黄磷在生产过程中,不可避免的会产生大量磷泥。富磷泥一般用来直接提取黄磷,而贫磷泥由于胶体结构较为复杂难以提取黄磷,大部分作为危险废物堆存或烧制磷酸,未得到合理利用,且对周围环境产生危害。因此,从贫磷泥中提取黄磷并对蒸磷残渣深度处理,可提高磷资源利用率,获得较好的经济效益和环境效益。本文以磷含量为10%~15%的贫磷泥为研究对象,采用微波、超声波方法对贫磷泥进行预处理,探讨了预处理功率、时间、温度等因素对贫磷泥破胶效果以及蒸磷回收率的影响,并对蒸磷残渣进行了浸出试验,分析了蒸磷残渣特性。在此基础上,采用湿式氧化、空气氧化、水泥固化三种方法对蒸磷残渣进行了深度处理,以使其达到第Ⅰ类一般工业固体废物要求。在此过程中考查了氧化剂用量、时间、氢氧化钙投加量、水泥用量等因素对蒸磷残渣单质磷氧化和沉淀的效果。主要研究结果如下:通过预处理试验发现,微波预处理贫磷泥,效果不明显,说明微波炉产生的电磁场引起水分子的运动对贫磷泥的胶体结构没有明显的破坏作用;超声波在液体中产生很高的剪切力可以破坏贫磷泥胶体的稳定性,提高黄磷的回收率,超声波最佳预处理条件为:预处理温度40℃、预处理时间20min,在最佳条件下,蒸磷回收率提高至少15%,达到90%以上。预处理试验发现:蒸磷残渣的浸出试验发现,浸出液中的金属元素满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度,浸出液总磷976.67mg/L,磷酸盐413.26mg/L,远超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度限值要求,属于第Ⅱ类一般工业固体废物;蒸磷残渣中含有不到3%的单质磷,符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.4-2007)中4.2固态易燃性危险废物,属于危险废物,需进行深度处理。蒸磷残渣深度处理试验表明:(1)湿式氧化法采用次氯酸钠对蒸磷残渣进行氧化,最佳氧化条件为:次氯酸钠用量6g/20g磷泥,氧化时间30min,温度60℃。在最佳条件下,磷泥中磷单质基本全部氧化,主要产物为正磷酸盐和亚磷酸盐。氢氧化钙沉淀试验主要影响因素为pH,在pH值11.3时,正磷酸盐沉降92.39%,其他磷酸盐沉淀约20%。(2)蒸磷残渣空气氧化燃烧过程中,由于块状的磷泥内部燃烧不够充分,烧渣溶液中存在较多量的亚磷酸盐、次磷酸盐等,采用氢氧化钙沉淀的方法,在氢氧化钙投加足量、溶液pH值为12.2的情况下,溶液中磷酸盐浓度同比依然远远超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)磷酸盐(以P计)最高允许排放浓度0.5mg/L的标准。对烧渣采用水洗的方法,需消耗大量的清水进行洗涤,方可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)磷酸盐(以P计)最高允许排放浓度0.5mg/L的标准。(3)水泥中氧化钙、二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝成分与蒸磷残渣中磷酸盐发生反应生成沉淀,并形成胶体结构包裹单质磷和部分磷的含氧酸盐,在蒸磷残渣与水泥质量比为1:2时,浸出液中磷酸盐基本完全沉淀,但总磷浓度为476mg/L。据以上结果,发现单一的蒸磷残渣深度处理方法都不能使得蒸磷残渣达到第Ⅰ类一般工业固体废物要求,需采用组合方法。为有效的综合处置贫磷泥,提高磷的回收率和经济效益,减轻贫磷泥对环境的污染,本论文提出贫磷泥综合利用技术集成方案为:超声波预处理→蒸磷→蒸磷渣空气氧化→一次水洗→水泥固化,该过程产生的含磷废水的处理工艺为空气曝气→絮凝沉淀→粉煤灰吸附,最终使得贫磷泥达到第Ⅰ类一般工业固体废物要求,含磷废水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)磷酸盐(以P计)0.5mg/L的标准。