利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水方法
申请日期
公开(公告)日期
IPC分类编号C02F1/58;B09B3/00;/45;/16
概括
本发明提供了一种利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,该方法首先将高镁磷矿尾矿进行酸解,然后向酸解液中加入硫酸,进行酸化脱钙,得到硫酸钙和酸化液,再将氨氮废水加入酸化液中,进行镁析反应,得到磷酸镁铵。本发明利用高镁磷矿尾矿废弃物中的Mg、P元素处理高浓度氨氮废水,有效去除氨氮,高浓度氨氮废水的氨氮去除率可达80~99%,处理后的氨氮废水达到国家排放标准,大大降低了氨氮废水的处理成本。 同时本发明在氨氮废水处理过程中制备出磷酸镁铵产品,达到国家肥料标准,可直接作为缓释肥料使用,大大提高了废弃物的产品附加值,为高镁磷尾矿的综合利用及氨氮废水的处理提供了理论支持。
索赔
1、一种利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于包括以下步骤:
1)将高镁磷尾矿经过多循环酸浸,得到酸液;
2)向酸液中加入一定浓度的硫酸进行酸化脱钙反应,酸化脱钙反应完成后,陈化、过滤,得到硫酸钙和酸化溶液;
3)将氨氮废水加入酸化液中,搅拌加热至一定温度进行镁沉淀反应,镁沉淀反应完成后陈化、过滤,即得磷酸镁铵。
2.根据权利要求1所述的利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于:步骤1)酸解溶液中MgO浓度为80~120g/L,P2O5浓度为18~30g/L。
3.根据权利要求1所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于步骤2)中硫酸浓度≤18%,硫酸加入量为酸解液中钙含量的1-1.5倍。
4.根据权利要求1所述的利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于:步骤2)中酸化脱钙反应的反应温度为70-95℃,反应时间为10-40min。
5、根据权利要求1所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于:步骤2)中所述的陈化时间为8-16h。
6.根据权利要求1或4所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于步骤3)中所述的氨氮废水的氨氮浓度为1000—/L。
7.根据权利要求1所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于步骤3)中搅拌的搅拌速度为50-400r/min。
8.根据权利要求1所述的利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于步骤3)中镁沉反应的反应温度为20-60℃,反应时间为10-。
9、 根据权利要求 1所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法, 其特征在于: 步骤 3 ) 中所述的陈化时间为 10-。
10.根据权利要求1所述的利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,其特征在于步骤3)中磷酸镁铵中MgO含量为14%-25%,P2O5含量为25-45%。
手动的
一种利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法
技术领域
本发明涉及废弃资源化利用技术领域,具体涉及一种利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法。
背景技术
高镁磷尾矿是指矿山、选矿企业在一定的技术经济条件下,在开采过程中产生的“废弃物”,也是潜在的二次矿产资源。因此,无论是修建成水库还是作为废弃物废弃,都严重危害着自然环境。随着磷化工行业的不断发展,磷矿开采的不断进步,尾矿库中储存的磷尾矿也逐渐增多,原有的尾矿库已不能满足日益增加的尾矿量,新建尾矿库势必会破坏山林、农田的生态环境,磷尾矿中含有的许多有价值的有效成分也会随之流失。因此,磷尾矿的处理是当前磷化工研究面临的重要课题。
高浓度氨氮废水主要来源于石油化工、有色金属化工冶金、化肥、味精、肉类加工、水产养殖及垃圾渗滤液等。这些高浓度氨氮废水(>500mg/L)若不经处理直接排入水体,特别是排入流速较慢的湖泊、海湾等水体,容易造成水体的富营养化,加速水体中藻类等微生物的增殖,导致水质下降,甚至影响人们的健康。因此探索经济、高效的去除废水中高浓度氨氮的方法已成为亟待解决的问题之一。
