[发明专利]一种氟化铵废水制备磷矿浆脱硫剂的方法

说明书

工业过程中产生大量的含低浓度二氧化硫的烟气，磷矿浆脱硫在磷化工生产企业具有明显的技术优势而得到推广与应用。受烟气量波动以及烟气中二氧化硫浓度变化的影响，磷矿浆对二氧化硫的吸收效率不够稳定。本发明采用磷化工企业中排放的氟化铵废水和磷矿粉制备脱硫吸收剂，从而吸收烟气中的低浓度二氧化硫。将预处理后的氟化铵废水与磨细的磷矿混合制得固含量为15～50%的脱硫吸收剂，其pH值为8.0～9.0；吸收过程液气比控制为4～12 L/m³；当循环浆液pH值开始低于4.0时，废弃50%的吸收浆，并重新添加等量新制备的磷矿浆吸收液至循环槽。制备的吸收剂脱硫效率稳定，二氧化硫烟气浓度及气量波动对二氧化硫吸收效率没有明显影响。该方法以废治废，具有工艺设施简单、操作运行费用低、原料价廉易得等特征。

技术领域

本发明涉及一种磷矿浆吸收二氧化硫技术中磷矿浆的制备方法，属于工业废气净化吸收剂制备技术领域。

背景技术

工业过程中产生大量的含低浓度二氧化硫的烟气。目前，我国低浓度二氧化硫治理技术主要有石灰石-石膏湿法脱硫、氨法脱硫、活性炭吸附脱硫、磷矿浆脱硫等。磷矿粉中除含有磷元素外，也含有0.9～1.5% Fe₂O₃、0.4～0.6% MnO₂以及其他组分。磷矿浆脱硫过程中，矿浆中过渡金属元素Fe、Mn以及微量稀土元素可作为脱硫的催化剂，在液相体系中将二氧化硫催化氧化为硫酸。磷矿浆脱硫技术在磷化工生产企业烟气脱硫中有明显的优势；但受烟气量波动以及烟气中二氧化硫浓度变化的影响，磷矿浆对二氧化硫的吸收效率很不稳定。随着大气污染物排放标准日益严格，必然要求现有的磷矿浆脱硫技术具备适应气量波动及浓度波动的能力。为此，优化吸收过程的工艺操作条件、制备吸收效率稳定的脱硫吸收剂等成为研究人员关注的重点。

发明内容

本发明旨在提供一种磷矿浆脱硫剂的制备方法，具体采用磷化工企业中排放的氟化铵废水和磷矿粉制备脱硫吸收剂，从而吸收烟气中的低浓度二氧化硫。该方法以废治废，具有工艺设施简单、操作运行费用低、原料价廉易得等特征。

本发明利用氟化铵废水中的氨络合磷矿浆中过渡金属离子铁离子，络合后的铁离子能稳定地存在于吸收浆液中，避免了铁离子生成沉淀物而导致液相中铁离子浓度明显降低；络合后的铁离子作为催化剂，在液相体系中稳定地将二氧化硫催化氧化为硫酸。

本发明所述方法包括如下主要操作步骤：

（1）将P₂O₅含量为10～30%磷矿磨细至150～200目，85%矿粉过筛；

（2）将氟化铵废水过滤，去除固体杂质，调整氨浓度0.5～4.0%，作为溶剂备用；

（3）将预处理后的氟化铵废水与磨细的磷矿混合，经充分搅拌后制得脱硫吸收剂，吸收剂固含量为15～50%，pH值为8.0～9.0。

（4）配制的矿浆吸收剂输送至循环槽，并经循环泵加压送至喷淋吸收塔，吸收剂在吸收塔内与二氧化硫逆流接触，吸收过程的液气比为4～12L/m³，维持吸收循环液pH值不低于4.0，吸收效率可稳定在95%以上。

（5）吸收操作进行一段时间后，当吸收剂浆液pH开始低于4.0时，按50%比例废弃循环槽吸收母液，并补充新制备的吸收剂，以维持较高的脱硫效率。采用本发明制备的磷矿浆吸收剂，吸收剂失效时间可维持近3小时；相同条件下，传统的磷矿浆吸收剂失效时间约为30分钟。

本发明具有如下技术优势：

（1）本发明以废治废，避免了磷化工企业含氟废水的排放造成的环境影响问题，同时具有脱硫效率高、工艺设施简单、操作简便等特征。

（2）与传统磷矿浆脱硫技术相比，本发明制备的吸收剂脱硫持续时间长，脱硫效率稳定，二氧化硫烟气浓度及气量波动对二氧化硫吸收效率波动的影响大幅降低。