[發明專利]一種含磷固體廢棄物資源化利用的方法

有效

• 申請號: 201710340657.6
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107244688B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳銀廣;鄧爍;鄭雄;黃海寧;王娟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01F11/24
• 分類號: C01F11/24;C01F7/56;C01B25/22
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種含磷固體廢棄物資源化利用的方法。本發明主要通過強酸溶解含磷廢水經中和沉淀產生的固體廢棄物，并利用酸阻滯樹脂及萃取工藝在不同條件下分離磷元及金屬元素，從而達到回收磷酸和金屬鹽的目的。與傳統焚燒法和填埋法處理此類固廢相比，本發明具有操作簡易，環境污染小，成本低廉且產物具有經濟價值的優點。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種含磷固體廢物資源化的方法。

背景技術

近些年來國家對環境標準的要求愈發嚴格，固體廢物作為環境的一大污染源，不僅僅會直接污染環境，而且常通過媒介，如水、氣、土壤等進行污染。常規處理方法如填埋、焚燒等會占據大量的土地和產生二次污染，因此每年有大量的固體廢物堆積無法處理，造成惡性循環。而固體廢物常被稱為放錯地方的資源，如能有效回收利用其中的物質和能源，即實現固體廢物資源化，將有效的緩解這一現狀并創造一定的財富價值。

每年中國有大量地含磷的工業廢水和生活污水產生，中和沉淀法因其廉價、快速、操作簡單的優點常用于含磷酸鹽廢水處理，而此種方法往往會帶來大量的沉淀物，這些沉淀物常被定性為危險固體廢物，因此后續處理難度大、成本高。

本發明響應固體廢物資源化理念，可對上述固體廢物中的物質進行回收利用，其原理是，磷酸鹽廢水往往呈酸性，常用堿和鹽混投沉淀磷酸根形成不溶性磷酸鹽或磷酸氫鹽沉淀，利用強酸制弱酸特性，可視情況將該沉淀溶于酸中，形成磷酸與酸式鹽，以酸阻滯樹脂進行分離磷酸與酸式鹽溶液，通過蒸發等方式進行磷酸濃縮與酸式鹽結晶回收。本發明具有操作簡易，環境污染小，成本低廉且產物具有經濟價值的優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含磷固體廢棄物資源化利用的方法，本發明將固體廢物的達標處理與污染物的資源化利用作為一個整體系統進行考慮。本發明是基于強酸制弱酸原理、酸阻滯樹脂理化特性及萃取原理，通過控制酸投加量、進出樹脂柱的液體量及流速等條件，將固體廢物處理，并回收為磷酸及酸式鹽，從而減少固體廢物產量并資源化利用的方法。

本發明提出的一種含磷固體廢棄物資源化利用的方法，包含以下步驟：

（1）將固體廢棄物投加到含有適量鹽酸的第一反應池中，控制第一反應池中溶液的pH值；所棕固體廢物磷質量含量為1.5%~8%，含磷物質種類為正磷酸鹽；

（2）當第一反應池中固液反應結束后，其出水進入到工業離心機中離心，排出少量不溶殘渣，同時離心后的出水進入第二反應池中；

（3）向第二反應池中投加適量相應氫氧化物調節溶液的pH值，并產生不溶性磷酸鹽沉淀，離心分離沉淀與液體，沉淀排入第三反應池，液體經濃縮蒸發可制得金屬鹽；

（4）向第三反應池中加入適量鹽酸，形成氯化鹽和磷酸溶液；

（5）用提升泵使步驟（4）中液體逆流通過樹脂柱，液體經濃縮蒸發可制得氯化鹽；液體逆流進入樹脂柱流速控制在2~4BV/H，流量為1~3BV,即每小時流量為樹脂裝填體積量的2~4倍，單次操作流量為樹脂裝填體積量的1~3倍；

（6）待步驟(5)中液體排盡，以純水順流通過樹脂柱，排出液體即為含有少量氯化鹽的稀磷酸溶液；純水順流進入樹脂柱流控制在2~4BV/H，流量為1~2BV，即每小時流量為樹脂裝填體積量的2~4倍，單次操作流量為樹脂裝填體積量的1~2倍；

（7）利用有機溶劑對步驟（6）中稀磷酸溶液進行多級逆流萃取，可分離磷酸與氯化鹽；

（8）利用蒸餾水對步驟（7）中有機溶劑進行反萃取可得純凈稀磷酸，經蒸發濃縮可得所需濃度磷酸，其中有機溶劑可通過減壓蒸餾進行回用。

本發明中，步驟（１）中當固體廢棄物中主要成分為氫氧化鋁，控制第一反應池中溶液的pH值為-0.4~-1.0；當固體廢棄物中主要成分為碳酸鈣，控制第一反應池中溶液的pH值為-0.1~-0.5。