磷酸铵镁法回收稀土分离废水中镁及氨氮的研究
摘要:磷酸铵镁法是一种有效的回收氨氮、磷和镁的方法。本文通过热力学计算,分析了反应过程及pH值对磷酸铵镁生成的影响规律。根据理论分析结果,进行了pH值、磷源、加料方式等因素对氨氮、磷去除率的影响实验。结果表明:以Na3PO4为磷源,通过向氮磷混合液中加入含镁废水,并控制反应液pH值为9时,氮磷镁去除率均可达98%以上,得到沉淀物经X衍射分析为六水磷酸铵镁。
关键词: 磷酸铵镁,镁, 氨氮, 磷
中国稀土产业已占据世界主导地位,但随产业规模的扩大,稀土冶炼分离的三废问题,尤其是废水的污染问题日益严重[ 1 ]。氧化镁由于具有资源丰富、价格低廉、碱当量值高等特点,其在稀土非皂化冶炼分离中的应用量正在逐步增大[ 2 ],目前,对于高浓度的含镁废水都是不经处理直接排放到环境中,导致出现水体盐度增加、土壤沙化等严重危害。但如果能将稀土冶炼厂产生的镁、氨、磷等有害废水加以转化回收,既可变废为宝增加经济效益。磷酸铵镁法就是一种有效回收氮、磷、镁的方法,磷酸铵镁以水合物形式存在,是一种难溶于水的化合物,其溶度积Ksp在25℃时仅为2. 5×10- 13,因此,磷酸铵镁法氮磷镁去除效率高,得到的磷酸铵镁又是一种高效缓释肥,具有较好的经济价值[ 3, 4 ]。
国内外已开展了大量的磷酸铵镁法回收氨氮和磷的研究,据报道对氨氮磷等的去除率均可达到90%以上,陈徉等的研究表明MAP法处理氨氮废水去除率达97. 6%[ 4～13 ]。本文综合考虑稀土冶炼中的含镁废水和氨氮废水的回收问题,对磷酸铵镁法处理镁和氨氮废水的工艺进行了系统研究。由于废水排放标准中镁的允许浓度没有严格要求,因此,本研究重点考查氨氮和磷的回收率。
1 MAP反应机制研究
1. 1 M AP反应过程探讨
NH+4的某些复盐如NH4M gPO4•6H2O难溶于水,因此可利用此特性将水中的M g2 +和NH+4沉淀回收,向含氨氮和磷酸根废水中加入镁离子就会生成磷酸铵镁沉淀,反应如下
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