Способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты Советский патент 1989 года по МПК C02F1/469 C05F7/00 C02F1/469 C02F101/14 C02F103/34 

1

Изобретение относится к утилизации отходов производства минеральных удобрений и мелиорантов.

Цель изобретения - повышение экономичности способа за счет получения дополнительно удобрительно-мелиоративного сред ства повышенного качества.

Пример. Сточную воду производства ЭФК, содержашую 5000 мг/% Р2О5 и 2500 мг/% СаО, в количестве 12 кг подвергают электродиализной обработке в трехкамерном электродиализаторе при подаче сточной воды во все его камеры и при постоянном перемешивании.

В анодную камеру вводят карбонизированный фосфорит в количестве 95-150% в пересчете на содержание фтора р сточной воде. В процессе проведения электродиализа сточной воды при наложении постоянного

электрического поля наблюдается миграция катионов и анионов по камерам электродиализатора. Вследствие протекания электрохимических процессов раствор в анодной камере приобретает кислый характер, а в катодной - щелочной. Изменение рН по камерам электродиализатора создает необходимое условие для декарбонизации фосфорита в анодной камере и очистки воды в катодной. При этом (при рН 5) в катодной камере образуются и выпадают в осадок и фосфаты, содержаш,ие 1-2% фтора и более 30% РоОз. При достижении рН каталита значения 6,2 в катодную камеру вносится 125 г фос- фогипса со 100%-ной влагоемкостью, содержащего 1% Р2О5. Массовое соотношение суспензии - фосфогипс равно 32. Электродиализ продолжают до достижения рН като- лита 7,2 и затем полученную пульпу подают

4 О5 01

СО

в шламоотделитель, где происходит разделение пульпы на осветленный католит и сгущенный продукт. Скорость осветления като- лита составляет 0,48 м/ч. Степень очистки католита от Р2О5 составляет 98%. После фильтрации и сушки получают 45 г удобрительной смеси со 150%-ной влагоемкостью, содержащей 15,5% Р2О5 общ. и 14,9% Р2О5 цитрат, раст.

При введении фосфогипса в катодную камеру в количестве 250 и 50 г, что соответст- вует соотношению суспензия - фосфогипс равному 16 и 80, получают 270 и 65 г удобрительного состава, содержащего 6,3 и 20,0% Р2О5 общ.

Целесообразность выбранных парамет- ров проиллюстрирована в табл. .

Предельные значения в соотнощени и суспензия-фосфогипс выбраны не случайно а исходя из того, что при з-1ачениях меньше 16 проведение процесса экономически нецелесообразно и ввиду того, что влагоемкость полученной смеси и концентрация Р205 увеличиваются незначительно по сравнению с исходным фосфогиисом. Введение фосфогипса в соотнощении больще 80 приводит к снижению скорости осветления суспензии и ухудшению качества осветленной воды {за счет увеличения в ней количества взвешенных частиц).

При введении фосфогипса в катодную камеру электродиализатора происходи нейт.- рализация фосфогипса, рН суспензии при этом уменьшается до 5,8-5,5, что сопровождается растворением части фосфогипса в образовавшейся суспензии. Процесс заверп1а- ют при достижении рН н катодной камере значения 7,0-7,5. Нейтрализация неотмытых примесей Р2О5 улучшает физико-механи- ческие свойства фосфогипса. Целесообразность введения фосфогипса в заданно.м интервале рН (6,0-6,5) обусловлена необходимостью проведения нейтрализации примесей Р2О5 с переводом их в цитратораство- римук форму (Са(НРО4)22Н2О без потерь. Образование водорастворимых соединений {Са(Н2РО: ,)2 приводит к потерям за счет миграции фосфат-ионов (Н2РО4) в анод ную камеру электродиализатора. Предельное значение в отнощении рН введения фос- фогипса выбраны исходя из того, что при ,0 в системе образуются водорастворимые фосфаты, а. при рП;5г6,4 - кислото- растворимые формы, что п)иводит к уменьшению содержания усвояемых фосфатов. Таким образом, от рН внесения фосфогипса зависит содержание усвояемых фосфатов.

Полученный удобрител15ный состав во избежание перехода дигидрата сульфата кальция (CaSO, 2Н20) в полугидрат {CaSO.c 5Н2О) следует сушить при 55-60°С. Фосфогипс можно использовать сразу же после выведения его из технологического процесса, при котором он образуется (с учетом его влажности, т. е. производить расчет

на воздушно-сухое вещество), а можно брать и из отвалов и использовать без всякой предварительной обработки.

