一种有机酸改性磷基调理剂生产装备制造技术

本专利提出一种有机酸改性磷基调理剂生产装备，其特征是由磷矿废弃物粉碎筛分模块、磷基调理剂活化模块、磷基调理剂计量打包模块、废液循环利用

【技术实现步骤摘要】
一种有机酸改性磷基调理剂生产装备


[0001]本专利涉及一种磷基调理剂生产装备，属于土壤环境治理技术装备。

技术介绍

[0002]磷矿是国民经济重要矿产资源，我国磷矿资源储量位居世界第二，但是随着多年开采，高品位磷矿日益减少，与此同时产生了大量的磷矿废弃物，不仅对生态环境带来巨大压力，也造成资源浪费，影响磷矿业绿色发展。
[0003]磷矿废弃物种类繁多，组分复杂，其中磷矿浮选尾矿、磷矿擦洗尾矿等仍含有不低的磷酸盐含量，可以作为植物磷养分来源和重金属固定药剂，因此磷矿废弃物成为一类潜在的低成本土壤调理剂，在农业生产、环境治理和矿山生态复垦中都具有良好的应用前景。但是目前基于磷矿废弃物的磷基调理剂产品性能有待提升，成熟的磷基调理剂生产工艺及其成套技术装备仍较缺乏。
[0004]低分子量有机酸如草酸、乙酸可以活化磷基材料中的磷酸盐，通过质子交换作用，释放磷酸根，提高磷基材料磷活性和有效性，增强磷基调理剂施用效果。专利201410533131.6公开了一种通过柠檬酸
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草酸
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酒石酸混合液活化钙镁磷肥中磷养分的方法。专利CN201911157121.6提供了一种将低品位磷矿和渣酸在实验室内混合反应制备缓控释增效磷肥的方法。在实验室中，有机酸活化过程可以通过小型振荡器和恒温培养箱模拟实现，在工业生产中规模化应用则需要专门的大型生产装备，但是迄今为止该领域技术装备仍较匮乏，制约了有机酸活化工艺的推广，限制了磷矿废弃物资源高值化利用。进一步地，矿物基调理剂制备过程包括了原料粉碎、改性活化、固液分离和干燥等多个环节，按照现有生产设备，需要由专人分别操作设备和周转物料，自动化水平不高，且对于生产过程中设备运行参数缺乏实时监测与智能调控，影响生产效率，增加了生产成本。此外，该调理剂制备过程需要投加大量水资源和有机酸试剂，并产生大量废水，如何节约水资源消耗、提高废水循环利用与处置效率也是提升调理剂生产装备技术水平的着力点之一。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利提出一种有机集成全链条生产工艺设备、可智能监测与调控的有机酸改性磷基调理剂生产装备。该装备将磷矿废弃物粉碎筛分
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有机酸活化
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固液分离
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干燥脱水
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计量打包工艺集成一体，并通过集成控制终端结合物联网传感器和PLC控制器，智能监测与调控调理剂生产与废水处置全过程，实现磷基调理剂高效、智能、绿色生产。
[0006]其具体实施内容如下：
[0007]该有机酸改性磷基调理剂生产装备包括：磷矿废弃物粉碎筛分模块、磷基调理剂活化模块、废液循环利用
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处置模块和集成控制终端。
[0008]所述的磷矿废弃物粉碎筛分模块包括磷矿废弃物进料仓、粉碎筛分装置、物料存储仓和螺旋输送装置。
[0009]所述的磷基调理剂活化模块包括有机酸活化剂存储罐、自动计量秤、自动进料泵、
加热搅拌装置、固液分离装置、调理剂干燥装置和调理剂存储仓。
[0010]所述的废液循环利用
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处置模块包括废液存储罐、水处理装置和水质实时监测装置。
[0011]所述生产装备相关材质和规格参数要求如下：
[0012](1)各个装置材质优选304耐腐蚀耐高温不锈钢钢材料。
[0013](2)磷矿废弃物进料仓、有机酸活化剂存储罐、物料存储仓和调理剂干燥装置容积为5
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10立方，调理剂存储仓、加热搅拌装置、固液分离装置容积为10
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20立方，各装置具体容积可根据实际生产需求调整。
[0014](3)粉碎筛分装置产生的物料粒径范围优选0.14mm
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1mm，可根据实际生产需求调整。作业人员通过集成控制终端调控内置PLC传感器，启/停设备或调节设备运行参数。
[0015](4)加热搅拌装置的工作温度为室温
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90℃，优选70
