一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂及其制备方法 (Agent for preventing scale formation of phosphogypsum tailing recycled wastewater and preparation method thereof ) 是由 张岳安 戴锐 刘争辉 邓金元 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂及其制备方法；所述药剂的成分包括碱性化合物、增溶剂、水；所述碱性化合物、增溶剂、水的含量为：碱性化合物3～10％、增溶剂0.1～5％,余量为水。其制备方法包括以下步骤：S1、按比例称取含钙化合物、含钠化合物、含镁化合物、含钾化合物并将其混合,加入水后搅拌均匀,得到防结垢混合物；S2、在防结垢混合物中加入称量后的增溶剂,再次搅拌均匀；S3、对加入增溶剂的防结垢混合物蒸发去除多余水分,破碎后即得到所制备药剂。(The invention discloses a medicament for preventing phosphogypsum tailings from scaling in recycled wastewater and a preparation method thereof; the components of the medicament comprise an alkaline compound, a solubilizer and water; the contents of the alkaline compound, the solubilizer and the water are as follows: 3-10% of alkaline compound, 0.1-5% of solubilizer and the balance of water. The preparation method comprises the following steps: s1, weighing and mixing a calcium-containing compound, a sodium-containing compound, a magnesium-containing compound and a potassium-containing compound according to the proportion, adding water, and uniformly stirring to obtain an anti-scaling mixture; s2, adding the weighed solubilizer into the anti-scaling mixture, and stirring uniformly again; s3, evaporating the anti-scaling mixture added with the solubilizer to remove redundant water, and crushing to obtain the prepared medicament.)
技术领域
本发明涉及磷化工领域，尤其涉及一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂及其制备方法。
背景技术
湿法制取磷酸是指用硫酸、盐酸、硝酸等酸溶解磷矿石。溶解后的废弃矿渣以及废水排放至尾矿库进行堆放沉降，堆放沉降后的废水再进行回用。废水回用的过程中使得废水中存的SiF6 2-、K+、Na+等离子不断富集，且从生产车间排放至尾矿库的废水温度较高，最终导致废水中氟硅酸盐过饱和，回用时输送管道温度降低，且水流扰动剧烈，致使废水中的氟硅酸盐在输送管道内析出，造成输送管道阻塞，影响企业生产。
目前国内外防治氟硅酸盐结垢的措施主要有水清洗管道、减少料浆浓度、添加化学试剂清洗管道、机械清洗管道等技术，但以上技术的使用效果较差，无法满足企业的生产需求；因此急需寻找易于操作、成本低廉的技术以解决磷石膏回用废水管道结垢的问题。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种有效阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂，所述药剂的成分包括碱性化合物、增溶剂、水；所述碱性化合物、增溶剂、水的含量为：碱性化合物3～10％、增溶剂0.1～5％，余量为水。
进一步的，所述碱性化合物为含钙化合物、含钠化合物、含镁化合物、含钾化合物中的三种或四种混合；含钙化合物的含量为碱性化合物质量的0％～80％，含钠化合物的含量为碱性化合物质量的0％～40％，含镁化合物的含量为碱性化合物质量的0％～40％，含钾化合物的含量为碱性化合物质量的0％～20％。
进一步的，所述含钙化合物为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙中的一种或多种混合；含钠化合物为碳酸钠、氢氧化钠中的一种或两种混合；含镁化合物为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或多种混合；含钾化合物为碳酸钾、氢氧化钾中的一种或两种混合。
进一步的，所述增溶剂为胍胶、柠檬酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种混合。
进一步的，所述药剂与辅助试剂相配合使用，辅助试剂在投放药剂后间隔一段时间后投放，辅助试剂的投放量与废水量的比值为1:500～2000。
进一步的，所述辅助试剂为氯化铝，其在投放药剂30分钟后投放。
一种阻止磷石膏尾矿回用废水结垢的药剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按比例称取含钙化合物、含钠化合物、含镁化合物、含钾化合物并将其混合，加入水后搅拌均匀，得到防结垢混合物；
S2、在防结垢混合物中加入称量后的增溶剂，再次搅拌均匀；
S3、对加入增溶剂的防结垢混合物蒸发去除多余水分，破碎后即得到所制备药剂。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
(1)本发明中的药剂在使用时只需将其添加到磷石膏尾矿回用废水中即可，其可以缓慢释放抑盐物，具有长时间的抑盐效果，同时结合“抑盐+增溶”工艺，可使清理废水管道结垢的周期延长12倍以上，有效降低清理管道的经济成本。
(2)本发明中的药剂采用的原料均是无污染、无毒性的物质，同时其易于得到、价格低廉，并且其制备得到的药剂减缓结垢效果明显，适用于大规模的生产推广。
