Способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты Советский патент 1992 года по МПК C02F1/469 

со

с

Использование: утилизация отходов производства минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ включает раздельное осаждение из сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты фтора и PaOs путем электрообработки воды в трехкамерном электродиализаторе в присутствии кальцийсодержащей добавки (гипса), вводимой в среднюю камеру электродиализаторы до достижения в катодной камере рН сначала 5,0-5,5, удаления твердой фазы в виде солей фтора и возврата фильтрата в катодную камеру, а затем продолжение электрообработки до рН 8,0-8,5 и образование обесфторенного осадка, обогащенного по РаОз в цитратно-растворимой форме, отвод из катодной камеры очищенной воды после отделения осадка и его утилизацию как кормового продукта. 2 табл.

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности экстракционной фосфорной кислоты и утилизации отходов производства минеральных удобрений.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является электродиализ сточной воды в присутствии карбонатсодержащего фосфорита, заключающийся в том, что электрообработку проводят в трехкамерном электродиализаторе с введением в анодную камеру кальцийсодержащей добавки и с подачей исходной воды во все камеры, причем процесс ведут в электродиализаторе с пористыми диафрагмами. В качестве кальцийсодержащей добавки в анодную камеру вводя карбонатсодержа- щий фосфорит в количестве 95-150 % из расчета на содержание фтора.

При введении фосфорита в анодную камеру электродиализатора происходит разложение его карбонатной части с

образованием ионов кальция и магния, которые под действием постоянного электрического тока мигрируют в катодную камеру, где осаждают фтор в виде фторидов при рН больше,5.

Недостатком способа является совместное осаждение вместе с фторидами фосфатов (PaOs - 20,6 %), которые переходят в шлам и выбрасываются в отвал.

Целью изобретения является повышение производительности способа и создание возможности образования обесфторенного осадка, обогащенного P20s в цитратнораст- воримой форме и утилизации его как кормового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что сточную воду производства экстракционной фосфорной кислоты подвергают обработке в трехкамерном электродиализаторе при подаче воды во все камеры и введении (95- 150%) кальцийсодержащей добавки (гипс,

VI Os О СО

± ЧЭ

фосфогипс) в среднюю камеру. Процесс очистки ведут при юстоянном перемешивании. При достижении рН суспензии в катодной камере 5,0-5,5 процесс приостанавливают и проводят отделение твердой фазы в виде со- ли фтора от жидкой. Полученный фильтрат повторно загружают в катодную камеру элек- тродиализзтора и продолжают процесс до достижения рН суспензии в катодной камере 8,0-8,5. После окончания процесса очищен- ную воду и осадок из катодной камеры разделяют, а ос адок высушивают. Получаемый осадок содержит 42 % Р2050бщ., из них 40,0- 40,5 % РзОз в цитратнорастворимой форме, а очищенная сточная вода содержит фтора не более 1,4 мг/л и Р20г не более 80 мг/л. может быть отправлена в оборот.

При электродиглизной очистке сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты по предлагаемому способу при помещении гипса в среднюю камеру происходит его растворение, т.е. переход ионов кальция s раствор, миграция их под действием постоянного электрического тока в катодное отделение, где они осаждают фторид и фосфат-ионы, присутствующие в сточной воде в виде фосфатов и фторидов. Данные химического анализа показали, что при достижении рН суспензии катодной камеры 5,0-5,5 содержание фторидов в исход- ной фазе достигает постоянного значения и не превышает 1,0-1,4 мг/л, что свидетельствует с завершении процесса осаждения фторидов. В связи с этим процесс очистки приостанавливают и проводят отделение жидкой фазы от твердой, содержащей до 30-32 % фтора (осадок 1), Полученный фильтрат повторно загружают в катодную камеру электродиализатора и продолжают процесс до достижения рН суспензии ка- тодной камеры 8,0-8,5 при этом образуется белый осадок П, содержащий 40 % PzOs и менее 0,2 % фторидов, что представлено в табл.1.

Из приведенных в таблице данных вид- но, что норма введенного гипса выбрана исходя из того, что именно в интервале 95- 150% наблюдается максимальная производительность аппарата - 0,77 л/час, что 1,9 раз превышает производительность по про- тотипу, минимальные энергозатраты и получение продукта с максимальным содержанием Pads и минимальным содержанием фтора.

При проведении процесса электродиа- лизной очистки рН суспензии в катодной камере изменялся рН от 5,0 до 8,0-8,5 и при этом наблюдалось образование осадка белого цвета (осадок П). По достижении рН 8,0-8,5 процесс очистки прекращали, проводили отделение образовавшейся 1вердой фазы от жидкой.

Содержание фтора и P20s в кислой воде и осадках, образующихся при различных рН представлено в таблице 2.

Проведение процесса при нормах вводимого гипса менее 95% приводит к уменьшению производительности процесса из-за увеличения его продолжительности и роста энергозатрат, и получения продукта с меньшим содержанием PaOs. Увеличение же ко- личества вводимого гипса ухудшает указанные параметры из-за уменьшения содержания PaOs в осадке за счет осаждения Са(ОН)2.

Граничное значения рН выбраны исходя из следующих соображений. При проведении отделения твердой фазы от жидкой при рН меньше 0,5 не происходит полного осаждения фторидов из жидкой фазы, т.е. степень очистки сточных вод от фтора ухудшается и не превышает 96,5%. При рН больше 5,5 происходит совместное осаждение фосфатов и фторидов, и содержание фтора в осадке П составляет 0,25-0,50%.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить производительность процесса очистки по сравнению с прототипом примерно в два раза при сохранении степени очистки и получить обогащенный фосфорсодержащий продукт, который может быть использован в качестве кормовой добавки при откормке крупного рогатого скота за счет содержания РзОз в цитратнорастворимой форме до 40%. Содержание фтора в полученном продукте не более 0,16-0,17%, очищенная вода может быть отправлена в оборот.

Формула изобретения Способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты от фтора и P20s, включающий их осаждение путем электрообработки воды в трехкамер- ном электродиализаторе в присутствии добавки в количестве 95-150 мас,% от содержания фтора и P20s до достижения слабощелочного рН в катодной камере и образования осадка, отвод из катодной камеры очищенной воды после отделения осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и создания возможности образования обесфторенного осадка, обогащенного PaOs в цитратно-растворимой форме и утилизации его как кормового продукта, осуществляют раздельно осаждение фтора и PaOs, при этом в качестве добавки используют гипс, вводимый в среднюю камеру электродиализатора, а электрообработку

ведут сначала до достижения в катодной камере рН 5,0-Ь,5 с последующим отделением твердой фазы в виде солей фтора и

возвратом фильтрата в катодную камеру, а затем продолжают электрообработку до образования осадка при рН 8,0-8,5.

Таблица

Таблица2