Способ переработки шлама станции нейтрализации сточных вод производства фосфорных удобрений Советский патент 1983 года по МПК C05B11/04 

Изобретение относится к химической промышленности и находит применение в производстве минеральных удобрений.. Известные способы переработки шламов станции нейтрализации сточны вод, содержащих, мае.%: PjO 4:6; CaFg 10:12 в пересчете на сухое вещество, основываются либо на разло жении их кислотами, либо на смешени их с другими сыпучими компонентами, такими как шлак, зола и т.д. с последующим получением удобрений. Так в известном способе утилизации фосф ного шлама получают малоконцентриро ванное фосфорсодержащее удобрение. Металлургический шлак в количестве 1000 г, содержащий 1,2% , смеши вают с 300 г фосфатного шлама, содержащего, мас. 50; 21 в пересчете на сухое вещество, далее смесь перелопачивают, подсушивают, удаляя 10% , и размалывают в обо реваемой мельнице до получения сухи гранул, готовый продукт содержит 3,4% водорастворимого lOi М Недостатками этого метода являются низкое содержание усвояемой P-jiOj- в конечном продукте: 3,4 Mac.% невысокая степень извлечения P-zOj- и шлама в конечный продукт: 90 %, а такхсе сложность процесса в связи с наличием нескольких технологических стадий: смешение, переЛопачивание, сушка, размол. Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки фосфорсодержащего -шлама концентрированной серной кислото.й при высокой темпера туре. Для этого шлам, содержащий, мас.%: 13, СаО 49,77; Р 20,68; Si02 5,1; М 0,63 обрабатывают 95%-ной серной кислотой, взятой в 20%-нсяч избытке от стехиометрического количества при 170130 С в течение 1ч. В результате разложения и сушки получают продук содержащий, мас.%: F 0,45; PgOj- 8,0 СаО 20,6. В газовую фазу выделяется .HF и SiF 2. Недостатками способа являются высокая температура 170-180 0, низкая степень использования разлагающего агента 80% (так как берется 20%-ный избыток HjSO4, который необходимо нейтрализовать), а также невысокая степень извлечения PijO в продукт в водорастворимой форме . Цель изобретения - снижение температуЕЧр процесса/ сокращение продолжительности разложения шлама и более полное использование разлагающего агента.- ° Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки шлс1ма станции нейтрализации сточных вод Производства фосфорных удобрений путем его кислотного разложения при повышенной температуре, процесс ведут пульпой при соотношении СаО: H2SO4, равном 1:1,14:4,78 при 75-80с в течение 30-40 мин. Разложение ведут пульпой следующего состава, мас.%: 15-20; СаО 8-14; ,-, 1; F 1,0-2,2; RjO 0,5-1,5; примеси 3-7; H,j,O остальное. Количественное соотношение компонентов, т.е. соотношение шлам: пульпа выбрано исходя из содержания свободной серной кислоты в пульпе и содерхсания СаО в ггшаме по уравнению .CqO H SO -СабО , что соответствует массовому отношению: СаО (в шламе) к содержанию Нп8Ол(в пульпе), равном 1: 1,14:4,78. Проведение процесса при соотношении, большем чем 1:1,14 не позволяет достигнуть высокой степени разложения шлама, а, следовательно, и степени использования полезных компонентов шлама,а при соотнЬшении СаО, содержащемся в шламе, к содержанию Н ЗОдсвоеВ пульпе, равном или менее 1:4,78 также не допустимо, поскольку привело бы к завышенному расходу и содержанию серной кислоты в конечном продукте. По предлагаемому изобретению отсутствует необходимость предварительного приготовления пульпы, поскольку пульпа аналогичного состава имеется практииески во всех цехах по производству экстракционной фосфорной кислоты. При разложении апатита серной кислотой с избытком последней 2-3% выше стехиометрического количества получается пульпа состава, мас,%: СаО 7,0-11,0; 16-19; H2S04teo50 6-l,l; F 1,4-2,2; , 0,5 0,7; примеси 3-5; HjO остальное, a при разложении фосфоритов КаратауСаО 8-12; 16-18; HgSO , 41,0; F 1,0-2,2; 1,0-1,5; примеси 3-7; остальное. При изменении концентрации PfOj в сырье соотретственно изменится содержа- ние и HjSO в пульпе. Так как в изобретении ориентируются на готовую пуль11у йа том же производстве, то следует указать более широкие интервалы по содержанию в ией основных компонентов: Р2Ог, СаО и HaSO свое f именно, мас.% РдО 1520) СаО 8-14; ,4-1,1. Пример 1.В круглояонную колбу емкостью 250 мл, находящуюся в теЕ юстате при , вводят 125,0 г пульпы, содержащей, мае.%: PjOf 17,8; Н,504с,вобО,80; СаО 9,,3; 66,5; F 1,0; 1,1; примеси 3,5 и термостатируют в течение

