專利名稱：利用工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉廢渣制取飼料級(jí)磷酸三鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保及三廢處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉排出的含亞磷酸鈣為主的廢渣制取飼料級(jí)磷酸三鈣的制造方法。
背景技術(shù)：
以往對(duì)含亞磷酸鈣為主的廢渣主要采用堆存或深埋處理，部分廢渣被農(nóng)民取走未經(jīng)任何處理直接作為肥料施到土壤里，大量磷元素會(huì)隨雨水流失到水體中，易造成環(huán)境污染，同時(shí)造成資源極大浪費(fèi)；單光渝在對(duì)含磷廢液的處理過(guò)程中將含磷廢液轉(zhuǎn)化為含亞磷酸鈣為主的廢渣，再采用高溫處理方法將亞磷酸鈣轉(zhuǎn)化為磷酸三鈣，其中高溫處理過(guò)程采用燃料供熱，且溫度要求800-1000℃，能耗高，污染重；尾氣回收得到的磷酸直接加入待處理的含磷廢液中，浪費(fèi)資源。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉廢渣資源化利用，解決廢渣因需要堆放或深埋處理所造成的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)降低廢渣處理的能耗及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題，提供一種將工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉所排出的、以含亞磷酸鈣為主的含磷廢渣(以下簡(jiǎn)稱含磷廢渣)資源化利用，制取飼料級(jí)磷酸三鈣的生產(chǎn)方法，該方法能耗低，污染小，符合清潔生產(chǎn)要求。
本發(fā)明生產(chǎn)方法包括以下步驟(1)、預(yù)干燥將含磷廢渣經(jīng)預(yù)干燥至含游離水≤0.1％；(2)、粉碎將預(yù)干燥后的含磷廢渣破碎至粒度≤20mm；(3)、煅燒將粉碎后的含磷廢渣加入到煅燒爐內(nèi)，于650℃以上(優(yōu)選650～750℃)煅燒，煅燒15分鐘以上(優(yōu)選15～20分鐘)，制得磷酸三鈣半成品；(4)、冷卻將上步磷酸三鈣半成品冷卻至常溫；(5)、粉碎將冷卻后的磷酸三鈣半成品粉碎、磨細(xì)，即為飼料級(jí)磷酸三鈣成品。
亞磷酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崛}是一個(gè)歧化分解過(guò)程，理論上由25％的磷元素變?yōu)榱谆瘹湟莩?，在高溫和有氧氣存在的條件下氧化為磷酸酸霧，其中一部分磷酸酸霧同廢渣中的少量氫氧化鈣反應(yīng)，生成磷酸三鈣；部分進(jìn)入煙氣洗滌系統(tǒng)。次磷酸鈉高溫轉(zhuǎn)變?yōu)榻沽姿徕c和偏磷酸鈉也是一個(gè)歧化分解過(guò)程，理論上有40％的磷元素要變?yōu)榱谆瘹湟莩?，在高溫和有氧氣存在的條件下氧化為磷酸酸霧，其逸出過(guò)程中部分被固體物料中的氫氧化鈣吸收，生成磷酸三鈣；部分進(jìn)入煙氣洗滌系統(tǒng)。
上述反應(yīng)過(guò)程可以用下列反應(yīng)方程式描述
2H3PO4+3Ca(OH)2＝Ca3(PO4)2+6H2O由于含磷廢渣顆粒細(xì)小，含水量高，甚至粘稠不易分散破碎，必須進(jìn)行預(yù)干燥處理，使含磷廢渣含有少量或不含游離水。
經(jīng)煅燒爐煅燒后生成的高溫磷酸三鈣半成品，經(jīng)空氣冷卻，機(jī)械破碎至所要求的粒級(jí)后，即為飼料級(jí)磷酸三鈣產(chǎn)品。磷含量為16～18％(重量)，不含氟、砷和重金屬等有害元素，品質(zhì)特別優(yōu)異。用以冷卻磷酸三鈣半成品的空氣，被產(chǎn)品加熱后可作為二次空氣送入干燥器和煅燒爐，節(jié)約大量電能。
所述煅燒工序功能是將亞磷酸鈣高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崛}，同時(shí)將廢渣中少量的次磷酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)榻沽姿徕c和偏磷酸鈉，最佳的煅燒溫度為650～750℃。
所述的煅燒工序因煅燒溫度相對(duì)較低，可使用電能，特點(diǎn)為煅燒溫度可控制，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染小。
所述從煅燒爐排出的含有粉塵和磷酸酸霧的煙氣，經(jīng)除塵和濕法洗滌后達(dá)標(biāo)排放，洗滌液經(jīng)多次循環(huán)使用提濃后，制取工業(yè)級(jí)磷酸。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果采用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝后，以前需要堆存或深埋處理的有毒固態(tài)廢渣轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂休^高市場(chǎng)價(jià)值的飼料級(jí)磷酸三鈣，避免了含磷廢渣造成的環(huán)境污染，故具有顯著的環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
