一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法技术

本发明专利技术涉及一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，包括以下步骤：(1)采用CaO和CaCO3砂磨制得中和剂；(2)将中和剂和中水混合进行反应，生成沉淀，经后处理得到饲料级磷酸氢钙；其中，中和剂的钙离子和中水的磷Ca/P摩尔比为0.4～1.2。本发明专利技术利用砂磨得到的超细氧化钙和碳酸钙作为中和剂，在常温条件下反应，且以钙磷比作为反应终点，可以解决常温下中和反应速率慢、以及pH作为反应终点时不稳定、难以工业操作的问题；碳酸钙与磷酸反应时会产生气泡，起到微搅拌作用，减少药剂损失以及得到高品质磷酸氢钙。及得到高品质磷酸氢钙。及得到高品质磷酸氢钙。

【技术实现步骤摘要】
一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法


[0001]本专利技术属于废弃物资源化应用领域，特别涉及一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法。

技术介绍

[0002]中水是一种磷石膏改性水洗后的水以及渣场水，排入水体中可导致水体富营养化，造成水环境的恶性循环如水华和赤潮，均为水体富营养化的显著特征和直观表现；当中水被周边土壤吸收，不利于周边农田作物生长，影响农民收入；当水体中的磷达到一定量时，人体在食用后会对健康造成影响如引起骨质疏松等疾病。
[0003]中水作为原料进行提磷制备产物，成为经济、实用的新废水资源，不但可增加厂区储存水的容量，也可以将处理后的中水回用，节约资源，而且可使国家、企业有额外经济收入。对中水整体开发利用可解决环境污染，改善生态环境和整治国土，具有巨大经济、社会、环境效益。目前，中水的利用率还很低，其综合利用途径主要有化学沉淀法处理，典型工艺为石灰乳多段中和沉淀，制备过磷酸钙，饲料级磷酸氢钙，缓释微肥等。但制备饲料级磷酸氢钙的温度较高，工业上采用时需要巨大能耗，资源浪费严重。缓释微肥的开发虽然使中水得到利用，但是附加值低，且不能处理低中水，如P浓度为10000mg/L以下的中水。
[0004]中水中含有丰富的五氧化二磷，是一种不可多得的富磷资源。在中国专利数据库中涉及对中水中有用元素进行回收利用的专利有例如CN 102633384 A《一种含磷废水回收磷制磷酸的方法》、CN 212740948 U《高浓度含磷废水回收生产饲料制备装置》、CN 110668599 A《利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法》这些方法虽各具特色，然而都需要含P浓度较高的中水，并都处于高温条件下，且控制pH来判断反应终点，但pH作为反应终点指标极其不稳定，在反应的过程中会随着中和剂的加入先上升，再下降，难以工业操作，这是因为加入的中和剂为碱性，滴加后一瞬间还未反应，会使pH显著上升，但随着时间的推移，反应缓慢进行，pH在接下来的0.5h会慢慢下降，这种现象在工业上难以把控反应进程，导致加入过量中和剂，浪费资源，同时产品不合格。专利CN 107285290 A《一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法》虽然在常温常压下，但此方法投加的是低品位菱镁矿经过煅烧得到的轻烧粉；CN 112320778 A《一种生产高品质饲料级磷酸氢钙的方法》的中和剂为钙粉，且投入了低品质饲料级磷酸氢钙反应，采用的中和剂成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，解决现有技术中利用中水回收磷时需通过pH值判断反应终点及中和剂成本较高的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法：
[0007]包括以下步骤：
[0008](1)采用CaO和CaCO3砂磨制得中和剂；
[0009](2)将中和剂和中水混合进行反应，生成沉淀，经后处理得到饲料级磷酸氢钙；其中，中和剂的钙离子和中水的磷Ca/P摩尔比为0.4～1.2。
[0010]进一步地，步骤(1)中CaO和CaCO3质量比为(95～60)：(5～40)。
[0011]进一步地，步骤(1)中中和剂的固含量为10～40％。
[0012]进一步地，步骤(1)中CaO和CaCO3加水进行砂磨10～60min制得中和剂。
[0013]进一步地，步骤(2)中，中水的磷酸浓度在2000mg/L以上。
