用于磷酸盐加工的系统和方法与流程

技术特征：
1.一种磷酸盐加工系统，包括：磷酸装置，所述磷酸装置能够运行以使磷酸盐岩与酸反应以产生磷酸产物和滤饼副产物；和制粒系统，所述制粒系统被连接以接收所述磷酸产物并且能够运行以生产含磷酸盐的肥料产物。2.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸装置和所述制粒系统共同以负水平衡运行。3.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统能够运行以生成鸟粪石作为所述含磷酸盐的肥料产物。4.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括池塘水处理系统，所述池塘水处理系统被连接以收集从所述磷酸装置排出的磷酸盐水溶液。5.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括沉淀系统，所述沉淀系统被连接以接收来自所述池塘水处理系统的所述磷酸盐水溶液并且能够运行以净化所接收的溶液以生成经处理的水流、污泥流和流出物流中的一者或更多者。6.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸装置被连接以从所述沉淀系统接收所述污泥流或从所述池塘水处理系统接收包含升高的磷酸盐含量的污泥的一部分用于产生所述磷酸产物。7.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括冲洗系统，所述冲洗系统被连接以接收一种或更多种冲洗流体的输入流并且能够运行以冲洗所述滤饼副产物以产生滤液，其中所述磷酸装置被连接以接收所述滤液用于产生所述磷酸产物。8.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述一种或更多种冲洗流体的输入流包括淡水。9.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中供应至所述冲洗系统作为所述冲洗流体的所述淡水的量等于或小于生产鸟粪石所消耗的水的量。10.根据权利要求7所述的磷酸盐加工系统，其中所述一种或更多种冲洗流体的输入流包括在所述沉淀系统中产生的所述经处理的水流。11.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括排气处理系统，所述排气处理系统被连接以收集从所述制粒系统释放的排出气体和/或蒸气，并且能够运行以从所收集的排出气体和/或蒸气中分离其中包含的固体颗粒，其中所述排气处理系统被连接以将所述固体颗粒供应至所述制粒系统、结晶器、和所述池塘水处理系统中的一者或更多者。12.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述排气处理系统包括涤气器，所述涤气器能够运行以将涤气器流体与所述排出气体和/或所述蒸气混合以产生包含所述固体颗粒的涤气器浆料。13.根据权利要求11或12所述的磷酸盐加工系统，其中所述排气处理系统包括细粉澄清器，所述细粉澄清器能够运行以将细粉尘颗粒与所述固体颗粒分离。14.根据权利要求11至13中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述排气处理系统包括脱水系统，所述脱水系统能够运行以浓缩经分离的细粉尘颗粒。15.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统被连接以从所述脱
水系统接收经浓缩的细粉尘颗粒用于制粒过程。16.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括用于从含有机磷酸盐的材料中去除有机物质以形成含磷酸盐的溶液的有机物去除系统，所述有机物去除系统被连接以将所述含磷酸盐的溶液供应至所述制粒系统和所述磷酸装置中的一者或更多者。17.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述含有机磷酸盐的材料包括动物粪肥和/或家禽粪便。18.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括结晶器，所述结晶器被连接以接收来自所述沉淀系统、所述排气处理系统和所述有机物去除系统的一种或更多种流，其中所述结晶器能够运行以从所述一种或更多种流中产生含磷酸盐的颗粒。19.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述结晶器为流化床结晶器。20.根据权利要求18至19中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中来自所述沉淀系统的所述流包括所述流出物流。21.