苦土

應用領域 輕質氧化鎂主要用作製備陶瓷、搪瓷、耐火坩鍋和耐火磚的原料。也用作磨光劑，粘合劑，塗料和紙張的填料，氯丁橡膠和氟橡膠的促進劑和活化劑。與氯化鎂等溶液混合後，可製成氧化鎂水調。醫藥上用作抗酸劑和輕瀉劑，用於胃酸過多、胃和十二指腸潰瘍病．化學工業中用作催化劑和製造鎂鹽的原料。也用於放璃、染粕、酚醛塑料等的製造。重質氧化鎂碾米工業中用於燒製粉磨和半滾筒。建築工業用於製造人造化學地板、人造大理石、防熱板和隔音板。塑料工業用作填充料。還可用於生產其他鎂鹽 ^[1]  。

將苦土烘乾、研磨，用X射線衍射儀進行苦土成分分析，如圖1所示：

將苦土的XRD圖譜用Jade5.0進行分析可知其主要成分為氧化鎂(M) ^[2]  。

影響磷酸銨鎂沉澱形成的最主要影響因素是pH。在不同的酸鹼度條件下，P的存在形式不同，進而影響沉澱的形成。在酸性條件下，P以HPO₄^2-和H2PO₄^-的形式存在，影響磷酸銨鎂沉澱的形成，進而降低氨氮的去除率；在鹼性條件下，P以PO₄^3-的形式存在，有利於形成磷酸銨鎂沉澱，但鹼度太高則會使氨氮從沉澱物中釋放到溶液中，進而減少磷酸銨鎂沉澱的形成，沉澱物主要為Mg₃(PO₄)₂。因此，在一定的pH條件下，有利於磷酸銨鎂的形成，提高氮磷的去除率。本實驗確定的最佳平衡pH達到9-10之間，有利於磷酸銨鎂的形成。

此外，由於苦土中其他成分的影響以及苦土本身溶解性的影響，反應時間對磷酸銨鎂的形成也有影響。適當的反應時間可提高苦土中氧化鎂的利用率，更有利於提高氮磷的去除率。隨着反應時間的增加，氮磷的去除率提高，當達到平衡時間時，氮磷的去除率達到最高並趨於穩定。實驗證明，反應10min氮磷的去除率達到最高並趨於穩定。

溶液中氮、磷、鎂的配比也是影響磷酸銨鎂沉澱形成的主要因素。理論上在N:P:Mg= 1:1:1時，可形成磷酸銨鎂沉澱。但由於實際廢水所含各種成分的影響，以及反應條件的影響，還有苦土中其他成分的影響，需適當改變試劑投加量。通過實驗證明，以苦土為沉澱劑處理氮磷廢水時，苦土與氨氮的質量比為25:1,該條件下廢水中氮磷的去除率均達到最大。

將苦土應用於實際廢水時，在苦土與氨氮質量比為25:1,攪拌達到平衡時廢水中氮磷的去除率最大。可見，在氮磷實際廢水中，根據實驗確定的最佳比例投加苦土攪拌達到平衡，即可達到較高的氮磷去除率。採用苦土為沉澱劑處理高濃度氮磷廢水，氨氮去除率最高可達93% ,磷的去除率可達99%，由於苦土中其他成分及苦土溶解性等因素的影響，苦土投加量相對較大，但苦土成本低、資源廣，可降低處理氮磷廢水的成本 ^[3]  。

以苦土作為沉澱劑，處理高濃度氮磷廢水，最佳反應條件：苦土與氨氮的質量比為25:1,反應時間10min，初始pH在2-5之間。該條件下，氨氮的去除率最高達到93% ,磷的去除率最高達到97%。

此外，以苦土為沉澱劑處理氮磷廢水條件簡單，成本低，去除效果好，反應產生的磷酸銨鎂沉澱具有作為肥料的潛力 ^[1]  。