jìn)入渣場(chǎng)大壩的水匯合至溝渠，將凈水劑和聚丙烯酰胺采用加藥系統(tǒng)配制成乳液，通過加藥泵連續(xù)計(jì)量投加至進(jìn)水溝渠中，按照300 m3/h的水量連續(xù)投加。

由于渣場(chǎng)廢水成分復(fù)雜，溶解性顆粒物和膠體物質(zhì)相互間電荷穩(wěn)定，因此，必須選擇無(wú)機(jī)類絮凝劑破壞其污染因子之間的電位平衡，通過有機(jī)類絮凝劑將其吸附后沉淀到渣場(chǎng)大壩底泥中。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究，先投加凈水劑SXKJ-217 作為無(wú)機(jī)絮凝劑，考慮到廢水的強(qiáng)酸性，選擇適宜于酸性水的聚丙烯酰胺SXKJ-080 作為助凝劑，最后利用絮凝劑SXKJ-603 的絮凝作用將廢水中的污染因子沉降至渣場(chǎng)大壩。

4 結(jié)果分析與討論

4.1 加藥前后渣場(chǎng)水結(jié)果分析與討論

經(jīng)過水質(zhì)分析，渣場(chǎng)水中主要的污染組分是氟、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣以及三氧化二鋁。氟和二氧化硅含量過高，渣場(chǎng)水回用會(huì)造成磷酸廠磷酸凈化工序的硅、氟比失衡，影響裝置的脫氟脫硅效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起濃酸固含量升高，影響磷酸的產(chǎn)量和質(zhì)量。氨氮含量過高，對(duì)磷酸生產(chǎn)的濃酸沉降影響最嚴(yán)重，鈣鎂離子在生產(chǎn)中的直接影響是結(jié)垢污堵。若能去除渣場(chǎng)水中的鈣鎂離子，將會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，提高裝置的產(chǎn)能，減少裝置工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。加藥前后渣場(chǎng)水分析結(jié)果見表1。

表1 加藥前后渣場(chǎng)水分析結(jié)果 %

根據(jù)表1中的分析結(jié)果可以看出，采用上述處理方法和藥劑對(duì)磷石膏渣場(chǎng)水進(jìn)行處理后，水中的二氧化硅和相關(guān)雜質(zhì)都有明顯的改善，通過對(duì)回用水管道的觀察，管道結(jié)垢明顯減緩，經(jīng)過處理后的水質(zhì)達(dá)到了回用的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)緩解了管道的結(jié)垢和污堵。從表1 中得到，處理前w（SiO2）為0.40%，處理后w（SiO2）為0.21%；處理前w（F）為1.59%，處理后w（F）為0.84%；處理前后的硅氟質(zhì)量比均為1∶4，根據(jù)濕法磷酸的生產(chǎn)工藝，硅氟質(zhì)量比滿足生產(chǎn)要求。

4.2 渣場(chǎng)回水處理前后濁度分析

渣場(chǎng)回水處理前后濁度分析見表2。

表2 渣場(chǎng)回水處理前后的濁度

由表2可知，經(jīng)過加藥處理，磷石膏渣場(chǎng)水中的濁度由102.0 NTU 降至55.7 NTU，去除率為54.6%，達(dá)到渣場(chǎng)回水濁度≤70 NTU的限值要求。

5 結(jié)論

采用磷石膏渣場(chǎng)臨時(shí)筑壩的方法，對(duì)磷石膏渣場(chǎng)水投加凈水劑，可以使磷石膏渣場(chǎng)水硅氟質(zhì)量比達(dá)到1∶4，濁度降至55.7 NTU，均達(dá)到濕法磷酸廠對(duì)渣場(chǎng)水的回用標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用該方法，可以將磷石膏渣場(chǎng)水處理后全部回用于磷酸廠生產(chǎn)濕法磷酸。