[发明专利]超临界水氧化处理含磷废物与磷回收方法

权利要求书

1.超临界水氧化处理含磷废物与磷回收方法，其特征在于，所述方法包括：

超临界水氧化单元，用于处理含磷废物，获得含磷灰渣；

酸浸取单元，用于处理所述含磷灰渣，获得磷浸取液；

过滤单元，用于处理所述磷浸取液，去除固体残渣，获得磷浸取过滤液；

磷提取单元，用于处理所述磷浸取过滤液，获得磷提取液、磷提取废液和低盐水；所述磷提取液经磷沉淀、磷分离、磷洗涤及磷干燥处理，获得鸟粪石产品；产生的磷沉淀废液返回所述磷提取单元循环再利用，产生的低盐水用于所述磷洗涤；具体过程如下:先用碱液调节磷提取液pH，碱液为NaOH或KOH，碱浓度为0.5-1mol/L，pH为8-10；然后加沉淀剂将磷提取液中的磷转化为磷沉淀混合物，沉淀剂为MgCl₂与NH₄Cl，或Mg(NO₃)₂与NH₄NO₃，N/P为1:1-3:1，Mg/P为1:1-1.5:1，搅拌速度为60-120r/min，先快后慢，先快速搅拌使磷提取液与沉淀剂充分混合，再慢速搅拌控制沉淀反应过程，反应时间为0.5-1.5h；磷沉淀混合物进入磷分离单元，采用离心或压滤分离；磷分离得到的磷沉淀废液返回磷提取单元作提取添加液循环使用；磷分离固体物进行磷洗涤、磷干燥，得到鸟粪石产品，干燥温度为40-45℃；磷洗涤液经盐浓缩实现碱金属盐溶液与脱盐水的再生循环利用；在超临界水氧化装置内，处理温度500-700℃，压力22-26MPa；

酸分离单元，用于处理所述磷提取废液，获得分离酸液和酸分离液；所述分离酸液返回所述酸浸取单元循环利用；

高价金属脱除单元，用于处理所述酸分离液，脱除高价金属废渣，获得高价金属脱除液；

膜反应单元，用于处理所述高价金属脱除液，获得转化酸液和转化碱液，所述转化酸液返回所述酸浸取单元循环利用；所述转化碱液部分回用到所述高价金属脱除单元循环利用，部分回用到所述磷沉淀循环利用；以及

盐浓缩单元，用于磷洗涤产生的磷洗涤液中碱金属盐溶液的浓缩，获得的盐溶液返回磷提取单元回收再利用，产生的脱盐水再生回用于磷洗涤单元；

所述含磷废物热值为3-6MJ/kg，pH为4-10，固含量小于20%，粒度小于500μm，粘度小于1000mP·S；

所述磷提取单元，加入碱金属盐溶液作为提取添加液，所述提取添加液的浓度5-100g/L，所述磷浸取过滤液与所述提取添加液的比例1:1-1:3；利用磷分离提取装置，通过电流作用，使磷浸取过滤液中的金属阳离子与非金属阴离子向相反方向迁移，并分别透过阳离子与阴离子交换膜，分别与提取添加液中的钠或钾盐中的阴离子与阳离子结合，将磷转化为磷酸钠或磷酸钾形式；

所述高价金属脱除单元，在所述酸分离液中加入碱液中和沉淀，再加入絮凝剂促进沉淀，脱除高价金属废渣，获得高价金属脱除液进入所述膜反应单元；

所述分离酸液、所述转化酸液和所述转化碱液经浓缩装置浓缩后返回循环利用；

所述膜反应单元采用双极膜盐转化装置，将含盐的高价金属脱除液转化为酸液和碱液。

2.如权利要求1所述的超临界水氧化处理含磷废物与磷回收方法，其特征在于，所述酸浸取单元，采用的酸液浓度0.5~1mol/L，所述含磷灰渣与酸液质量比1:3~1:10，酸浸取温度25-60℃，搅拌速度120-200r/min，浸取时间1-2h。

3.如权利要求1所述的超临界水氧化处理含磷废物与磷回收方法，其特征在于，所述酸分离单元采用具有一价与高价离子选择性分离的纳滤膜或电渗析膜，将所述磷提取废液中的酸与高价金属盐分离，获得分离酸液和含有高价金属盐的酸分离液。

4.如权利要求1所述的超临界水氧化处理含磷废物与磷回收方法，其特征在于，所述碱液为NaOH和/或KOH，碱液浓度0.5-1mol/L，pH 9-11；所述絮凝剂为PAC或PAM，PAC浓度50-100g/L，添加量为10-20L/m³；PAM 浓度1-2g/L，添加量为10-20L/m³。