采用酸性廢水實施弱酸脫鎂收磷的循環化產業應用

張俊（甕福達州化工有限責任公司，四川 達州 635000）

采用酸性廢水實施弱酸脫鎂收磷的循環化產業應用

張俊（甕福達州化工有限責任公司，四川 達州 635000）

甕福達州化工有限責任公司為解決低品位磷礦選別過程中伴生氧化鎂含量和磷收率平衡的問題，結合就地使用四川磷精礦，降低物流費用的經營理念，通過研究濕法磷酸裝置產生的酸性廢水特性，實施弱酸脫鎂收磷的循環化產業應用。介紹該產業化的實施理論、形成的生產工藝、操作要點，以及實施循環化產業應用后取得的經濟效益和環保效益。

氧化鎂含量；磷收率；磷精礦；酸性廢水；弱酸脫鎂收磷；循環化產業

1 磷礦石、酸性廢水、磷精礦化學組成

本企業使用的原料磷礦石為貴州低品位硅鈣質磷塊巖膠磷礦和四川鈣鎂質磷塊巖礦石，使用磷精礦原料為主要以四川磷精礦為主。酸性廢水是在磷復肥生產過程中產生的，其特點是高濃度、高酸度、高濁度的“三高”污水，是一種含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸。

2 實施方案

2.1 改進磷礦石選別系統

本企業原設計的磷礦石選礦技術是以“WF-1”為捕收劑，濃硫酸加水配制成10%稀硫酸作為浮選的調整劑和抑制劑反浮選生產工藝。但隨著磷礦資源的逐步貧化，實際生產中從甕福集團購入的磷礦原料品質已達不到原設計的要求，購進原礦基本為中低品位劣質膠磷礦，原技術生產的精礦已不能達到既保證品質不變又不降低磷收率，減少磷損失的要求，開發中低品位磷礦的綜合利用及膠磷礦選礦新技術，使產業技術躍升，已迫在眉睫。于是企業在磷礦石選礦系統中引進運用“WFS”廢水選礦技術，選用WF-1捕收劑，利用PH值為1.5-2.0“WFS”替代硫酸作為選礦調整劑和抑制劑的選礦工藝，變廢為寶。并為結合實際生產，對“WFS”在不同PH值條件下，試驗確定“WFS”最佳用量、磨礦的最佳細度，反應時間，找出酸性廢水弱酸脫鎂收磷循環化產業應用中磷礦石選別系統最佳工藝參數。

2.2 新建磷精礦脫鎂收磷再漿系統

2.2.1探究水礦比

本企業使用酸性廢水是一種含有磷酸、硫酸、氟硅酸的混酸，PH值為1.6左右，生產原料干磷精礦主要是從四川地區購進，其氧化鎂含量在1.8%左右。在工業試驗過程中，根據“弱酸脫鎂”原理磷精礦脫鎂反應的主體物質為白云石，其均布于磷礦顆粒表面，而磷礦主體物質為磷灰石，即脫鎂反應主要在礦石顆粒表面完成，酸性廢水與干精礦配比不同時，在脫鎂反應中強度不同。所以通過探究精礦漿在不同濃度下的脫鎂率，尋找最佳酸性廢水與干精礦的質量配比。

2.2.2探究反應溫度

本企業在整個工業化試驗中，基于“弱酸脫鎂”原理下，溫度對整個脫鎂反應具有較大的影響，在結合工業化試驗生產條件下，進行反應溫度的優化試驗，尋找脫鎂收磷活性最佳的反應溫度。

2.2.3探究攪拌時間

本企業在工業化試驗中，基于“弱酸脫鎂”原理下，磷精礦與酸性廢水在反應槽中不斷反應，反應時間長短直接影響反應是否充分和完全，在整個脫鎂選礦工藝中其中至關重要的作用，需要在工業化試驗中對不同反應時間下的精礦漿進行指標含量分析，對比找出最佳的反應時間。

2.3 探究磷礦石選別系統與磷精礦脫鎂收磷再漿系統混合新工藝

本企業在循環化產業應用中使用“WFS”（酸性廢水）選礦技術，在選別生產中選出磷礦中的氧化鎂的同時也回收了酸性廢水的磷含量（1.8%）。在磷精礦脫鎂收磷再漿系統中，運用酸性廢水溶解干精礦，且在一定的反應溫度、水礦比、反應時間作用下，精礦中的五氧化二磷含量提高、氧化鎂含量降低。我們通過探究在循環化產業應用中的脫鎂率及磷收率，為企業增效。

企業濕法磷酸裝置使用的原料是由磷礦石選別系統生產磷精礦與外購精礦漿混配而成，為滿足下游生產裝置的生產需求，我們在其配比和總體精礦脫鎂指標上進行探究，以力爭達到最優的綜合精礦指標。

3 結果與效益

3.1 結果

通過采用酸性廢水弱酸脫鎂循環化產業應用，精礦中MgO的高脫鎂率可達到65%以上，降低精礦中MgO含量到1.2%以內，精礦P2O5品位提高1個點，選礦磷收率穩定在96%～97%以內。深度脫鎂后，混合磷精礦含固量為60%精礦漿，P2O5含量33.04%，MgO含量1.2%。

3.2 效益

3.2.1經濟效益

該循環化產業應用確保磷收率穩定在96%～97%，減少了近2%的磷損失，為企業每年多回收P2O58000噸，折合32%磷精礦25000噸，獲收益800多萬元。通過深度脫鎂，提升精礦品質，下游濕法磷酸裝置清理時間大大降低，預計可提高磷酸裝置的產能3%～5%（1萬噸），增加產值近3500萬元，同時確保磷酸品質得到明顯的提升。

3.2.2社會效益

在同類磷肥及磷化工行業中采用酸性廢水弱酸脫鎂收磷循環化產業應用，確保企業公司廢水實現“磷排放”的可行性。變以往污染的末端治理為源頭控制,消除或最大限度減少污染,保護自然資源。充分循環利用酸性廢水，對酸性廢水中的磷進行回收，實現了資源深度充分利用。節約新鮮取水用量、降低酸性廢水處理成本，形成一個新的循環產業鏈。

4 結語

本工業化裝置通過酸性廢水深度處理磷礦，分解其中的白云石形式存在的鎂雜質，體現了五點技術和經濟優勢：（1）既實現了磷礦脫鎂，又是酸性廢水中和處理的有效手段，節約了酸性廢水處理的成本；（2）酸性廢水循環利用的同時節約了新鮮水的用量，節約了一大筆生產費用；（3）由于化學脫鎂作用，脫出了磷礦中大部分碳酸鹽，能夠節約磷礦酸解過程硫酸的消耗；（4）化學脫鎂作用提高了磷礦的實際品位，降低了鎂雜質含量，有利于磷礦酸解過程以后磷酸濃縮、凈化成本的降低；（5）有效回收了酸性廢水中的磷，實現了資源深度充分利用。

該循環化產業應用裝置具有了提高精礦質量指標、循環利用酸性廢水、回收酸性廢水中的磷、節約新鮮水用量、降低酸性廢水處理成本等優勢，將會在磷化工行業中推廣及應用，具有重大的借鑒意義。

[1]楊忠權.WF-01捕收劑在甕福磷礦選礦廠的使用[J].礦業快報.2004(03)

[2]楊忠權,楊安淬,陳仕勛.WFS調整劑在甕福磷礦選礦廠的應用[J].礦產綜合利用.2010(04)

[3]閆成碩.鈦白酸性廢水用于中低品位膠磷礦脫鎂及制取濕法磷酸工藝研究[D].上海:華東理工大學.2013:2-3.