采用酸性废水实施弱酸脱镁收磷的循环化产业应用

2017年11月施工应用采用酸性废水实施弱酸脱镁收磷的循环化产业应用张俊（瓮福达州化工有限责任公司，四川达州635000）摘要：瓮福达州化工有限责任公司为解决低品位磷矿选别过程中伴生氧化镁含量和磷收率平衡的问题，结合就地使用四川磷精矿，降低物流费用的经营理念，通过研究湿法磷酸装置产生的酸性废水特性，实施弱酸脱镁收磷的循环化产业应用。介绍该产业化的实施理论、形成的生产工艺、操作要点，以及实施循环化产业应用后取得的经济效益和环保效益。关键词：氧化镁含量；磷收率；磷精矿；酸性废水；弱酸脱镁收磷；循环化产业1磷矿石、酸性废水、磷精矿化学组成本企业使用的原料磷矿石为贵州低品位硅钙质磷块岩胶磷矿和四川钙镁质磷块岩矿石，使用磷精矿原料为主要以四川磷精矿为主。酸性废水是在磷复肥生产过程中产生的，其特点是高浓度、高酸度、高浊度的“三高”污水，是一种含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸。2实施方案2.1改进磷矿石选别系统本企业原设计的磷矿石选矿技术是以“WF-1”为捕收剂，浓硫酸加水配制成10%稀硫酸作为浮选的调整剂和抑制剂反浮选生产工艺。但随着磷矿资源的逐步贫化，实际生产中从瓮福集团购入的磷矿原料品质已达不到原设计的要求，购进原矿基本为中低品位劣质胶磷矿，原技术生产的精矿已不能达到既保证品质不变又不降低磷收率，减少磷损失的要求，开发中低品位磷矿的综合利用及胶磷矿选矿新技术，使产业技术跃升，已迫在眉睫。于是企业在磷矿石选矿系统中引进运用“WFS”废水选矿技术，选用WF-1捕收剂，利用PH值为1.5-2.0“WFS”替代硫酸作为选矿调整剂和抑制剂的选矿工艺，变废为宝。并为结合实际生产，对“WFS”在不同PH值条件下，试验确定“WFS”最佳用量、磨矿的最佳细度，反应时间，找出酸性废水弱酸脱镁收磷循环化产业应用中磷矿石选别系统最佳工艺参数。2.2新建磷精矿脱镁收磷再浆系统2.2.1探究水矿比本企业使用酸性废水是一种含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸，PH值为1.6左右，生产原料干磷精矿主要是从四川地区购进，其氧化镁含量在1.8%左右。在工业试验过程中，根据“弱酸脱镁”原理磷精矿脱镁反应的主体物质为白云石，其均布于磷矿颗粒表面，而磷矿主体物质为磷灰石，即脱镁反应主要在矿石颗粒表面完成，酸性废水与干精矿配比不同时，在脱镁反应中强度不同。所以通过探究精矿浆在不同浓度下的脱镁率，寻找最佳酸性废水与干精矿的质量配比。2.2.2探究反应温度本企业在整个工业化试验中，基于“弱酸脱镁”原理下，温度对整个脱镁反应具有较大的影响，在结合工业化试验生产条件下，进行反应温度的优化试验，寻找脱镁收磷活性最佳的反应温度。2.2.3探究搅拌时间本企业在工业化试验中，基于“弱酸脱镁”原理下，磷精矿与酸性废水在反应槽中不断反应，反应时间长短直接影响反应是否充分和完全，在整个脱镁选矿工艺中其中至关重要的作用，需要在工业化试验中对不同反应时间下的精矿浆进行指标含量分析，对比找出最佳的反应时间。2.3探究磷矿石选别系统与磷精矿脱镁收磷再浆系统混合新工艺本企业在循环化产业应用中使用“WFS”（酸性废水）选矿技术，在选别生产中选出磷矿中的氧化镁的同时也回收了酸性废水的磷含量（1.8%）。在磷精矿脱镁收磷再浆系统中，运用酸性废水溶解干精矿，且在一定的反应温度、水矿比、反应时间作用下，精矿中的五氧化二磷含量提高、氧化镁含量降低。我们通过探究在循环化产业应用中的脱镁率及磷收率，为企业增效。企业湿法磷酸装置使用的原料是由磷矿石选别系统生产磷精矿与外购精矿浆混配而成，为满足下游生产装置的生产需求，我们在其配比和总体精矿脱镁指标上进行探究，以力争达到最优的综合精矿指标。3结果与效益3.1结果通过采用酸性废水弱酸脱镁循环化产业应用，精矿中MgO的高脱镁率可达到65%以上，降低精矿中MgO含量到1.2%以内，精矿P2O5品位提高1个点，选矿磷收率稳定在96%~97%以内。深度脱镁后，混合磷精矿含固量为60%精矿浆，P2O5含量33.04%，MgO含量1.2%。3.2效益3.2.1经济效益该循环化产业应用确保磷收率稳定在96%~97%，减少了近2%的磷损失，为企业每年多回收P2O58000吨，折合32%磷精矿25000吨，获收益800多万元。通过深度脱镁，提升精矿品质，下游湿法磷酸装置清理时间大大降低，预计可提高磷酸装置的产能3%~5%（1万吨），增加产值近3500万元，同时确保磷酸品质得到明显的提升。3.2.2社会效益在同类磷肥及磷化工行业中采用酸性废水弱酸脱镁收磷循环化产业应用，确保企业公司废水实现“磷排放”的可行性。变以往污染的末端治理为源头控制,消除或最大限度减少污染,保护自然资源。充分循环利用酸性废水，对酸性废水中的磷进行回收，实现了资源深度充分利用。节约新鲜取水用量、降低酸性废水处理成本，形成一个新的循环产业链。4结语本工业化装置通过酸性废水深度处理磷矿，分解其中的白云石形式存在的镁杂质，体现了五点技术和经济优势：（1）既实现了磷矿脱镁，又是酸性废水中和处理的有效手段，节约了酸性废水处理的成本；（2）酸性废水循环利用的同时节约了新鲜水的用量，节约了一大笔生产费用；（3）由于化学脱镁作用，脱出了磷矿中大部分碳酸盐，能够节约磷矿酸解过程硫酸的消耗；（4）化学脱镁作用提高了磷矿的实际品位，降低了镁杂质含量，有利于磷矿酸解过程以后磷酸浓缩、净化成本的降低；（5）有效回收了酸性废水中的磷，实现了资源深度充分利用。该循环化产业应用装置具有了提高精矿质量指标、循环利用酸性废水、回收酸性废水中的磷、节约新鲜水用量、降低酸性废水处理成本等优势，将会在磷化工行业中推广及应用，具有重大的借鉴意义。参考文献:[1]杨忠权.WF-01捕收剂在瓮福磷矿选矿厂的使用[J].矿业快报.2004(03)[2]杨忠权,杨安淬,陈仕勋.WFS调整剂在瓮福磷矿选矿厂的应用[J].矿产综合利用.2010(04)[3]闫成硕.钛白酸性废水用于中低品位胶磷矿脱镁及制取湿法磷酸工艺研究[D].上海:华东理工大学.2013:2-3.77