[发明专利]氨法磷酸铁生产废水资源化处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种氨法磷酸铁生产废水资源化处理装置及方法，首先通过母液预处理系统，利用氨水分段调节pH值，经过反应过滤去除母液中的钙、镁、重金属离子与悬浮物，通过洗水预处理系统，利用氨水调节pH值，经过反应沉淀过滤去除洗水中的钙、镁、重金属离子与悬浮物；进而利用多级反渗透浓缩出TDS浓度为150～180mg/L的浓缩液，净化出电导≤10μS/cm的纯水；最后利用蒸发结晶分盐系统产出纯度≥99%的硫酸铵与纯度≥98.5%的磷酸二氢铵，高效回收磷酸铁生产废水中的水与盐，硫酸铵外售，纯水与磷酸二氢铵回用与磷酸铁生产工序，达到氨法磷酸铁生产废水资源化处理的目的。

技术领域

本发明涉及的是氨法磷酸铁生产废水资源化处理装置及方法，属于新材料废水处理的技术领域。

背景技术

随着新能源汽车与储能电站的快速发展，以具有不含贵重金属、原料廉价、资源丰富、结构稳定、安全可靠、充电寿命长、绿色无毒特点的磷酸铁锂电池得到了大量的应用，磷酸铁作为磷酸铁锂正极材料的前驱体地需求快速增加，氨法磷酸铁生产的产品稳定、纯度高，已成为磷酸铁生产的主流工艺；但在氨法磷酸铁生产过程中会产水大量的含氨氮、磷酸根、硫酸根以及少量重金属离子的氨法磷酸铁生产废水，通常将氨法磷酸铁生产废水分为高浓度的磷酸铁生产母液与低浓度的磷酸铁生产洗水；这里，一方面是氨法磷酸铁生产废水的污染极大，另一方面氨法磷酸铁生产废水中又含有大量的氮、磷、硫与水资源；传统的氨法磷酸铁生产废水处理方法主要有(1)简单的石灰法，会产生大量的磷石膏；(2)通过投加镁盐形成鸟粪石的磷酸铵镁法，而鸟粪石是一种缓释肥，不好销售；(3)蒸氨法，通过投加石灰或氢氧化钠调节pH，蒸出氨水，回收了氨氮，但会产生磷石膏与石膏。

发明内容

本发明提出的是一种氨法磷酸铁生产废水资源化处理装置及方法，其目的旨在针对氨法磷酸铁生产废水是重污染源同时又含有大量的氮、磷、硫与水资源的问题，以及传统氨法磷酸铁生产废水的处理缺点，针对磷酸铁生产母液的水质主要为pH：0.8～2.0、TDS：50000～80000mg/L、NH₄⁺：5000～15000mg/L、PO₄^3-：3000～8000mg/L、SO₄^2-：40000～60000mg/L、K⁺：50～150mg/L、Na⁺：10～30mg/L、Ca²⁺：20～80mg/L、Mg²⁺：500～1100mg/L、Fe³⁺：300～700mg/L、AI³⁺：20～45mg/L、Mn²⁺：200～400mg/L、Co²⁺：15～30mg/L、Cd²⁺：15～30mg/L、Ti²⁺：70～150mg/L、F^-：4～100mg/L、SS：50～150mg/L，磷酸铁生产洗水的水质主要为pH：2.0～4.0、TDS：10000～18000mg/L、NH₄⁺：2000～7500mg/L、PO₄^3-：80～200mg/L、SO₄^2-：7000～14000mg/L、K⁺：10～30mg/L、Na⁺：2～8mg/L、Ca²⁺：2～8mg/L、Mg²⁺：30～90mg/L、Fe³⁺：30～70mg/L、AI³⁺：3～8mg/L、Mn²⁺：20～40mg/L、Co²⁺：3～10mg/L、Cd²⁺：5～10mg/L、Ti²⁺：3～8mg/L、F^-：1～5mg/L、SS：30～80mg/L的特点，采用投加氨水调节pH，去除母液与洗水中的重金属与悬浮物，利用多极反渗透膜净化出电导≤10μS/cm的纯水，回用于磷酸铁生产工序，利用多极反渗透膜浓缩出浓度为150～180g/L的浓缩液，进而利用蒸发结晶分盐系统产出纯度≥99％的硫酸铵，直接外售，精制出纯度≥98.5％的磷酸二氢铵，回用于磷酸铁生产工序；实现氨法磷酸铁生产废水资源化处理的目的。