[發明專利]一種從含磷廢水中回收藍鐵礦的系統及其工藝

有效

• 申請號: 202011375231.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112645447B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 潘楊;周建;黃勇;倪敏;李大鵬;馮鑫
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;C02F3/02;C02F3/28;C02F9/00;C01B25/37;C02F101/10;C02F1/58;C02F1/66
• 代理公司: 蘇州友佳知識產權代理事務所(普通合伙) 32351
• 代理人: 龔心怡

1.一種從含磷廢水中回收藍鐵礦的系統，其特征在于，所述系統包括升流式反應器、第一氣體輸入裝置、第一溶液輸入裝置、第二溶液投加裝置、回流裝置、監測裝置、收料裝置和排水裝置，所述升流式反應器的頂部為液封結構，所述液封結構包括設置在所述升流式反應器頂部的蓋子，及設置在所述升流式反應器的上端部分外圍的水池結構，所述水池結構內的液面高于所述蓋子的頂面，

第一氣體輸入裝置與所述升流式反應器連通，所述第一氣體輸入裝置用于向所述升流式反應器提供惰性氣體，

所述第一溶液輸入裝置與所述升流式反應器連通，所述第一溶液輸入裝置用于向所述升流式反應器提供富磷溶液，

所述第二溶液投加裝置與所述升流式反應器連通，所述第二溶液投加裝置用于向所述升流式反應器投加堿性溶液、酸性溶液和亞鐵離子溶液，

所述回流裝置與所述升流式反應器連通，且形成一個可控的循環流動系統，所述升流式反應器內的溶液的氧化還原電位的范圍在-450mv~-100mv，

所述監測裝置包括監測端，所述監測端插入所述升流式反應器內，所述監測裝置用于監測的數據包括pH值，

所述收料裝置連接于所述升流式反應器的底部，所述收料裝置包括以液封形式進行存儲的儲料容器。

2.根據權利要求1所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的系統，其特征在于，所述富磷溶液的磷濃度不小于50mg/L。

3.一種從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，采用權利要求1-2中任一項所述的系統進行回收，其特征在于，包括以下步驟：

1）創建厭氧環境：通過第一氣體輸入裝置將惰性氣體通入所述升流式反應器，所述升流式反應器內多余的氧氣從頂部排出，使得所述升流式反應器內形成厭氧環境；

2）初步混合溶液：通過第一溶液輸入裝置將富磷溶液輸入所述升流式反應器，通過第二溶液投加裝置向所述升流式反應器內按一定的鐵磷比例加入所述亞鐵離子溶液；

3）調節pH值：通過第二溶液投加裝置向所述升流式反應器內投加堿性溶液或酸性溶液，通過所述監測裝置的數據監測，將所述升流式反應器內的pH值調節至7-7.5；

4）初步形成磷酸亞鐵晶種：通過所述回流裝置以預設的上升流速使所述升流式反應器形成封閉式的循環流動系統，經過一段水力停留時間和沉淀時間后，所述亞鐵離子溶液和所述富磷溶液充分混合形成磷酸亞鐵晶種，所述廢水通過所述排水裝置排出；

5）形成磷酸亞鐵晶體：以步驟2）、步驟3）和步驟4）為一個結晶循環過程，將所述結晶循環過程進行多次循環，使所述亞鐵離子溶液和所述富磷溶液在所述升流式反應器內循環結晶，使第一個循環過程中步驟4）形成的磷酸亞鐵晶種進一步結晶為預設粒徑的磷酸亞鐵晶體。

4.根據權利要求3所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，其特征在于，步驟2）中，通過第一溶液輸入裝置將富磷溶液輸入所述升流式反應器，經過一段時間的水力輸送，使得所述富磷溶液的液面高于所述回流裝置的最高端面。

5.根據權利要求3所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，其特征在于，步驟2）中，所投加的亞鐵離子與富磷溶液中磷酸根離子濃度的摩爾比為（1.5~3）：1。

6.根據權利要求3所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，其特征在于，步驟4）中，所述上升流速的范圍為0.1m/h~0.9m/h。

7.根據權利要求3所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，其特征在于，步驟5）中，將所述結晶循環過程進行多次循環，使所述亞鐵離子溶液和所述富磷溶液在所述升流式反應器內循環結晶，當所述升流式反應器內的水力停留時間為8~12h時，停止反應，沉淀，得到預設粒徑的磷酸亞鐵晶體。

8.根據權利要求3所述的從含磷廢水中回收藍鐵礦的工藝，其特征在于，步驟5）中，所述磷酸亞鐵晶體的預設粒徑為10μm~300μm。