10 мин. Затем вводят 4,8 г шлама станции нейтрализации сточных вод цеха экстракционной фосфорной кислоты Алмалыкского химического завода, содержащего, мас.%: PjOf 5,74; СаО 18,7; F 3,16; HgO 63,5; примеси 8,9, массовое соотношение СаО, содердащемся в шламе, к содержанию пульпе равно 1:1,14. Разложение проводят в течение 30 мин при перемешивании. В результате степень разложения шлама составляет 98,8%, а степень использования серной кислоты - 97,5%.

Пример 2. В круглодонную колбу, находящуюся в термостате при 75°С, вводят,167,0 г пульпы,содержсццей, мас.%: PjOr 17,5; H S04teo60 6; СаО 9,4; HgO 64,7; F 1,2; R-iO 1/1, примеси 5,5 и проводят опыт аналогично примеру 1, прибавляя шлам в количестве 1,78 г, что соответствует массовому соотношению СаО, содержащемся в шламе, к содержанию в пульпе, равном 1:3. Разложение проводят в течение 35 мин при перемешивании. В результате степень разложения шлама составляет 99,0%, а степень использования серной кислоты 97,8%.

Пример 3. Для разложения шлама используют пульпу состава, мас.%: PjOj- 18,0; Hj304сюЕ 1 О СаО 10,5; 63,5; F 1,5; RjO, 1,0;

примеси 4,5 в коли 1естве 100 г. К пульпе вышеуказанного способа, наг1ретой до 80с, прибавляют 1,12 г шлама по примеру 1, что соответствует массовому соотношению СаО, содержащемся в шламе, к содержанию 4jSOic6c 6 пульпе, равном 1:4,78. Разложение проводят в течение 40 мин при перемешивании, В результате степень разложения шлама составляет 99,2%, а степень использования серной кислоты 96,9%..

Таким образом, температура проведения процесса согласно предлагаемого способа в два раза ниже, чем в прототипе, причем степень разло-, жения шлама очень высока 98,2-99,2% и находится на уровне прототипа. Это позволит значительно снизить

энергозатраты и уменьшить коррозию оборудования. Время разложения также снижается в 1,5-2 раза, что позволит интенсифицировать процесс переработки шлама. Степень использования

серной кислоты в предлагаемом способе составляет 96,5-98,3 мас.%, причем свободная кислота, содержащаяся в пульпе, используется на разложение шлама, а в прототипе

серная кислота используется на 86%, причем избыточное ее количество требует последующей донейтрализации, т.е. теряется безвозвратно.

) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМА СТАНЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЯ i путем его кислотного разложения при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения температуры процесса, сокращения продолжительности разложения шлама и более полного использования разлагаквдего агента, кислотное разложение ведут пульпой при соотноношении CaOiHj-SO., равном 1:1,14: 4,78, при температуре 75-80°С в течение 30-40 мин, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что разложение ве- . дут пульпой следуквдего состава, мас.%: РпОу 15-20; СаО 8-14; (/) 0,1-1,1; F 1,0-2,2; 0,5-1,5; примеси 3-7; HjO остальное.