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90℃，搅拌速率不超过35r/min，具体升温速率和搅拌速率可根据实际生产需求调整。作业人员通过集成控制终端调控内置PLC传感器，启/停设备或调节设备运行参数。运行过程中，设备的实时温度通过内置传感器监测，通过无线WIFI实时传输至集成控制终端存储，并呈现于显示屏。
[0016](5)调理剂干燥装置的工作温度为室温
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200℃，优选105
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120℃。设备的工作温度调节通过集成控制终端调控内置PLC传感器实现。运行过程中，设备实时温度通过内置温度传感器监测，通过无线WIFI实时传输至集成控制终端存储，并呈现于显示屏。
[0017](6)固液分离装置通过离心分离原理开展物料固液分离作业。自动计量秤和自动进料泵为常规工业设备。
[0018](7)水处理装置集成格栅分离、沉淀分离和化学氧化工艺。通过集成控制终端调控内置PLC传感器启/停设备和调节设备运行参数。其中水质实时监测装置通过集成式物联网传感器自动检测水样性质，检测指标包括pH、盐度、化学需氧量、总氮、氨氮和总磷，具体可根据实际需求调整；检测数据通过无线WIFI实时传输至集成控制终端存储，并呈现于显示屏。
[0019]该生产装备的作业流程包括磷矿废弃物粉碎筛分、磷基调理剂改性活化、以及废液循环利用
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处置三部分工艺，具体如下：
[0020]a磷矿废弃物粉碎筛分环节。将磷矿废弃物原料装入磷矿废弃物进料仓，在集成控制终端控制下，自动将原料通过螺旋输送装置送入粉碎筛分装置，充分粉碎，达到指定粒径后由螺旋输送装置送入存储仓。
[0021]b磷基调理剂改性活化环节。在集成控制终端控制下，通过螺旋输送装置将粉碎后原料送入加热搅拌装置，将有机酸活化剂由有机酸活化剂存储罐定量泵入加热搅拌装置，控制加热搅拌装置升温至指定工作温度，并开始搅拌物料，开始磷基调理剂活化处理。活化完成后，物料由螺旋输送装置送入固液分离装置，在离心分离作用下脱除水分，螺旋输送进入调理剂干燥装置，烘干，送入调理剂存储仓。各个装置实时运行参数通过传感器监测，并呈现于集成控制终端显示屏，操作人员可以便捷掌握各个装置运行情况，及时做出调整。
[0022]c废液循环利用
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处置环节。将固液分离工艺获得的废液由管路输入废液存储罐；将干燥工艺脱除的水汽由管路输入废液存储罐冷却液化。由水质实时监测装置通过相关探头，分析废液水质指标：当废液pH高于初始pH值1unit时，判定为有机酸消耗严重，由集成控制终端发出指令，将废液泵入水处理装置进行处理，水质监测达标后排出；当废液pH不高于
初始pH值1unit时，判定为仍含有大量有机酸，集成控制终端将发出指令，将废液泵入有机酸活化剂存储罐，实现循环利用；具体pH切换限值可根据实际生产使用的小分子有机酸种类、浓度和初始pH而更改。
[0023]该生产装备适用于磷基材料有机酸活化工艺，可以将磷矿废弃物转化为含有高活性磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机酸改性磷基调理剂生产装备，其特征在于：所述的有机酸改性磷基调理剂生产装备由磷矿废弃物粉碎筛分模块、磷基调理剂活化模块、磷基调理剂计量打包模块、废液循环利用
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处置模块和集成控制终端组成；所述的有机酸改性磷基调理剂生产装备的各个模块的设备安装PLC控制器，集成控制终端和各个PLC控制器连接，通过PLC控制器控制所有设备的运行；所述的废液循环利用
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处置模块安装集成式物联网传感器，集成控制终端通过分析集成式物联网传感器提供的废液pH数据，智能控制废液循环利用或净化处理操作。2.根据权利要求1所述的一种有机酸改性磷基调理剂生产装备，其特征在于：所述的磷矿废弃物粉碎筛分模块由磷矿废弃物进料仓、粉碎筛分装置、物料存储仓和螺旋传输装置组成；所述的磷基调理剂活化模块包括有机酸活化剂存储罐、自动计量秤、加热搅拌装置、固液分离装置、调理剂干燥装置和调理剂存储仓；所述的废液循环利用
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处置模块包括废液存储罐、水处理装置和水质实时监测装置。3.根据权利要求1所述的一种有机酸改性磷基调理剂生产装备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡超，张又弛，吴盛羽，林姗娜，刘昭，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：新型
国别省市：