高磷酸性废水回收处理试验研究

论文摘要

随着我国现代工业的高速发展,磷矿资源的开发及利用对经济发展起着特别重要的作用。我国是世界产磷大国,磷矿资源丰富,但是,我国磷矿资源开发利用特点是富矿少、中低品位矿多,开采难度大,难选矿多,易选矿少;国外磷矿资源亦有限,开采和选矿难度愈来愈大。与此同时,过多的磷进入水体,可以导致严重的环境污染——水体富营养化,因此,磷酸盐回收利用问题研究变得十分紧迫且意义重大。本课题来源于鄂西高磷鲕状赤铁矿酸浸降磷浸出废水,该废水浊度小,酸性大,含磷量高,非常适合开展回收其中的磷酸盐的试验研究。课题着眼于高磷赤铁矿选矿高磷废水的处理问题,展开了对两种单一磷酸盐的回收处理实验。试验内容包括全沉淀试验、二次水洗全沉淀试验、分步沉淀、氧化浸矿试验、氧化废水分步沉淀试验、四步沉淀试验、絮凝沉淀试验、废水回用试验等。试验后测试废渣中各物质元素含量,得出最佳的回收试验条件,最终得到高磷废水回收试验方案。加氧化剂浸矿不影响降磷效果,提高了浸出试验铁的回收率,并有利于进一步的废水分步沉淀回收磷酸铁试验,因此本试验方案是氧化浸矿降磷、分步沉淀处理后续氧化浸出废水。试验最终采用对氧化浸矿后的废水进行四步沉淀处理工艺:第一步沉淀中和剂是氢氧化铁粉末及氢氧化钠标准液体,后三步沉淀中和剂为氧化钙粉末,沉淀pH区间分别是:0.70-1.25、1.25-3.60、3.60-6.00、6.00-9.00。最佳试验条件:（1）氧化剂浸矿氧化剂种类及用量为:50%的PZH药剂溶液,其用量为11.7L/（t铁精矿）;（2）第一步沉淀剂用5mol/L的氢氧化钠标准溶液配合使用氢氧化铁（用量:4.0g/L）;（3）第二步加入少量聚丙烯酰胺做絮凝剂,絮凝搅拌速度不小于1200rpm,絮凝搅拌时间为1分钟,沉淀时间为5分钟;（4）第四步加入聚合铝做絮凝剂,搅拌时间和沉淀时间为20分钟。试验结果:第一步沉淀试验得到90.19%纯度的磷酸铁沉渣,回收量为10.2g/L;第二步实现高效絮凝沉淀;第三步回收约90%纯度的磷酸钙,回收量为11.8g/L;第四步处理废水可回用于铁精矿酸浸降磷工业试验或达标排放。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 磷资源现状
• 1.1.1 磷的工业意义
• 1.1.2 国内磷矿资源现状
• 1.1.3 世界磷矿资源现状
• 1.1.4 磷的危害
• 1.2 水体中的磷
• 1.3 酸性高磷废水
• 1.3.1 废水除磷技术现状
• 1.3.2 高磷废水处理工艺研究方向及趋势
• 1.4 课题的目标及研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 课题的研究意义
• 第2章 试验方法及药品、仪器设备
• 2.1 试验对象
• 2.2 主要试验方法
• 2.2.1 酸浸试验方法
• 2.2.2 分步沉淀的试验方法
• 2.2.3 磷酸铁磷酸钙回收试验方法
• 2.2.4 水洗试验方法
• 2.2.5 废水处理及回用试验方法
• 2.3 试验指标评价办法
• 2.3.1 全铁的测定
• 2.3.2 废水中pH和磷的测定
• 2.4 废渣中钙镁铝磷的测定方法
• 2.4.1 钙镁的测定
• 2.4.2 铝的测定
• 2.4.3 固体废渣中磷的测定
• 2.5 药剂
• 2.6 试验仪器与设备
• 第3章 全沉淀及分步沉淀试验
• 3.1 废水来源与性质
• 3.2 全沉淀试验
• 3.2.1 未水洗氧化钙全沉淀测试数据分析
• 3.2.2 未水洗氧化钙分步沉淀数据分析
• 3.2.3 结论
• 3.3 水洗分步试验
• 3.3.1 水洗后氧化钙全沉淀测试数据分析
• 3.3.2 氧化钙分步沉淀数据分析
• 3.3.3 加氧化剂PZH溶液分步沉淀初步探索试验
• 3.3.4 加氧化剂PZH溶液分步沉淀条件试验
• 3.3.5 变化氧化剂分步沉淀条件试验
• 3.4 回收产物全元素分析
• 3.4.1 全元素测定试验
• 3.4.2 水洗试验
• 3.5 小结
• 第4章 废水综合回收、处理及回用
• 4.1 废水酸性测试试验
• 4.2 回收钙盐试验
• 4.2.1 氢氧化钠分步沉淀试验
• 4.2.2 氢氧化钠分步沉淀第四步沉淀条件试验
• 4.2.3 结论分析
• 4.3 废水中和沉淀试验
• 4.3.1 废水最终处理试验
• 4.3.2 废水深度处理净化试验
• 4.3.3 第二步中和沉淀处理试验
• 4.4 废水回用试验
• 4.5 小结
• 第5章 磷酸盐分步沉淀理论研究
• 5.1 磷酸盐沉淀pH机理研究
• 5.1.1 废水性质分析及各种化合物的性质
• 5.1.2 废水沉淀理论解释
• 5.2 酸碱中和沉淀化学除磷作用过程及机理
• 5.2.1 钙盐作用机理
• 5.2.2 铁盐作用机理
• 5.2.3 铝盐作用机理
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 附录：攻读学位期间发表的论文及参加项目