采用本發(fā)明制得的飼料級(jí)磷酸三鈣含磷量為16～18％(重量)，不含氟、砷和重金屬等有害元素，品質(zhì)特別優(yōu)異。
從煅燒爐排出的煙氣中含有磷酸酸霧和粉塵，煙氣除塵后采用濕法洗滌工藝回收磷酸酸霧，洗滌液經(jīng)多次循環(huán)使用提濃后，制取工業(yè)級(jí)磷酸。故磷酸三鈣的生產(chǎn)裝置可實(shí)現(xiàn)零排放。

圖1是采用本發(fā)明制取飼料級(jí)磷酸三鈣的工藝流程框圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1如圖1所示含亞磷酸鈣為主的廢渣1顆粒細(xì)小，含水量高，甚至粘稠不易分散破碎，必須進(jìn)行預(yù)干燥2處理，使含磷廢渣含有少量或不含游離水，然后粉碎3至粒度≤20mm再加入煅燒爐中進(jìn)行煅燒4，煅燒溫度為650～750℃，煅燒時(shí)間為15～20分鐘。從爐內(nèi)卸出的高溫磷酸三鈣的半成品5，在冷卻器中用空氣7進(jìn)行冷卻6，再經(jīng)粉碎9至所需粒級(jí)即為磷酸三鈣最終產(chǎn)品10。冷卻半成品的空氣被加熱后作為預(yù)干燥和煅燒爐的二次空氣8，降低能耗。從煅燒爐內(nèi)排出的含有磷酸酸霧和粉塵的煙氣11經(jīng)除塵后采用濕法用水12洗滌13，除磷酸酸霧后排放15入大氣。洗滌液經(jīng)多次循環(huán)使用提濃后，制取工業(yè)級(jí)磷酸14。故磷酸三鈣生產(chǎn)裝置可實(shí)現(xiàn)污染物質(zhì)零排放。
實(shí)施例2將天津市某次磷酸鈉生產(chǎn)廠家生產(chǎn)裝置排出的含有亞磷酸鈣42％的廢渣，采用本發(fā)明生產(chǎn)工藝(具體工藝過(guò)程同實(shí)施例1)制得的飼料級(jí)磷酸三鈣組成為含P 16.98％Ca34.92％F 未檢出As未檢出Pb0.0029％。
權(quán)利要求
1.一種利用工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉所排出的、以含亞磷酸鈣為主的、含磷廢渣制取飼料級(jí)磷酸三鈣的生產(chǎn)方法，其特征在于該生產(chǎn)方法包括以下步驟(1)、預(yù)干燥將含磷廢渣經(jīng)預(yù)干燥至含游離水≤0.1％；(2)、粉碎將預(yù)干燥后的含磷廢渣破碎至粒度≤20mm；(3)、煅燒將粉碎后的含磷廢渣加入到煅燒爐內(nèi)，于650℃以上煅燒，煅燒15分鐘以上，制得磷酸三鈣半成品；(4)、冷卻將上步磷酸三鈣半成品冷卻至常溫；(5)、粉碎將冷卻后的磷酸三鈣半成品粉碎、磨細(xì)，即為飼料級(jí)磷酸三鈣成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，煅燒爐排出的煙氣，經(jīng)除塵和濕法洗滌后達(dá)標(biāo)排放，洗滌液回收制取工業(yè)級(jí)磷酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的含磷廢渣主要來(lái)源為工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉所排放的廢渣，其中含亞磷酸鈣為42～48％，水分47～53％，氫氧化鈣2～4％，次磷酸鈉0.5～1％，其他0.5～1％。
4.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，物料在爐內(nèi)的煅燒溫度優(yōu)選650～750℃，煅燒時(shí)間優(yōu)選15～20分鐘。
5.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，將亞磷酸鈣高溫轉(zhuǎn)化為磷酸三鈣的煅燒過(guò)程，使用的煅燒爐可選用以電能作為熱源的回轉(zhuǎn)窯、或隧道窯，物料在爐內(nèi)高溫煅燒的同時(shí)要能夠不斷翻轉(zhuǎn)，使其受熱均勻，反應(yīng)充分。
全文摘要
利用生產(chǎn)次磷酸鈉的工業(yè)廢渣制取優(yōu)質(zhì)飼料級(jí)磷酸三鈣的生產(chǎn)方法。本發(fā)明消除了固態(tài)廢渣因需要堆放或深埋所造成的環(huán)境污染，故具有顯著的環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明包括含亞磷酸鈣為主的工業(yè)廢渣經(jīng)預(yù)干燥除水后，加入煅燒爐中，于650～750℃煅燒后，經(jīng)冷卻、粉碎，即可制得含磷16～18％、不含氟、砷和重金屬等有害元素的優(yōu)質(zhì)飼料級(jí)磷酸三鈣。煅燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵和濕法洗滌后回收制備工業(yè)級(jí)磷酸，可實(shí)現(xiàn)磷酸三鈣生產(chǎn)裝置的零排放。
文檔編號(hào)A23K1/00GK101058415SQ200710057568
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者張寶貴, 畢成良, 閆麗娟, 唐雪嬌 申請(qǐng)人:南開大學(xué)