磷酸铵镁沉淀法又称化学沉淀法,国外在20世纪60年代开始研究,到20世纪90年代末已迅速兴起为一种新的废水脱氮工艺并进入新的应用阶段。其原理是向含有氨氮的废水中加入磷酸盐和镁盐,经化学反应生成磷酸铵镁。磷酸铵镁属无色正交晶系,是一种含N、P、Mg的多元素复合肥料,其各组分均为有效成分。在水中溶解度极小,由于呈柠檬酸可溶性,施用后可将氮储存于土壤中,并在微生物作用下逐渐硝化,缓慢分解,提供植物养分。磷酸铵镁可作基肥,也可作追肥,适宜与其他肥料配合施用,作基肥时,适宜在酸性土壤上浅施。 按镁计算,一般每667m2施用1-1.5kg,一次施用即可满足作物整个生育期的营养需要,无需追肥,即使用量过大也不易引起作物烧苗、徒长、倒伏等现象,即使一次施用几年的用量也不会引起烧苗。用于蔬菜、谷类作物时,应混用一些速效化学氮肥,作追肥时宜及早施用。磷酸铵镁的缓释、不淋溶特性,特别适用于缺镁、养分易淋失的沙质土壤和缺镁、炎热多雨的南方红壤。若用磷酸铵镁作包膜材料,其缓释性能优于硫包膜尿素,整个包膜都是植物养分。 施入土壤后不留残存物质,在防止二次污染方面优于聚合物包膜肥料。日本用磷酸铵镁包膜水溶性颗粒肥料表面,延长贮存稳定性,提高肥料利用率。我国为减少碳酸氢铵肥料的挥发,提高其肥效,在3%~5%含水碳酸铵中添加5%~9%的磷酸铵镁,制成长效碳酸氢铵,使碳酸铵具有更好的稳定性,有效成分明显增加。 郑州卢氏磷肥及复合肥技术研究推广中心研制开发的以磷酸铵镁为主要包膜层的卢氏(@)系列控释肥料,在澳大利亚、美国、新加坡等国家的高尔夫球场、运动场、景观草坪等地取得了良好的使用效果。磷酸铵镁由于具有诸多优越的性能,在国外已被列为肥料,被称为21世纪的肥料,应用前景广阔。
磷酸铵镁除了用作肥料外,还主要用作家禽饲料添加剂、肥料添加剂,还用于医药,还可用于造纸、涂料、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂等的制造。因此本专利利用高镁磷矿尾矿中的Mg、P元素处理氨氮废水,最终制备出磷酸铵镁,不仅实现了“废弃”磷矿尾矿的二次利用,还减少了磷矿尾矿堆积和高浓度氨氮废水排放带来的环境污染。
此前,已有利用高镁磷矿尾矿制备磷酸镁铵的方法,公告号为CN A的中国发明专利公开了一种利用高镁磷矿尾矿生产磷酸镁铵的方法,该方法是在高镁磷矿尾矿的含镁液体中加入硫酸和磷混合酸及沉淀剂,制得磷酸镁铵固体,成本较高;公告号为CN A的中国发明专利公开了一种利用磷矿尾矿制备磷酸镁铵和硝酸镁铵的方法,该方法是利用硝酸对磷矿尾矿进行酸化,并用硫酸铵进行脱钙,在脱钙液中加入氨水,制得磷酸镁铵肥料; 公告号为A的中国发明专利公开了一种提高鸟粪石沉淀处理垃圾渗滤液氨氮效率的方法,该方法采用鸟粪石沉淀和组合法提高鸟粪石沉淀处理垃圾渗滤液的效果,显著提高去除效果;公告号为CN A的中国发明专利公开了一种鸟粪石沉淀处理氨氮废水的工艺,该工艺包括向废水中添加一定的镁源和磷源,控制一定的pH值,反应后沉淀物沉降在反应器底部,通过固液分离将鸟粪石分离出来,废水进入厌氧池进一步处理,排出的鸟粪石作为缓释肥料对外销售。
本发明利用磷矿尾矿中的Mg、P元素处理高浓度氨氮废水,有效去除氨氮,处理后的氨氮废水达到国家排放标准,并制备出磷酸镁铵产品,可直接作为缓释肥料使用。本发明工艺简单,操作方便,为高镁磷矿尾矿的综合利用及氨氮废水的处理,以及进一步的工业化提供了理论支持。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种利用高镁磷矿尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,以解决现有氨氮废水处理成本高的问题。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水的方法,包括以下步骤:
1)将高镁磷尾矿经过多循环酸浸,得到酸液;
2)向酸液中加入一定浓度的硫酸进行酸化脱钙反应,酸化脱钙反应完成后,陈化、过滤,得到硫酸钙和酸化溶液;
3)将氨氮废水加入酸化液中,搅拌加热至一定温度进行镁沉淀反应,镁沉淀反应完成后陈化、过滤,即得磷酸镁铵。
可选的,步骤1)中酸性水解溶液中MgO浓度为80~120g/L,P2O5浓度为18~30g/L。
可选的,步骤2)中硫酸的浓度≤18%,加入的硫酸的量为酸解溶液中钙含量的1~1.5倍。
可选的,步骤2)中酸化脱钙反应的反应温度为70-95℃,反应时间为10-40min。
可选的,步骤2)中陈化时间为8-16小时。
可选的,步骤3)中氨氮废水的氨氮浓度为1000/L。
可选的,步骤3)中搅拌速度为50-400r/min。
可选的,步骤3)中镁沉淀反应的反应温度为20-60℃,反应时间为10-。
可选的,步骤3)中陈化的陈化时间为10-。
可选的,步骤3)中磷酸镁铵的MgO含量为14%~25%,P2O5含量为25~45%。
与现有技术相比,本发明所述的利用高镁磷尾矿处理高浓度氨氮废水的方法具有以下优点:
1、本发明利用高镁磷废尾矿中的Mg、P元素处理高浓度氨氮废水,使氨氮得到有效去除,其中高浓度氨氮废水的氨氮去除率可达80-99%,处理后的氨氮废水达到国家排放标准,大大降低了氨氮废水的处理成本。同时,本发明在处理氨氮废水的同时,制备出磷酸铵镁产品,该产品符合国家肥料标准,可直接作为缓释肥料使用,大大提高了废品的附加值,为高镁磷废尾矿的综合利用及氨氮废水的处理提供了理论支撑。
2、本发明所利用的高镁磷肥尾渣和氨氮废水均为工业废弃物,具有工艺流程短、操作方便等优点,为企业减负增收提供了理论依据。(发明人张华利;夏燕;吴汉军)