磷石膏渣場水在濕法磷酸生產回用過程中的處理方法

方 松，何賓賓

（云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650113）

目前國內的磷酸大多采用濕法工藝生產，產生大量的磷石膏及回水排到磷石膏渣場，經分離后的磷石膏渣場水中含有大量的磷酸鹽、氟化物、硅酸鹽等，pH 在1 ～2［1］。很多企業投入大量的資金建設污水處理站，利用石灰中和法將污水處理后回用于生產［2］。云南磷化集團有限公司是將磷石膏渣場水在渣場大壩自然沉清后回用于磷酸生產。這樣做的好處是充分利用了磷石膏渣場水中的磷資源和硫酸根資源，并節約了大量的水處理費用。缺點是隨著渣場水的循環使用，渣場水中雜質含量越來越高，對生產造成嚴重影響，特別是濁度、二氧化硅以及氟等污染因子的富集，造成渣場水回用管路結晶堵塞，回用后磷酸中硅氟比失衡導致酸難沉降等。因此，對磷石膏渣場水進行處理，降低其雜質含量，對整個磷酸生產過程意義較大。

1 主要儀器和藥劑

濁度快速測定儀；pH計；721分光光度計；光電分析天平；原子吸收分光光度計；水處理藥劑（凈水劑SXKJ-712、聚丙烯酰胺SXKJ-080、絮凝劑SXKJ-603）；10 m3加藥裝置；計量加藥泵；取水提升泵；電源控制系統；挖掘機等。

2 項目步驟

（1）在渣場水進入渣場大壩時開挖溝渠，在溝渠靠近大壩一側用挖機筑壩，并用沙袋夯實磷石膏大壩。

（2）在大壩1/3 處挖建落差式溝渠（至少挖設3個落差）。

（3）裝設加藥系統，并將凈水劑SXKJ-712 加藥管裝設在開挖溝渠第一個落差處，聚丙烯酰胺SXKJ-080 加藥管裝設在開挖溝渠第二個落差處，絮凝劑SXKJ-603 加藥管裝設在開挖溝渠第三個落差處。

（4）按照回用水量300 m3/h、渣場大壩水庫容100 000 m3，計算各種水處理藥劑的配置濃度和投加量。

（5）在投加藥劑前對渣場大壩進水和出水進行取樣分析，連續運行14 d，每天對渣場大壩進出水進行3次濁度監測，14 d之后再次對渣場大壩進出水進行取樣分析［3］。

3 工藝概述

根據現場勘查，渣場大壩廢水庫容約為10萬m3，澄清池廢水庫容約2萬m3。通過實地計算落實，采用在渣場水進入渣場大壩時開挖溝渠，將進入渣場大壩的水匯合至溝渠，將凈水劑和聚丙烯酰胺采用加藥系統配制成乳液，通過加藥泵連續計量投加至進水溝渠中，按照300 m3/h的水量連續投加。

由于渣場廢水成分復雜，溶解性顆粒物和膠體物質相互間電荷穩定，因此，必須選擇無機類絮凝劑破壞其污染因子之間的電位平衡，通過有機類絮凝劑將其吸附后沉淀到渣場大壩底泥中。經過實驗研究，先投加凈水劑SXKJ-217 作為無機絮凝劑，考慮到廢水的強酸性，選擇適宜于酸性水的聚丙烯酰胺SXKJ-080 作為助凝劑，最后利用絮凝劑SXKJ-603 的絮凝作用將廢水中的污染因子沉降至渣場大壩。

4 結果分析與討論

4.1 加藥前后渣場水結果分析與討論

經過水質分析，渣場水中主要的污染組分是氟、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣以及三氧化二鋁。氟和二氧化硅含量過高，渣場水回用會造成磷酸廠磷酸凈化工序的硅、氟比失衡，影響裝置的脫氟脫硅效率，嚴重時會引起濃酸固含量升高，影響磷酸的產量和質量。氨氮含量過高，對磷酸生產的濃酸沉降影響最嚴重，鈣鎂離子在生產中的直接影響是結垢污堵。若能去除渣場水中的鈣鎂離子，將會延長生產周期，提高裝置的產能，減少裝置工人的勞動強度。加藥前后渣場水分析結果見表1。

表1 加藥前后渣場水分析結果 %

根據表1中的分析結果可以看出，采用上述處理方法和藥劑對磷石膏渣場水進行處理后，水中的二氧化硅和相關雜質都有明顯的改善，通過對回用水管道的觀察，管道結垢明顯減緩，經過處理后的水質達到了回用的標準，同時緩解了管道的結垢和污堵。從表1 中得到，處理前w（SiO2）為0.40%，處理后w（SiO2）為0.21%；處理前w（F）為1.59%，處理后w（F）為0.84%；處理前后的硅氟質量比均為1∶4，根據濕法磷酸的生產工藝，硅氟質量比滿足生產要求。

4.2 渣場回水處理前后濁度分析

渣場回水處理前后濁度分析見表2。

表2 渣場回水處理前后的濁度

由表2可知，經過加藥處理，磷石膏渣場水中的濁度由102.0 NTU 降至55.7 NTU，去除率為54.6%，達到渣場回水濁度≤70 NTU的限值要求。

5 結論

采用磷石膏渣場臨時筑壩的方法，對磷石膏渣場水投加凈水劑，可以使磷石膏渣場水硅氟質量比達到1∶4，濁度降至55.7 NTU，均達到濕法磷酸廠對渣場水的回用標準的要求。采用該方法，可以將磷石膏渣場水處理后全部回用于磷酸廠生產濕法磷酸。