[发明专利]一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。本发明实现了磷酸铁生产中合成废水和洗涤废液的处理和资源化利用，本发明置换反应系统处理后的滤液可制备成磷酸钠溶液，回用于磷酸铁生产过程，置换反应系统处理后的污泥一部分可直接用于除磷工序1中调节pH值，另一部分可制备硫酸铁溶液，制备的硫酸铁溶液一部分可用于除磷工序2，另一部分可以外售，获得资源化处理的经济效益，实现了磷酸铁生产废水的处理和充分利用，资源化程度高于现有技术。而且本发明还利用氢氧化铁污泥调节pH值，实现了氢氧化铁污泥的循环利用，减少碱的用量和成本，且不会引入其他杂质离子，便于后续工艺处理。

技术领域

本发明属于磷酸铁生产废水处理技术领域，涉及一种磷酸铁生产废水处理方法，尤其涉及一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。

背景技术

近十几年来，随着新储能材料、移动储能技术和电动汽车的不断发展，对磷酸铁锂正极材料的需求急剧增加。磷酸铁是生产磷酸铁锂的最重要的原材料之一，因此市场对磷酸铁的需求也十分旺盛。电池级磷酸铁的生产原料主要是硝酸铁、氯化铁、硫酸铁，为了确保磷酸铁产品品质，在磷酸铁合成工艺中磷酸盐投加量一般是亚铁投加量的1.1-1.2倍，同时在洗涤磷酸铁的过程中会用低浓度磷酸溶液作为洗涤液，因此，磷酸铁合成废水和洗涤废水中主要污染物为正磷酸根和亚铁离子，同时含有锰、钙、镁等物质，其中磷酸盐浓度相对较高，废水内部铁量无法将磷完全去除。现有磷酸铁生产废水对废水中金属离子主要采用石灰一步中和沉淀法，将水中的残余酸中和，调节pH至7左右，形成磷酸钙和多种金属氢氧化物的共沉淀污泥，虽然该方法可使废液中的大部分磷酸根和金属离子得以去除，但该方法产生的污泥量非常大，且沉淀物中含大量不同种类的金属污染物，难以分离回收利用。若后续进一步对该污泥进行资源化处理，需要采用复杂、昂贵的工艺对污泥中的不同金属进行分离，增加了企业的生产成本。若不对污泥进行资源化利用，这些污泥形成新的固废物还需委外处理，处置费用大，增加了企业的环保压力且造成严重的资源浪费。

因此，如何找到一种更为适宜的磷酸铁生产废水的处理方式，能够解决现有磷酸铁生产废水处理存在的上述问题，同时还能实现更加合理的资源化利用，已成为业内诸多研发型企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磷酸铁生产废水处理方法，特别是一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。本发明真正实现了磷酸铁生产中合成洗涤废液中的磷和铁资源化利用，实现了磷酸铁生产废水中磷酸根和铁离子回收，废水中磷酸根、铁离子的回收率达到95％以上。

本发明提供了一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法，包括以下步骤：

1)将磷酸铁生产废水经过氧化工序(亚铁氧化成为三价铁)和加入pH调节剂1后，得到一步除磷产物(三价铁离子、正磷酸根等)；

2)向上述步骤得到的一步除磷产物中加入硫酸铁溶液和pH值调节剂2，再加入絮凝剂沉淀后，得到二步除磷产物(污泥1和滤液1)；

3)向上述步骤得到的污泥1加入氢氧化钠，进行置换反应后，过滤得到污泥2和滤液2；

4)将上述步骤得到的滤液2加入磷酸再次调节pH值后，得到磷酸钠溶液，返回磷酸铁生产工艺中；

将上述步骤得到的污泥2中的一部分返回步骤1)中作为pH值调节剂1，另一部分加入硫酸调节pH值后，得到硫酸铁溶液，返回步骤2)中。

优选的，所述磷酸铁生产废水包括磷酸铁合成废水和/或洗涤废水；

所述氧化工序包括加入双氧水或过硫酸盐作为氧化剂进行氧化；

所述双氧水与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(1.05～1.1)：1；

所述过硫酸盐与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(0.52～0.55)：1。

优选的，所述步骤1)中的pH调节剂1为污泥2；