磷酸銨鎂的熱解行為研究

209第7沏化學(xué)積與裝各Chemical Engi neering Equipent磷酸銨鎂的熱解行為研究彭佳樂(lè ),周康根,姜科(湖南長(cháng)沙中南大學(xué)冶金院,湖南長(cháng)沙410083)要:為了明磷酸銨鎂的熱解性能,考察了100℃、200℃、300℃、400℃下磷酸銨鎂熱解過(guò)程中的氨氮釋放率和正磷酸根含量隨時(shí)間的變化規律;考察了氫氧化鎂與氫氧化鈉對磷酸銨鎂熱解行為的影響,發(fā)現氫氧化鎂能促進(jìn)的釋放并抑制正磷酸根向焦磷酸根轉化;投加氫氧化鈉可在正磷酸根不損失的前提下,使MAP中的氨氮釋放率達到99%以上關(guān)鍵詞:磷酸銨鎂:熱解;氫氧化鎂:氫氧化鈉前言11主要試劑與材料氮是生物活動(dòng)必需的營(yíng)養元紊之一,但是如果試劑:Na2HPO12H2O,MgCl26H2O水體中氮的含量太高又會(huì )造成環(huán)境污染。在我國水(NH)SO4,NaOH,以上均為分析純。納氏試體污染因素中氨氮是非常重要的污染物2目前對劑、鉬酸銨、釩酸銨。模擬氨氮廢水:用銨鹽這類(lèi)廢水主要是通過(guò)生物法則、化學(xué)沉淀法、吹脫加去離子水配制法、折點(diǎn)氯法進(jìn)行處理各種方法均存在一定優(yōu)12主要儀器缺點(diǎn)。磷酸銨鎂(MAP)化學(xué)沉淀法處理高濃度氨用-3定時(shí)恒溫磁力攪拌器,420酸度計,氮廢,具有簡(jiǎn)單、快速、高效等優(yōu)點(diǎn),然而該ⅥS7220可見(jiàn)光分光光度計,管式電磁爐。法消耗大量磷鹽和鎂鹽,造成反應成本高,以及磷13實(shí)驗方法酸銨鎂容易造成二次污染,一直以來(lái)都是限制該方13MAP的制備及熱解法實(shí)際應用的最重要因素。因此如何降低藥劑消配制7200mgL的(NH)SO4溶液,按N:P:耗,開(kāi)發(fā)磷酸銨鎂的回用和綜合利用技術(shù),對于磷Mg=1:1:1,順次將 NaHPO.12H2O和MgCh26H2O酸銨鎂沉淀法在實(shí)際工程中的應用具有重要意義。加入L該溶液中(待前一藥劑全部溶解后再加入后磷酸銨鎂在不同溫度下發(fā)生熱分解反應,其分藥劑),用5 mol/L NaoH穩定廢水pH值為解產(chǎn)物可循環(huán)用于氨氮的吸附,是降低藥劑消耗的20℃下磁力攪拌20分鐘后過(guò)濾,將得到的固相沉淀可能途徑。根據分解溫度的不同,磷酸銨鎂可分解物洗滌后,在干燥箱中于40℃下干燥48小時(shí),產(chǎn)物成不同的產(chǎn)物,包括Mg(POh2、 MgHPO4和充分研磨后密封保存,即得到MAP。將制得的MAPMgP2O7。Mg(POh、 MgHPO4和MgP2O對廢水置于管式電磁爐中,在特定熱解溫度下熱解3小時(shí),中氨氮的吸附能力不同, Shigeru Sugiyama等研究取其熱解產(chǎn)物,分析產(chǎn)物中的氨氮含量和正磷酸根表明以上這三種物質(zhì)去除氨氮能力為:含量。gHP0>3(PQ2>Mg2PO·因此,如何提高132M(OH2對熱解效率的影響利用Na2 HPOx 12H2O和MgCl26H2O按N:P:熱解時(shí)磷酸氨鎂中氨的釋放率,而又不影響其熱解Mg=2:2:3制備成MAP:MgOH)2=2:1的混合產(chǎn)物對氨氮的吸附效果是解決磷酸氨鎂化學(xué)沉淀物,制備步驟同前。將此混合物置于管式電磁爐中,法的關(guān)鍵內容。本文針對此難題,對磷酸銨鎂的熱在特定熱解溫度下熱解3小時(shí),取其熱解產(chǎn)物,分解行為展開(kāi)研究,以求通過(guò)實(shí)現磷酸銨鎂熱解放氨析產(chǎn)中國煤化工含量。后,可作為氨氮吸附劑實(shí)現循環(huán)利用1.3CNMHG1實(shí)驗部分在以Mg(PO4)2為主體的熱解產(chǎn)物(MAP歸佳樂(lè ):酸銨鎂的熱解行為研究Mg(OH)2=21的混合物廠(chǎng)100℃下熱解3小時(shí))中,2.熱解溫度對氨氮釋放率的影響加入一定量的NaOH溶液,繼續置丁100℃繼續熱分別控制熱解溫度為100℃,200℃,300℃解3小時(shí),分析廣物中的氨氮含400℃,J不同熱解時(shí)間測其氨氮釋放率,如圖12結果與討論所示。隨著(zhù)熱解溫度的升高,氨氮釋放率不斷提高,2MAP的熱分解溫度升高至300℃時(shí),氨氮釋放率可達到90%以上,利用自制MAP在管式電磁爐在不同溫度下熱繼續升溫氮氮釋放效果則沒(méi)有明顯變化。且氨氮在解,可將MAP中的氨脫除,如反應(1)1-60min釋放速度最快,熱解180min后,不再釋放MgNH, PO46H2O= MgHPO4+6H2O↑+NH,↑(1)氨氮。為兼顧氨氮釋放效果和能源節約選定最佳熱解溫度為300℃,最住熱解時(shí)間為180min戰時(shí)向min圖1熱N度耐氨氮釋放率的影響圖2熱解溫度對酸鹽含量能影啊2.12熱解溫度對磷酸鹽含量的影響Mg(OHh對熱解效率的影響分別控制熱解溫度為100℃(100℃時(shí)正磷酸將NH4SO4、Na2HPO2H和MgCl26H2O根含量不變化)200℃,300℃,400℃,于不同時(shí)按N:P;Mg=2:2:3混合,可按反應(3)生成間測其正磷酸根含量,如圖2所示?？