Продукт, получаемый в предлагаемом способе, обладает улучшенными свойствами как удобрительный состав для химической мелиорации почв, которые выражаются в увеличении влагоемкости состава до 160% и содержанием Р2О5 до 20%. Сочетание мелиоративных свойств состава с удобрительными увеличивают его агрохимическую эффективность. Агрохимическая оценка предлагаемого удобрительного состава проведена в условиях вегетационного опыта на многолетних травах. В опытах сравнивали эффективность применения самого фосфогипса, фосфогипса в смеси с известью, фосфогипса в смеси с фосфатами, получаемыми по прототипу и по предлагаемому способу.

Результаты проведенных опытов представлены в табл. 2.

Как видно из представленных данных, наибольшая прибавка в урожае за один укос получена при применении предлагаемого удобрительного состава. В опыте 4 используется смесь, полученная при механическом смешивании фософгипса с фосфатами, образовавшимися в катодной камере электродиализатора при очистке сточных вод согласно прототипу. Как видно из представленных данных, смесь, полученная путем простого добавления фосфата дает меньший агрохимический эффект, че.м предлагаемый состав. Следовательно, увеличенный агрохимический эффект вытекает не из состава смеси, а из способа ее получения и обусловлен повышением влагоемкости состава. Увеличение влагоемкости состава происходит за счет обработки фосфогипса в катодной камере электродиализатора следующим образом. При введении фосфогипса в катодную камеру электродиализатора происходит перекристаллизация растворенной части фосфогипса с образованием и выпадением в осадок дигидрата сульфата кальция (CaSO4-2Н20). Перекристаллизация фосфогипса протекает вследствие того, что по мере прохождения электродиализной очистки в катодной камере происходит концентрирование одноименных ионов кальция, которые сдвигают равновесие в сторону образования осадка, причем при избытке ионов кальция наблюдается образование мелких кристал;1ов. Таким образом, в катодной камере одновременно протекают два процесса: с одной стороны растворение, а с другой стороны осаждение сульфата кальция. Седи- ментационный анализ показал, что при этом образуются кристаллы сульфата кальция размером 80-40 мкм, в то время как у исходного фосфогипса были в интервале 200Х Х80 мкм, образующийся осадок обладает большой удельной поверхностью и влагоемкостью. При этом происходит также равномерное взаимное распределение фософги 1са

с фосфатом, что также приводит к увеличению агрохимической эффективности мелиоранта.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты от фтора путем электродиализа в трехмерном электродиализаторе при подаче исходной воды во все камеры и карбонийсодери осадка из катодной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет получения дополнительно удобрительно-мелиоративного средства повышенного качества, при достижении в катодной камере в процессе. электродиализа рН суспензии 6,0-6,5 в нее дополнительно вводят фосфогипс при массовом соотношении 16-80:1 и продолжают процесс до достижения рН суспензии в катодной камере

..V... ...м,. „V. о... и c,j.uuHiiMt.uAep-стижения рН суспензии в катодной камере

жащего фосфорита в анодную камеру с по- Ю 7,0-7,5, а осадок из катодной камеры после следующим разделением очищенной водыотделения от очищенной воды высушивают.

и осадка из катодной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет получения дополнительно удобрительно-мелиоративного средства повышенного качества, при достижении в катодной камере в процессе. электродиализа рН суспензии 6,0-6,5 в нее дополнительно вводят фосфогипс при массовом соотношении 16-80:1 и продолжают процесс до достижения рН суспензии в катодной камере

стижения рН суспензии в катодной камере

7,0-7,5, а осадок из катодной камеры после отделения от очищенной воды высушивают.

Изобретение относится к утилизации отходов производства минеральных удобрений и материалов. Целью изобретения является повышение экономичности способа за счет получения дополнительно удобритель но-мелиоративного средства повышенного качества. Сточную воду производства экстракционной фосфорной кислоты подвергают электродиализной обработке в трехкамерном электродиализаторе при подаче воды во все камеры и при введении в анодную камеру 95-150% карбонизированного фосфорита. По достижении рН суспензии в катодной камере 6,0-6,5 в нее добавляют фосфогипс при массовом соотношении суспензии и фос- фогипса (16-80): и продолжают процесс электродиализа до достижения рН суспензии в катодной камере 7,0-7,5. После окончания процесса очиш,енную воду и осадок из катодной камеры разделяют, а осадок высушивают. Получаемый продукт представляет собой удобрительно-мелиоративное средство с влагоемкостью до 160% и содержанием РаОз до 20%. 2 табл. (Л С

Без фосфогипса

Фосфогипс100

Фосфогипс-известь

(1:1)70

Смесь фосфогипса с фосфатами (смесь содержит 15,5% Pi 05 ) 85

Удобрительный состав полученный по предлагаемому способу содержит 15,5% ) 150

Таблица 1

Таблица 2

- - 85,6 1,6 15 0,15 89,5

1,3 15 0,07 92,3

15 0,82 126,0

4,5 15 0,82 140,5