根据权利要求18至20中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中来自所述排气处理系统的所述流包含在所述细粉澄清器处产生的经分离的细粉尘颗粒。22.根据权利要求14至17中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中来自所述有机物去除系统的所述流包含所述含磷酸盐的溶液。23.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统被连接以从所述结晶器接收所述含磷酸盐的颗粒以与所述磷酸产物一起生产所述含磷酸盐的肥料产物。24.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述含磷酸盐的颗粒包含鸟粪石。25.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸盐岩包含浓度大于阈值的镁源。26.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中当以mgo表示时所述阈值是所述磷酸盐岩的总矿物质含量的约3重量％。27.根据权利要求20所述的磷酸盐加工系统，其中当以mgo表示时所述阈值是所述磷酸盐岩的总矿物质含量的约5％。28.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸产物的浓度低于阈值量。29.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸的浓度低于约54％。30.根据权利要求23所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸的浓度低于约40％。31.根据权利要求4至30中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括膜过滤系统，所述膜过滤系统被连接以接收来自所述池塘水处理系统的所述磷酸盐水溶液并且能够运行以使所述磷酸盐水溶液浓缩以产生浓缩物和清洁水渗透流。32.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述沉淀系统被连接以接收来自所述膜过滤系统的所述浓缩物，并且其中所述浓缩物在所述沉淀系统处被净化。33.根据权利要求31至32中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述一种或更多种冲洗流体的输入流包括由所述膜过滤系统产生的所述清洁水渗透流。34.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述酸包括硫酸以及所述滤饼副产物包括石膏。35.根据权利要求4至33中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述沉淀系统由对从所
述池塘水系统接收的所述磷酸盐水溶液的净化来产生磷酸盐、氟化物和/或石膏的源。36.根据权利要求24至35中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括加热系统，所述加热系统能够运行以将在所述结晶器处产生的所述鸟粪石加热以产生磷酸镁铵石。37.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中制粒机从所述结晶器接收所产生的磷酸镁铵石以生成所述含磷酸盐的肥料产物。38.根据前述权利要求所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统能够运行以将所接收的鸟粪石和/或所述磷酸镁铵石与磷酸一铵(map)、磷酸二铵(dap)和重过磷酸钙(tsp)中的一者或更多者共制粒以产生所述含磷酸盐的肥料产物。39.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统被连接以接收一种或更多种微量元素养分和大量元素养分的源以产生所述含磷酸盐的肥料产物。40.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统在低于约60℃的温度下运行。41.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统在低于约60℃的温度下运行。42.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:25至1:2的范围内的浓度包含镁。43.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:7至1:2的范围内的浓度包含镁。44.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:6至1:3的范围内的浓度包含镁。