煽闯鲭S著(zhù)MAP:Mg(OH2=21的混合物,將其置于100℃下MAP中氨氮的釋放,熱解溫度超過(guò)100℃時(shí),其中·熱解3小時(shí),又按反應(4)生成以MgPO4h為主的正磷酸鹽開(kāi)始逐漸分解,轉化為焦磷酸鹽,如反體的混合物。測其氨氮釋放率和正磷酸根含量,并應(2)。表1更直觀(guān)的反應了氨氮釋放效果和正磷與相同條件下無(wú)Mg(OHh的熱解行為相比較,結果酸根剩余量的關(guān)系,看到氨氮釋放率達到90%以上如圖3所示。 Mg(oh)2的存在促進(jìn)了氨氮的釋放后,剩余正磷酸根已不到總磷的40%其中100℃時(shí)可提高氨氮釋放率8%,氨氮釋放率的2MgHPO, =Mg, P2O,+H,O(2)變化規律無(wú)Mg(OHh2時(shí)一致,隨溫度升高而增大。正磷酸根變化如圖4所示,Mg(OH2的存在具表1氨釋放率與正磷酸根含量的關(guān)系有限制正磷酸根損失的作用,對本研究同樣有利熱解溫度300400并且可以看到,正磷酸根仍然在超過(guò)100℃時(shí)開(kāi)始氨釋放率%5277791296分解。正磷酸根/總磷10.503502612NH,*+ 2HPO.+3Mg+60H=2MgNH, PO +Mg(OH),+2H, 0 (3)2MgNH PO4 +Mg(OH),=Mg,(PO4)2中國煤化工CNMHG彭佳樂(lè ):磷酸銨鎂的熱解行為研究熱制度r圖3kD對氨氯放效果的影響圖4k(H對正酸根的影響表2NaH投加量對氨氮脫除率影響NaOH投加量/mL0.5NaoH(摩爾比711.14氨氮含量/mg氨氮脫除率%71.I96910084423NaOH對脫氨效率的影響鹽,MAP熱分解形成的產(chǎn)物MHP,可重新處理氨氮由圖3和圖4以看出,在正磷酸根不損失的前廢水12,熱分解產(chǎn)生的氨氣可回收高濃度的氨水提下,MAP:Mg(OH)2=2:1的混合物最大脫氨效有可能成為一種經(jīng)濟有效的氨氮廢水處理方法率只能達到60%(熱解溫度=100℃時(shí)),為近一步提高脫氨效率,利用堿性環(huán)境利于NH3釋放的原參考文獻理,采用投加NaOH(lmoL)提高脫氨效率。NaOH投加量對脫氨效果的影響如表2所示。隨著(zhù)NaOH[l] Lee G F and Jones R A. The North American投加量的增加,可是脫氨率達到100%,但NaOHexperience in eutrophication control through過(guò)量太多反而不利用脫氨phosphorus management: Proceeding of the3結論International Conference on Phosphate], Water利用MAP化學(xué)沉淀法(NPMg=1:1:1)生成and Quality of Life. Paris: France, 1988了 MgNH4PO46H2O(MAP)。研究了熱解時(shí)間、[2]陳志愷.21世紀中國水資源持續開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題溫度、環(huán)境(堿性)對MAP熱分解產(chǎn)物的影響。隨中國工程科學(xué)[門(mén).20002(3):7-11著(zhù)熱解溫度的升高,MAP的氨釋放率逐漸提高,[3] Rasouli-Kenari h, Sarrafzadeh M H, Mehmia M,300℃條件下熱解180min,氨氮釋放率可達到90%Factors affecting the biological nitrogen removal以上。繼續升溫和延長(cháng)熱解時(shí)間,放氨效果變化甚fromwastewaterin simultaneous微;正磷酸根在熱解溫度高于100℃時(shí)開(kāi)始向焦磷nitrification-denitrification process. Journal of酸根轉化:投加氫氧化鎂可以促進(jìn)氨氮脫除并抑制Biotechnology [], 2008, 136: 670-671正磷酸根向焦磷酸根轉化,其中100℃時(shí)可提高氨[4] Bonmati a, Flotats X, Air stripping of ammonia氮釋放率8%;投加氫氧化鈉可保證MAP中正磷酸from pig slurry: characterisation and feasibility as根不損失的前提下,氨氮完全脫除,有利于MAP熱a pre-or post-treatment to mesophilic anaerobic解產(chǎn)物對氨氮的再一次吸附。中國煤化工m[,23(3),2003在不損失磷酸根的情況下,即不形成焦磷酸CNMHG