[0014]进一步地，步骤(2)中，反应温度为22～30℃。
[0015]进一步地，步骤(2)中，反应时间为2.5～4h。
[0016]进一步地，步骤(2)中，后处理包括依次进行的陈化、抽滤、洗涤和干燥。
[0017]进一步地，陈化时间为30～60min。
[0018]进一步地，干燥是在80～100℃保温4～5h。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0020]本专利技术利用砂磨得到的超细氧化钙和碳酸钙作为中和剂，原料来源广，成本低，在常温条件下反应，且以钙磷比作为反应终点，可以解决常温下中和反应速率慢、以及pH作为反应终点时不稳定、难以工业操作的问题。同时，加入的超细碳酸钙与磷酸反应时会产生气泡，起到微搅拌作用，使氧化钙与磷酸反应产生的磷酸氢钙尽可能少的包覆在氧化钙表面，促使更多点位与磷酸反应，从而减少药剂损失以及得到高品质磷酸氢钙。本专利技术方法具有流程简短，操作方便的优点，得到的产品磷酸氢钙达标；通过本专利技术方法，可以有效去除中水中的磷并加以回用，减少水资源浪费，同时也为企业带来了副收益，使本专利技术的方法具有广泛的工业发展前景。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]本专利技术中，中水主要来自于磷石膏改性水洗后的水以及渣场水，属工业废水，中水浓度为2000～9000mg/L。
[0024]参见图1，本专利技术提供一种超细中和工艺回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，包括以下步骤：
[0025]1)将CaO和CaCO3砂磨得到中和剂；CaO：CaCO3质量比为(95～60)：(5～40)，砂磨时间为10～60min，中和剂含量为10～40％。
[0026]2)将步骤1)所得的中和剂和中水反应，得到磷酸氢钙沉淀和未反应的滤液；中水浓度为2000～9000mg/L，反应温度为22～30℃，反应时间为2.5～4h；中和剂加入量是按照钙磷比为0.4～1.2进行的。
[0027]3)将步骤2)所得磷酸氢钙沉淀和未反应的滤液进行陈化，陈化后抽滤、洗涤；其
中，陈化30～60min，过滤洗涤3次。
[0028]4)将步骤3)所得沉淀进行干燥，即制得饲料级磷酸氢钙产品；其中，干燥温度为80～100℃，干燥时间为4～5h。
[0029]本专利技术的原理为：含磷废水中的磷酸与氧化钙，碳酸钙反应生成磷酸氢钙。
[0030]首先，向常温的磷酸中水投入中和剂时，中和剂是亚微米级的料浆状态。钙离子和磷酸反应生成磷酸氢钙主要是氧化钙水化成的氢氧化钙起作用，晶体粗大且产率高。而碳酸钙的溶解度低，部分反应产生的磷酸氢钙晶体较细，只作为微搅拌作用添加，促进了反应的进行。磷酸与氧化钙和碳酸钙反应，氧化钙首先会转化为氢氧化钙，钙以可溶物进入液相，沉淀为磷酸氢钙，但反应较慢，故加入碳酸钙和磷酸反应，其生成的二氧化碳可以进行微搅拌，使磷酸和氢氧化钙反应更活跃，更多位点与磷酸反应，促进饲料级磷酸氢钙的生成。
[0031]如果中和剂为固体形态，一次性或快速滴入会导致短时间内溶液局部钙离子浓度过大，造成局部过饱和，从而生成一部分磷酸三钙，导致产品不纯，甚至会使大量中和剂被包覆，大量减少反应位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用CaO和CaCO3砂磨制得中和剂；(2)将中和剂和中水混合进行反应，生成沉淀，经后处理得到饲料级磷酸氢钙；其中，中和剂的钙离子和中水的磷Ca/P摩尔比为0.4～1.2。2.根据权利要求1所述的回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征在于，步骤(1)中CaO和CaCO3质量比为(95～60)：(5～40)。3.根据权利要求1所述的回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征在于，步骤(1)中中和剂的固含量为10～40％。4.根据权利要求1所述的回收中水的磷并制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征在于，步骤(1)中CaO和CaCO3加水进行砂磨10～60min制得中和剂。5.根据权利要求1所述的回收中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华丽，赵姝舒，曹宏，成倩兰，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：