45.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比大于1:15的浓度包含镁。46.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括氨源，所述氨源被连接以将氨递送至所述制粒系统。47.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，其中所述制粒系统使用来自所述磷酸盐岩的镁源以产生所述含磷酸盐的肥料产物。48.根据前述权利要求中任一项所述的磷酸盐加工系统，还包括递送系统，所述递送系统被连接以将额外的镁源供应至所述制粒系统用于产生所述含磷酸盐的肥料产物。49.一种磷酸盐加工系统，包括：磷酸装置，所述磷酸装置能够运行以使磷酸盐岩与酸反应以产生磷酸产物和滤饼副产物；池塘水处理系统，所述池塘水处理系统能够运行以收集从所述磷酸装置排出的水；沉淀系统，所述沉淀系统能够运行以接收来自所述池塘水处理系统的受污染的水并且净化所接收的受污染的水以生成经处理的水流、流出物流、和污泥流中的一者或更多者；冲洗系统，所述冲洗系统能够运行以接收一种或更多种冲洗流体的输入流以冲洗所述滤饼副产物；排气处理系统，所述排气处理系统能够运行以收集从制粒系统释放的排出气体和/或蒸气并且以对所述排出气体和/或所述蒸气进行加工以分离其中包含的固体颗粒；和制粒系统，所述制粒系统能够运行以接收所述磷酸产物和包含含磷酸盐的颗粒的输入
流以产生含磷酸盐的肥料产物。50.一种加工磷酸盐岩的方法，所述方法包括以下步骤：在磷酸装置中使磷酸盐岩与酸反应以生成滤饼副产物和磷酸产物；从所述磷酸装置排出包含由反应步骤得到的磷酸盐水溶液的输出流；将所述磷酸产物供应至制粒系统；和在所述制粒系统处使用所述磷酸产物制粒含磷酸盐的肥料产物。51.根据权利要求50所述的方法，其中所述磷酸装置和所述制粒系统共同以负水平衡运行。52.根据权利要求50至51中任一项所述的方法，其中所述制粒系统生成鸟粪石作为所述含磷酸盐的肥料产物。53.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，还包括在沉淀系统处净化所述磷酸盐水溶液以生成经处理的水流、污泥流和流出物流中的一者或更多者。54.根据前述权利要求所述的方法，还包括将所述污泥流或包含升高的磷酸盐含量的污泥的一部分再循环到所述磷酸装置中用于所述反应步骤。55.根据权利要求50至54中任一项所述的方法，还包括：向所述滤饼副产物供应冲洗流体以获得包含磷酸的滤液；和将所述滤液再循环到所述磷酸装置用于所述反应步骤。56.根据前述权利要求所述的方法，其中所述冲洗流体为淡水。57.根据前述权利要求所述的方法，其中供应至冲洗系统作为所述冲洗流体的所述淡水的量等于或小于生产鸟粪石所消耗的水的量。58.根据权利要求53或54所述的方法，其中所述冲洗流体为由净化步骤生成的所述经处理的水流。59.根据权利要求50至58中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在排气处理系统处收集来自从制粒步骤释放的空气流的包含固体颗粒的排出气体；和对所述排出气体进行加工以分离所述固体颗粒；和将所述固体颗粒供应至所述制粒系统、结晶器和池塘水处理系统中的一者或更多者。60.根据前述权利要求所述的方法，还包括将经分离的固体颗粒进给至细粉澄清器以分离细粉尘颗粒。61.根据前述权利要求所述的方法，还包括将所述细粉尘颗粒脱水以浓缩所述粉尘颗粒。62.根据前述权利要求所述的方法，还包括将所述粉尘颗粒再循环到所述制粒系统中用于所述制粒步骤。63.根据权利要求59至62中任一项所述的方法，其中加工步骤包括将涤气器流体与所述排出气体混合以产生包含所述固体颗粒的涤气器浆料。64.根据权利要求63所述的方法，还包括将经分离的细粉尘颗粒供应至结晶器用于由经分离的粉尘颗粒产生含磷酸盐的颗粒。65.根据权利要求50至64中任一项所述的方法，还包括将由所述净化步骤生成的所述流出物流供应至结晶器用于由所述流出物产生含磷酸盐的颗粒。66.根据权利要求50至65中任一项所述的方法，还包括：
接收包含含磷酸盐的材料的有机废物；从所述有机废物中去除有机物质以形成含磷酸盐的溶液；和将所述含磷酸盐的溶液供应至所述制粒系统和所述磷酸装置中的一者或更多者。67.根据前述权利要求所述的方法，其中将所述含磷酸盐的溶液供应至结晶器用于从所述溶液中结晶含磷酸盐的颗粒。68.根据权利要求66至67中任一项所述的方法，其中所述有机废物包括动物粪肥和/或家禽粪便。69.根据权利要求50至68中任一项所述的方法，还包括将所结晶的含磷酸盐的颗粒供应至所述制粒系统用于所述制粒步骤中以产生所述含磷酸盐的肥料产物。70.根据前述权利要求所述的方法，其中所述含磷酸盐的颗粒包含鸟粪石。71.根据权利要求50至70中任一项所述的方法，其中所述磷酸盐岩包含浓度大于阈值的镁源。72.