(3)本发明中的药剂在制备时通过加入增溶药剂的操作，使阻垢和增溶工艺相结合，延长了磷石膏废水管道的结垢周期，给磷石膏尾矿废水的回用操作带来了便利。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1、称取氧化钙、碳酸镁、氢氧化钠混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸镁、氢氧化钠的比值为6:3:2，加入水的比例为碱性化合物质量的10倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.3倍的十二烷基苯磺酸钠，80℃恒温搅拌蒸发30min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：300，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1800，过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0.560g/L。
实施例2、称取氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钠混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钠的质量比值为6：2：4：1，加入水的比例为碱性化合物质量的20倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.1倍的十二烷基苯磺酸钠，80℃恒温搅拌蒸发35min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：270，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1500；过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0.430g/L。
实施例3、称取氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钠、氢氧化钾混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钠、氢氧化钾的质量比值为6：2：4：1：1，加入水的比例为碱性化合物质量的20倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.1倍的十二烷基苯磺酸钠，80℃恒温搅拌蒸发35min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：270，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1300；过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0.290g/L。
实施例4、称取氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾的质量比值为6：2：3：1：1，加入水的比例为碱性化合物质量的20倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.1倍的十二烷基苯磺酸钠，80℃恒温搅拌蒸发35min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：180，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1200；过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0.110g/L。
实施例5、称取氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾的质量比值为6：2：3：1：1，加入水的比例为碱性化合物质量的20倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.1倍的十二烷基苯磺酸钠，80℃恒温搅拌蒸发35min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：180，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1100；过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0.110g/L。
实施例6、称取氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾混合制成碱性化合物，氧化钙、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾的质量比值为6：2：2：2：1：1，加入水的比例为碱性化合物质量的20倍，搅拌30min后，加入碱性化合物质量0.5倍的柠檬酸钠，80℃恒温搅拌蒸发35min，得到磷石膏废水阻垢药剂。
本实施例所采用的试验水为湖北某磷化工企业磷石膏尾矿库回用废水，废水中含有1.234g/L的氟硅酸根离子，阻垢药剂的投放量与磷石膏废水的比值为1：150，搅拌30min后加入氯化铝，氯化铝与废水量的比值为1：1000；过滤，液样中的氟硅酸根离子浓度下降至0g/L。
经过研究分析，磷石膏废水为酸性废水，水中产生的结垢主要为氟硅酸钾，加入碱性氧化物可调节废水pH值，并使氟硅酸根分解，从而抑制氟硅酸钾的生成而产生结垢；通过上述实施例进行试验验证，本发明所制备的药剂具有极好的防结垢效果，可以广泛应用于磷石膏废水的回用操作中。
本发明具有以下效果：
(1)本发明中的药剂在使用时只需将其添加到磷石膏尾矿回用废水中即可，其可以缓慢释放抑盐物，具有长时间的抑盐效果，同时结合“抑盐+增溶”工艺，可使清理废水管道结垢的周期延长12倍以上，有效降低清理管道的经济成本。
(2)本发明中的药剂采用的原料均是无污染、无毒性的物质，同时其易于得到、价格低廉，并且其制备得到的药剂减缓结垢效果明显，适用于大规模的生产推广。
(3)本发明中的药剂在制备时通过加入增溶药剂的操作，使阻垢和增溶工艺相结合，延长了磷石膏废水管道的结垢周期，给磷石膏尾矿废水的回用操作带来了便利。
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