[科普中国]-苦土

苦土的应用

应用领域 轻质氧化镁主要用作制备陶瓷、搪瓷、耐火坩锅和耐火砖的原料。也用作磨光剂，粘合剂，涂料和纸张的填料，氯丁橡胶和氟橡胶的促进剂和活化剂。与氯化镁等溶液混合后，可制成氧化镁水调。医药上用作抗酸剂和轻泻剂，用于胃酸过多、胃和十二指肠溃疡病．化学工业中用作催化剂和制造镁盐的原料。也用于放璃、染粕、酚醛塑料等的制造。重质氧化镁碾米工业中用于烧制粉磨和半滚筒。建筑工业用于制造人造化学地板、人造大理石、防热板和隔音板。塑料工业用作填充料。还可用于生产其他镁盐1。

苦土成分分析将苦土烘干、研磨，用X射线衍射仪进行苦土成分分析，如图1所示。

将苦土的XRD图谱用Jade5.0进行分析可知其主要成分为氧化镁(M)2。

苦土处理氮磷废水的研究影响磷酸铵镁沉淀形成的最主要影响因素是pH。在不同的酸碱度条件下，P的存在形式不同，进而影响沉淀的形成。在酸性条件下，P以HPO42-和H2PO4-的形式存在，影响磷酸铵镁沉淀的形成，进而降低氨氮的去除率；在碱性条件下，P以PO43-的形式存在，有利于形成磷酸铵镁沉淀，但碱度太高则会使氨氮从沉淀物中释放到溶液中，进而减少磷酸铵镁沉淀的形成，沉淀物主要为Mg3(PO4)2。因此，在一定的pH条件下，有利于磷酸铵镁的形成，提高氮磷的去除率。本实验确定的最佳平衡pH达到9-10之间，有利于磷酸铵镁的形成。

此外，由于苦土中其他成分的影响以及苦土本身溶解性的影响，反应时间对磷酸铵镁的形成也有影响。适当的反应时间可提高苦土中氧化镁的利用率，更有利于提高氮磷的去除率。随着反应时间的增加，氮磷的去除率提高，当达到平衡时间时，氮磷的去除率达到最高并趋于稳定。实验证明，反应10min氮磷的去除率达到最高并趋于稳定。

溶液中氮、磷、镁的配比也是影响磷酸铵镁沉淀形成的主要因素。理论上在N:P:Mg= 1:1:1时，可形成磷酸铵镁沉淀。但由于实际废水所含各种成分的影响，以及反应条件的影响，还有苦土中其他成分的影响，需适当改变试剂投加量。通过实验证明，以苦土为沉淀剂处理氮磷废水时，苦土与氨氮的质量比为25:1,该条件下废水中氮磷的去除率均达到最大。

将苦土应用于实际废水时，在苦土与氨氮质量比为25:1,搅拌达到平衡时废水中氮磷的去除率最大。可见，在氮磷实际废水中，根据实验确定的最佳比例投加苦土搅拌达到平衡，即可达到较高的氮磷去除率。采用苦土为沉淀剂处理高浓度氮磷废水，氨氮去除率最高可达93% ,磷的去除率可达99%，由于苦土中其他成分及苦土溶解性等因素的影响，苦土投加量相对较大，但苦土成本低、资源广，可降低处理氮磷废水的成本3。

总结以苦土作为沉淀剂，处理高浓度氮磷废水，最佳反应条件：苦土与氨氮的质量比为25:1,反应时间10min，初始pH在2-5之间。该条件下，氨氮的去除率最高达到93% ,磷的去除率最高达到97%。

此外，以苦土为沉淀剂处理氮磷废水条件简单，成本低，去除效果好，反应产生的磷酸铵镁沉淀具有作为肥料的潜力1。