根据前述权利要求所述的方法，其中当以mgo表示时所述阈值是所述磷酸盐岩的总矿物质含量的约3％。73.根据权利要求71所述的方法，其中当以mgo表示时所述阈值是所述磷酸盐岩的总矿物质含量的约5％。74.根据权利要求50至73中任一项所述的方法，其中所述磷酸产物的浓度低于阈值量。75.根据前述权利要求所述的方法，其中所述磷酸的浓度低于约54％。76.根据权利要求74所述的方法，其中所述磷酸的浓度低于约40％。77.根据权利要求50至76中任一项所述的方法，还包括在膜过滤系统处浓缩所述磷酸盐水溶液以产生浓缩物流和清洁水渗透流。78.根据前述权利要求所述的方法，其中所述膜过滤系统包括纳米过滤和/或反渗透。79.根据权利要求77至78中任一项所述的方法，其中在冲洗步骤中使用的所述冲洗流体包括所述清洁水渗透流。80.根据权利要求77至79中任一项所述的方法，其中将所述浓缩物流供应至所述沉淀系统用于净化。81.根据权利要求50至80中任一项所述的方法，其中所述酸包括硫酸以及所述滤饼副产物包括石膏。82.根据权利要求52至81中任一项所述的方法，其中在所述沉淀系统处对所述磷酸盐水溶液的净化还生成氟化物和/或石膏的源。83.根据权利要求70至82中任一项所述的方法，还包括：将在所述结晶器处产生的所述鸟粪石加热以生成磷酸镁铵石；和将所述磷酸镁铵石供应至所述制粒系统以在所述制粒步骤中产生基于磷酸镁铵石的肥料。84.根据前述权利要求所述的方法，还包括将所产生的鸟粪石和/或磷酸镁铵石与磷酸一铵(map)、磷酸二铵(dap)和/或重过磷酸钙(tsp)中的任一者共制粒以产生所述含磷酸盐的肥料产物。85.根据权利要求50至84中任一项所述的方法，还包括将一种或更多种微量元素养分和大量元素养分供应至所述制粒系统以产生所述含磷酸盐的肥料产物。
86.根据权利要求50至85中任一项所述的方法，其中所述制粒步骤保持在低于约60℃的温度下。87.根据权利要求50至85中任一项所述的方法，其中所述制粒步骤保持在高于约60℃的温度下。88.根据权利要求50至87中任一项所述的方法，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:25至1:2的范围内的浓度包含镁。89.根据权利要求50至87中任一项所述的方法，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:7至1:2的范围内的浓度包含镁。90.根据权利要求50至87中任一项所述的方法，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比在1:6至1:3的范围内的浓度包含镁。91.根据权利要求50至90中任一项所述的方法，其中所述磷酸以使得所述磷酸产物中mg:p的摩尔比大于1:15的浓度包含镁。92.根据权利要求50至91中任一项所述的方法，还包括将氨源递送至所述制粒系统。93.根据权利要求50至92中任一项所述的方法，其中所述制粒系统使用来自所述磷酸盐岩的镁源以产生所述含磷酸盐的肥料产物。94.根据权利要求50至93中任一项所述的方法，还包括通过递送系统向所述制粒系统供应额外的镁用于产生所述含磷酸盐的肥料产物。95.根据权利要求66至94中任一项所述的方法，其中所述结晶器为流化床结晶器。96.一种加工磷酸盐岩的方法，所述方法包括以下步骤：在磷酸装置中使磷酸盐岩与酸反应以生成滤饼副产物和磷酸产物，其中所述磷酸盐岩包含浓度大于阈值的镁源；从所述磷酸装置排出包含由反应步骤得到的磷酸盐水溶液的输出流；在池塘水处理系统处净化所述磷酸盐水溶液以生成经处理的水流和污泥流；向所述滤饼副产物供应冲洗流体以获得包含磷酸的滤液；将所述滤液再循环到所述磷酸装置中用于所述反应步骤；将所述磷酸产物供应至制粒机；和在所述制粒机处使用来自所述磷酸盐岩的所述磷酸产物和所述镁源制粒肥料产物。97.一种具有如本文所述的任何新的和创造性的特征、特征的组合或特征的子组合的装置。98.一种具有如本文所述的任何新的和创造性的步骤、行动、步骤和/或行动的组合或者步骤和/或行动的子组合的方法。

技术总结
本文所述的实施方案提供用于磷酸盐加工系统的系统和方法，所述磷酸盐加工系统具有集成的子系统，例如磷酸装置、沉淀系统、结晶器系统、冲洗系统、制粒系统、池塘水系统、有机物去除系统、和/或排气处理系统。这样的子系统可以通过使用来自一个或更多个子系统的一种或更多种输出流作为用于一个或更多个子系统的一种或更多种输入流来彼此集成。在一些实施方案中，例如，磷酸盐加工系统可以产生磷酸、含鸟粪石的肥料、使用回收的鸟粪石的肥料、使用回收的镁或氟化物的含镁或氟化物的组合物，以及使用从磷酸和石膏组合物中收集的磷酸或使用从废物流中收集的污泥的其他组分。废物流中收集的污泥的其他组分。废物流中收集的污泥的其他组分。


技术研发人员：阿伦
受保护的技术使用者：奥斯特拉营养康复技术有限公司
技术研发日：2020.10.16
技术公布日：2022/7/9