一种回收磷的方法技术

公开了一种从含水淤渣中回收元素磷并将残渣转化为无危害废料的方法。该淤渣被分离为（１）含有悬浮的磷和杂质颗粒的水淤浆和（２）粗的固体。向该淤浆中加入絮凝剂来聚结悬浮的磷和杂质颗粒，从水中将其回收并加热以熔化元素磷。加入聚结剂来聚结熔化的元素磷，从杂质颗粒中分离该元素磷。将粗固体与热水混合以熔化其中的磷淤渣，然后将磷淤渣从粗的惰性固体中分离。该固体被加热以燃烧任何残余的元素磷。所分离的熔化的磷淤渣用铬酸溶液搅拌以回收分离相的磷。将还原剂加入到剩余的水和固体中以将Ｃｒ↑［６＋］还原为Ｃｒ↑［３＋］。最后，向水和固体中加入碱，以与残余的磷反应形成磷化合物。反应物质被过滤，滤饼可以无危害的废料置于垃圾中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从磷淤渣中回收元素磷并将残渣转化成可被安全处理的无危害废料的方法。具体而言，本专利技术涉及一种如下的方法，其中淤渣中的元素磷通过机械筛选和熔化从粗固体中分离，然后再利用铬酸从悬浮的固体中进行分离。聚结的磷被回收，剩余的固体转化为无危害的化合物。商业上，元素磷通过在电炉中加热与沙子和焦炭混合的附聚有磷酸盐的矿石来制备。磷蒸汽在水中被冷凝，收集液态磷。磷淤渣或由元素磷、杂质和水组成的泥浆是该方法不需要的副产物。淤渣常被堆积在池中，用水覆盖以防磷自燃。因为淤渣被认为是有危害的，所以在可被安全处理前就必须将其制成无危害的。我们已经发现一种将含有元素磷的淤渣转化为无危害废料的方法。本专利技术方法包括废料的多步骤的处理，从剩余的固体中分离元素磷，聚结并回收磷颗粒，将不可回收的元素磷和其他成分转化为无危害的化合物。本专利技术的一方面提供了一种从含有元素磷的含水淤渣中回收磷并使残渣无危害的方法，该方法包括(A)将所述的淤渣分离为(1)含有悬浮的磷和杂质颗粒的水淤浆；和(2)粗的固体；(B)向所述的淤浆中加入絮凝剂来沉淀所述悬浮的磷和杂质颗粒；(C)从所述的水中回收所述沉淀的磷和杂质颗粒；(D)加热所述回收的磷和杂质颗粒以熔化其中的元素磷；(E)向所述加热的磷和杂质颗粒中加入聚结剂来聚结所述熔化的元素磷；(F)从所述的杂质颗粒中分离所述熔化的元素磷；(G)将所述得自步骤(A)的粗固体与热水混合来熔化其中的磷淤渣；(H)将熔化的磷淤渣从粗的惰性固体中分离；(I)将所述熔化的磷淤渣与铬酸反应，从而由水和固体中分离其中的元素磷，形成分离相；(J)回收所述的分离的元素磷相；(K)向所述得自步骤(I)的水和固体中加入还原剂，以将Cr+6还原为Cr+3；和(L)向所述得自步骤(K)的水和固体中加入碱，以将所有残余的元素磷转化为磷化合物。优选地，所述淤渣包含约0.5-约96wt％的元素磷，约2-约80wt％的水，和约2-约60wt％的杂质。有利地，所述淤渣是在电炉中制备元素磷的副产物。在一个实施方案中，所述淤渣以冻结态用挖泥机从池中取出。或者，所述淤渣以冻结态用锄耕机从池中取出，其中的大聚集物在步骤(A)之前被压碎。本专利技术的另一方面提供了一种将含有约5-约96wt％元素磷的含水淤渣转化为无危害废料的方法，包括(A)从所述淤渣中的粗固体中分离含有悬浮的磷淤渣和杂质颗粒的淤浆；(B)向所述的淤浆中加入约1-约50ppm的絮凝剂来澄清所述淤浆中的水；(C)从剩余的淤浆中分离所述澄清的水；(D)加热所述剩余的淤浆以熔化其中的元素磷；(E)向所述剩余的淤浆中加入约0.5-约2wt％的聚结剂来聚结其中所述的元素磷颗粒；(F)通过离心或过滤从所述剩余的淤浆中回收所述沉淀的元素磷颗粒；(G)将所述得自步骤(A)的粗固体与热水混合，从而使所述粗固体中的磷淤渣熔化；(H)将所述熔化的磷淤渣从惰性固体中分离；(I)燃烧所述惰性固体中的残余元素磷；(J)向所述熔化的磷淤渣中搅拌入约0.5-约10wt％的铬酸和约75-约400wt％的水，从而元素磷从所述的水和悬浮固体中形成分离相；(K)回收所述的分离的元素磷相；(L)向所述的水和悬浮固体中以每摩尔Cr+6约3-约3.5摩尔的量加入还原剂，以将Cr+6还原为Cr+3；和(M)向所述的水和悬浮固体中加入基于所存在的元素磷的重量约2-约3wt％的碱，其与所述的元素磷反应形成磷化合物。初始的含水淤渣可含有约5-约25wt％的元素磷。