【摘 要】
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本课题以来源于湖北楚星三板湖磷石膏渣场的渗滤液（其中pH为2.36,总磷为777 mg/L,硫酸根离子浓度为1920.68 mg/L,钙离子浓度为410.4 mg/L,镁离子浓度为531.69 mg/L,氟化物浓度为87.38 mg/L,总砷浓度为0.31 mg/L）为研究对象,采用了“磷石膏渗滤液中和-膜一体化处理”工艺,即包含“有价磷利用工序-脱氟处理工序-总金属脱除工序-尾水处理工序”的一体
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本课题以来源于湖北楚星三板湖磷石膏渣场的渗滤液（其中pH为2.36,总磷为777 mg/L,硫酸根离子浓度为1920.68 mg/L,钙离子浓度为410.4 mg/L,镁离子浓度为531.69 mg/L,氟化物浓度为87.38 mg/L,总砷浓度为0.31 mg/L）为研究对象,采用了“磷石膏渗滤液中和-膜一体化处理”工艺,即包含“有价磷利用工序-脱氟处理工序-总金属脱除工序-尾水处理工序”的一体化处理工艺,最终的产品有草酸钙和高质量的磷酸铵镁。本论文着重研究磷酸铵镁的质量提升和脱氟处理工序以及尾水处理工序。在有价磷利用工序中,在pH为6,草酸投加量与钙离子的摩尔比为1.3:1,反应时间为60 min的条件下可将钙离子去除94.55%,磷元素的损失率仅为2.4%;在结晶pH为7,析出温度为10℃,结晶次数为2次的条件下可获得纯度为98.9%的磷酸铵镁;在球料比20:1,醇料比为0.8:1,球磨时间为90 min,球磨转速为350 r/min的条件下可获得平均粒径为3.8μm的磷酸铵镁的产品。在脱氟处理工序中,在pH=8,运行压强3.0 MPa,温度25℃,产水率94%的条件下经过DTRO膜处理,氟离子的去除效率可达到96%,同时渗滤液中的硫酸根的去除也可达到97%。在尾水处理工序中,采用“中和沉淀+絮凝沉淀”两段工艺进行尾水处理,在一段中和沉淀中,石灰乳投加量为6 m L/100 m L渗滤液,反应时间为45 min,反应pH为11,在二段絮凝沉淀中,石灰乳投加量为2 m L/100 m L渗滤液,反应pH为9,絮凝剂投加量为0.4 g/L的条件下,铁离子的总磷的去除率都可达到98%以上,出水水质pH为9,氨氮浓度为1.05 mg/L,氟化物浓度为0.859 mg/L,硫酸盐浓度为108 mg/L,总磷和总砷都未测出,出水水质可达到《磷肥工业水污染排放标准》（GB15580-2011）。在实验研究中,还开发了一个5000吨/年的磷石膏渗滤液中和-膜一体化处理装置仿真软件,进行实验数据的统计以及模拟数据的计算。根据投资估算结果,当中试装置运行时,运行总成本为4.61万元,即每吨渗滤液处理成本为9.22元,可得产品收益为32.26万元,项目利润总额为28.44万元,该项目经济效益较好。
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