Способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты

 

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 фосфогипса (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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4134872/30-15 (22) 17.10.86 (46) 15.03.89. Бюл. № 10 (71) Самаркандский государственный университет им. А. Навои (72) P. Н. Кутфитдинов, 3. Г. Усманова и В. Ф. Кармышев (53) 628.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1353745, кл. С 02 F 1/46, 1985. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРАКЦИОННОЙ

ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к утилизации отходов производства минеральных удобрений и материалов. Целью изобретения является повышение экономичности способа за счет получения дополнительно удобритель1

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, содержащую 5000 мг/% Р 05 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 фосфор ит в количестве 95 — 150% в пересчете на содержание фтора в сточной воде. В процессе проведения электродиализа сточной воды при наложении постоянного

„„QU„„) 46541 9 А1 (59 4 С 02 F 1/46,, С 09 К 17/00,,С 05 F 7/00 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 †15 карбонизированного фосфорита.

По достижении рН суспензии в катодной камере 6,0 — 6,5 в нее добавляют фосфогипс при массовом соотношении суспензии и фосфогипса (16 — 80):1 и продолжают процесс электродиализа до достижения рН суспензии в катодной камере 7,0 — 7,5. После окончания процесса очищенную воду и осадок из катодной камеры разделяют, а осадок высушивают. Получаемый продукт представляет собой удобрительно-мелиоративное средство с влагоемкостью до 160% и содержанием

Р О; до 20%. 2 табл. 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, содержащие I — 2% фтора и более 30% Р О;.

При достижении рН каталита значения

6,2 в катодную камеру вносится 125 г фосфогипса со 100%-ной влагоемкостью, содержащего 1% Р205. Массовое соотношение суспензии — фосфогипс равно 32. Электродиализ продолжают до достижения рН католита 7,2 и затем полученную hyabny подают

B шламоотделитель, где происходит разделение пульпы на осветленный католит и сгущенный продукт. Скорость осветления католита составляет 0,48 м/ч. Степень очистки католита от РгО; составляет 98%. После фильтрации и сушки получают 145 г удобрительной смеси со 150%-ной влагоемкостью, содержащей 15,5% РгО общ. и 14,9% РгО; цитрат. раст.

При введении фосфогипса в катодную камеру в количестве 250 и 50 г, что соответствует соотношению суспензия — — фосфогипс равному 16 и 80, получакхг 270 и 65 г удоорительного состава, содержащего 6,3 и 20,0%

РгОБ общ.

Целесообразность выбранных параметров проиллюстрирована в табл. i.

Предельные значения в соотношении суспензия — фосфогипс выбраны не случайно а исходя из того, что при з-»ачениях меньше

16 проведение процесса экономически нецелесообразно и ввиду того, что влагоемкость полученной смеси и концентрация Р О; увеличиваются незначительно по сравнению с исходным фосфогипсом. Введение фосфогипса в соотношении больше 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 происходит нейтрализация фосфогипса, 3H суспензия IIp» : 30 этом уменьшается до 5,8-- 5,5, что сопровождается растворением части фосфогипса в образовавшейся суспензии. Процесс завершают при достижении рН и катодной камере значения 7,0 — 7,5. Нейтрализация неотмытых примесей РгО;, улучшает физико-механи- 3 ческие свойства фосфогипса. Целесообразность введения фосфогипса в заданном интервале рН (6,0 — 6,5) о». условлена необходимостью проведения нейтрализации примесей РгО;, с переводом их в цитраторастворимук» форму (Са(НРО4) г2НгОУ без потерь.

Образование водорастворимых соединений (Са(НгРО4}г приводит к потерям Р О; за счет миграции фосфат-ио..ов (H PO4) в анод ную камеру электродиализатора. Предельное значение в отношении рН введения фосфогипса выбраны исходя из того, что при рН(5,0 в системе образуются водорастворимые фосфаты, а при рН: 6,4 — кислоторастворимые формы, что приводит к уменьшению содержания усвояемых фосфатов.

Таким образом, от рН внесения фосфогипса 5О зависит содержание усвояемых фосфатов.

Полученный удобрительный состав во избежание перехода дигидрата сульфата кальция (CaSO4 ° 2НгО) в полугидрат (СаЬО:» 5Н О) следует сушить при 55 -60 С.

Фосфогипс можно использовать сразу же после выведения егс из технологического процесса, при котором он образуется (с учетом еl о 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 способ», обладает улучшенными свойствами как удобрительный состав для химической мелиорации почв, которые выражаются в увеличении влагоемкости состава до 160% и содержанием РгО 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 фософги пса 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 à"рохимический эффект, чем 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 2НгО), 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 кристаллов. Таким образом, в катодной камере одновременно протекают два процесса: с одной стороны растворение, а с другой стороны осаждение сульфата кальция. Седиментационный анализ показал, что при этом образуются кристаллы сульфата кальция размером 80--40 мкм, в то время как у исходного фосфогипса были в интервале 200> 80 мкм, образующийся осадок обладает большой удельной поверхностью и влагоемкостью. При этом происходит также равномерное взаимное распределение фософгипса

1465419

Таблица I

S, м /ч м/ч

Соотношение рН суспензии: конч. фосфогипс общ.

Влагоемкость цитр.

15:1 7,5 5,0

16:1 /,5 6,3

32:1 7,2 15,5

80:1 7,1 20,0

81:1 7,0 20,6

103

162

1,2

2,0

4,5

5,5

5,6

4,3

5,9

14,9

18,5

19,1

0,53

0,52

0,48

0,17

0,10

Таблица 2

Опыт Наименование опыта

Урожай зеленой

Свойства смеси

Доза фосфогипса

Ра 05, г/сосуд массы, г/сосуд

Ра.05

S м /

ВлагоФосфогипс емкость, X

85,6

0,15 89,5

2

100 1,6

70 1,3

0,07 92,3

85 2,0

0,82 126,0

150 4,5

0,82 140,5

Составитель Л. Рубинова

Редактор H. Киштулинец Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 882/26 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 45

Производственно-издательский комбинат «Г1атснт», г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 с фосфатом, что также приводит к увеличению агрохимической эффективности мелиоранта.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод производ5 ства экстракционной фосфорной кислоты от фтора путем электродиализа в трехмерном электродиализаторе при подаче исходной воды во все камеры и карбонийсодержащего фосфорита в анодную камеру с по10 следующим разделением очищенной воды

Без фосфогипса

Фосфогипс

Фосфогипс-известь (1: 1)

Смесь фосфогипса с фосфатами (смесь содержит 15,57 Р 0 )

Удобрительный состав полученный по предлагаемому способу содержит 1 5, 5Е Р О ) и осадка из катодной камеры, отличавщийея 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

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