[发明专利]一种含磷生产废水的综合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含磷生产废水的处理方法，具体地说是一种电池正极材料制造原料磷酸铁生产废水的综合处理方法。

背景技术

众所周知，磷是引起水体富营养的根源，含磷生产废水如未经处理直接排入水体，将会严重污染水环境。通常的工业含磷废水的处理方法有化学法和生物法两大类。生物法如A/O，A²/O，UCT等主要适合处理有机态含磷废水；化学法主要是适合处理无机态含磷废水，也叫化学沉淀脱除法，主要是利用钙离子、铁离子等和磷酸根离子形成难溶于水的沉淀，再经过液固分离脱除，从而达到国家规定的排放标准。该处理方法工艺简单，运行费用低，操作也简单易行，绝大数工厂都采用此类工艺运行。

磷酸铁锂是主要用于制造锂离子电池的正极材料，而磷酸铁是用于制造磷酸铁锂的主要原料。磷酸铁的合成方法有很多种，铁的氧化物及可溶性铁的化合物，磷酸或可溶性磷酸盐均可作为反应原料，最常见的是采用液相合成法组织生产。即以二价铁或三价铁为铁源、磷酸为磷源、再加pH调节剂，经过合成、洗涤、干燥、粉碎程序制备而得。采用液相合成制备磷酸铁，洗涤过程中会产生含磷酸根等的酸性废水，需要对此废水进行相应中和处理，达标后排放。中和处理剂一般采用石灰乳或者电石渣，在沉淀磷酸根的同时，中和废水中的游离酸，中和之后的废水再经过压滤板框分离石膏渣（含磷酸钙）后排放。该处理方法虽然工艺上可行，但它属于末端治理，不仅消耗了石灰资源，而且废水中的磷资源得不到回收，钙和磷一起变成了固废石膏，不符合循环经济理念。

钛白粉主要生产方法有硫酸法和氯化法两种。其中硫酸法工艺是以浓硫酸和钛铁矿为原料，经过酸解、沉降、亚铁分离、水解、洗涤、盐处理及煅烧等一系列工序生产出来的。在酸解和洗涤的过程中，为了保证钛白粉的品质，需要在体系加入一定量的强还原剂三价钛离子，以抑制溶液中二价铁离子向三价铁离子转化，其中部分未氧化的三价钛离子会在洗涤的过程中随酸性废水一起进入专用的二氧化钛CN回收装置，回收穿滤的二氧化钛后进入污水处理系统，再进行相应的中和曝气处理，达标后排放。中和处理剂一般也采用石灰乳或者电石渣，在沉淀硫酸钙等的同时，中和废水中的游离酸，期间游离的三价钛在中和曝气的过程中转化成二氧化钛，处理之后的废水再经过压滤板框分离钛石膏渣（含二氧化钛）后排放。该处理方法也存在无法回收部分游离三价钛的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有含磷酸性废水处理技术的不足，提出一种全新的废水综合处理方法，废水中的磷不仅无需单独处理而且变废为宝，实现了过程处理的循环经济理念，具有显著的经济效益。

本发明是这样实现的，将磷酸铁生产工艺过程产生的含磷酸性废水输送到硫酸法钛白粉的洗涤水回收装置，并和钛白粉生产工艺过程中产生的酸性废水混合，经过钛白粉装置的二氧化钛CN回收系统回收磷酸钛和钛白粉后，再一起进入废水处理系统，中和处理后达标排放。

其中，采用硫酸法钛白粉亚铁分离工序产生的副产品硫酸亚铁为生产磷酸铁的铁源原材料，本发明处理效果最好，因为它不带入硫酸法钛白粉生产体系以外的金属或者非金属杂质离子，不会影响钛白粉的生产品质。

为提高废水中磷的回收处理效果，可以将两种不同的酸性废水分别计量后按一定比例混合再进行回收处理。

和现有含磷废水处理技术相比，本发明提出利用硫酸法钛白粉生产过程中产生的酸性废水预处理磷酸铁生产过程产生的含磷酸性废水，两种酸性废水混合后，钛白粉废水中游离的三价钛离子和磷酸铁废水中的磷酸根离子发生化学反应生成白色的磷酸钛沉淀，磷酸钛不仅可以作为钛白粉进行回收，而且钛白粉煅烧之前的盐处理工序可以大幅度减少盐处理剂磷酸的加入量，变废为宝，一举三得。本发明实现了两种完全不同行业之间的物料循环，具有较强的现实意义。