本专利技术的另一方面提供了一种将包含水、固体和约5-约80wt％元素磷的淤渣转化为无危害废料的方法，包括(A)从所述淤渣中的粗固体中分离含有悬浮的磷淤渣和杂质颗粒的淤浆；(B)向所述的淤浆中加入约5-约15ppm的絮凝剂来澄清所述淤浆中的水；(C)从剩余的淤浆中分离所述澄清的水；(D)加热所述淤浆以熔化其中的元素磷颗粒；(E)向所述淤浆中加入约0.5-约1wt％的聚结剂来聚结其中所述的元素磷颗粒；(F)从所述淤浆中回收所述聚结的元素磷颗粒；(G)将所述得自步骤(A)的粗固体与热水混合，从而使其中的磷淤渣熔化；(H)将所述熔化的磷淤渣从惰性固体中分离；(I)将约1-约3wt％的铬酸和约90-约150wt％的水搅拌入所述熔化的元素磷、水和悬浮的固体中，从而使元素磷相从所述的水和悬浮固体中分离；(J)回收所述的分离的元素磷相；(K)向所述的水和悬浮固体中以每摩尔Cr+6约3-约3.5摩尔的量加入硫酸亚铁，以将Cr+6还原为Cr+3；和(L)向所述的悬浮固体中加入基于磷的重量约2-约3wt％的石灰，以将元素磷转化为磷化合物。优选地，所述的加热温度是直到约65.5℃(150°F)。方便地，所述的搅拌是在约150-约300rpm下搅拌约15-约60分钟。方便地，所述的聚结剂是六偏磷酸钠。优选地，所述还原剂是硫酸亚铁。方便地，所述的碱是石灰。有利地，所述絮凝剂是阳离子聚丙烯酰胺。现在参照附图，通过实施例来描述本专利技术，该附图是目前本专利技术方法的某个优选实施方案的流程图。本专利技术的方法对所有含有约0.5-约96wt％的元素磷(通常以P4存在)，约2-约80wt％的水，和约2-约60wt％“杂质”的淤渣都是适用的，该淤渣一般是多种固体如碳粉(carbon fine)，矿渣(硅酸钙铝)，沙子和磷酸盐矿石的混合物。本专利技术方法特别适用于含有约5-约80wt％的元素磷，约10-约45wt％的水和约10-约55wt％固体的淤渣。虽然淤渣可在生产过程中直接处理或在容器中贮藏后再处理，但是其一般是在池中的水下贮藏后再处理。池子可以被回填的，用杂质覆盖或封盖。根据附图，淤渣可以冻结或凝固状态(元素磷低于44℃凝固)通过例如用挖泥机1，或与溢流床(flooded-bed)压碎机3结合的锄耕机2从池中被取出，该压碎机能够压碎任何的大聚结块以防止阻塞流水线。淤渣被置于砂螺板(sand screw)4中，该螺板能够将粗固体从水和悬浮固体的淤浆中分离。淤浆通过线路5流至澄清器6，此处加入约1-约50ppm(百万分之一，以重量计)的絮凝剂，如聚丙烯酰胺乳液或阳离子聚丙烯酰胺来沉淀悬浮的固体。优选的絮凝剂的量为约2-约20ppm。线路7中被澄清的水是无危害的，可被返回到池中。得自澄清器6的固体主要由许多被分离地非常细的分散或悬浮的元素磷淤渣和杂质颗粒组成。该物质通过线路8传送到浓缩器9中，固体在此被沉淀。浓缩器9中的水被送到线路7，沉淀的固体通过线路10被泵送到一个容器中(未显示)，它们在此被加热至约65.5℃(150°F)来熔化磷。加入约0.2-约2wt％(优选地，约0.5-约1wt％)的聚结剂例如六偏磷酸钠(SHMP)，焦磷酸钠，三磷酸钠，或上述化合物的混合物来聚结分散的P4颗粒，然后P4可通过离心、过滤或其他方法来回收；SHMP是优选的，因为已经发现其效果较好。砂螺板4将固体倒入到装满热水的矿石筛11中，在此粗固体(即，大于约3.2mm-4.8mm(1/8至3/16英寸)的)被去除。所述的粗固体一般含有少量的P4。矿石筛11保持装满热水来熔化磷淤渣。熔化的磷淤渣和细小的固体通过线路12流出矿石筛11的底部，流至振动筛13，该振动筛去除大于约0.59mm(30筛目US Bureau)的细小固体。上述细小的固体通过线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有元素磷的含水淤渣中回收磷并使该残渣无危害的方法，该方法包括（Ａ）将所述的淤渣分离为（１）含有悬浮的磷和杂质颗粒的水淤浆；和（２）粗的固体；（Ｂ）向所述的淤浆中加入絮凝剂来沉淀所述悬浮的磷和杂质颗粒； （Ｃ）从所述的水中回收所述沉淀的磷和杂质颗粒；（Ｄ）加热所述回收的磷和杂质颗粒以熔化其中的元素磷；（Ｅ）向所述加热的磷和杂质颗粒中加入聚结剂来聚结所述熔化的元素磷；（Ｆ）从所述的杂质颗粒中分离所述熔化的元素磷 ；（Ｇ）将所述得自步骤（Ａ）的粗固体与热水混合来熔化其中的磷淤渣；（Ｈ）将熔化的磷淤渣从粗的惰性固体中分离；（Ｉ）将所述熔化的磷淤渣与铬酸反应，从而由水和固体中分离其中的元素磷，形成分离相；（Ｊ）回收所述的分 离的元素磷相；（Ｋ）向所述得自步骤（Ｉ）的水和固体中加入还原剂，以将Ｃｒ↑［＋６］还原为Ｃｒ↑［＋３］；和（Ｌ）向所述得自步骤（Ｋ）的水和固体中加入碱，以将所有残余的元素磷转化为磷化合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS萨兰，GW卢克斯巴赫，
申请(专利权)人：格伦斯普林斯控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]