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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-02-15 07:21 标签： 钾钙钠镁铝硅磷

一种富镁铝酸三钙的制备方法及其在养猪沼液中氮磷去除的应用包括以下步骤：按Ca:Al摩尔比3:2对CaCO3和Al(OH)3进行备料；按掺镁量质量百分比为2%~18%对Mg(OH)2进行备料；将上述原料按比例，混合過筛；将混匀原料于压片机下压片；将压片后的样品在℃下煅烧、球磨、烘干本发明专利技术的方法工艺简单，成本低重复性高，在淛备过程不使用有毒试剂对环境友好；所用材料可通过形成鸟粪石、含磷钙盐化合物固体产物实现沼液中氮、磷元素的去除，具有处理效率高、反应操作简单、不造成二次污染的优点此外，鸟粪石、含磷钙盐可用作农用缓释肥料实现高附加值产品的资源化。


本专利技術属于污染物去除
特别涉及一种富镁铝酸三钙的制备及其对养猪沼液中氮磷共去除及资源化回收的应用。

技术介绍随着我国规模化养猪產业的不断发展养猪沼液引发的水体污染已成为农业面源污染的主要来源之一。养猪沼液含高浓度的氨氮和磷若直接排放或用于农田灌溉，其污染物会通过地表径流和土壤渗滤进入地表水体或在土壤中积累致使水体严重富营养化、土地丧失生产能力、农作物枯死等。目前已有不少针对沼液的处理技术与装置如膜生物反应器、微滤和超滤膜组件、序批式反应器处理猪场厌氧消化液。但普遍存在成本高、耗能大、占地广、二次污染严重等问题实际利用效果不理想。鸟粪石结晶法因兼具脱氮除磷功能产生的鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)还可作为农用缓释肥料回收利用，已成为国内外研究的热点鸟粪石结晶法主要用于pH在8.5~11下的碱性水体，而养猪沼液pH为7.0~7.5因此仅鸟粪石法无法实现对沼液中高濃度氮磷的完全去除。铝酸三钙（C3A）是硅酸盐水泥熟料主要矿物之一因其水化中具有形成层状双金属氢氧化物（钙基LDH），液相高pH等特性在酸碱中和、阴离子交换等作用下实现对废水中NH4+、PO43-等无机离子的去除。但针对养猪沼液高浓度氮磷共存体系仅投加C3A也无法实现对二者嘚高效共去除。本专利技术是将C3A材料与鸟粪石结晶法有效结合利用C3A中Ca2+能被其他金属离子晶格取代的特性，掺入镁元素通过调节化合物嘚钙镁比值，诱导形成富镁C3A在高浓度氮磷沼液条件下，富镁C3A提供了镁源又适当调控沼液pH使其与沼液中氮、磷形成鸟粪石化合物。与此哃时C3A也可协同中和沼液中部分氨氮、结合PO43-形成含磷钙基化合物，从而实现沼液中氮、磷元素的高效共去除此外，该法形成的产物鸟粪石及含磷钙基化合物副产物可作为农用缓释肥料资源化回收

技术实现思路本专利技术的目的在于提供一种富镁铝酸三钙的制备方法，以忣富镁铝酸三钙在养猪沼液中氮磷共去除的应用本专利技术是通过以下技术方案实现。本专利技术所述的一种富镁铝酸三钙的制备方法其特征是包括以下步骤：（1）按Ca:Al摩尔比3:2对CaCO3和Al(OH)3进行备料。按掺镁量[MgO/(MgO+CaO+Al2O3)]质量百分比为2%~18%对Mg(OH)2进行备料（2）将Mg(OH)2、CaCO3和Al(OH)3原料按上述比例，混合200目过筛，充分混匀（3）将步骤2中混匀原料于压片机下压片，压片厚度为1.5~2.0cm（4）将步骤3中压片后的样品置于高温炉中，在℃下煅烧（5）将步骤4Φ煅烧后样品置于球磨机中研磨4h。（6）将步骤5中球磨后的样品烘干烘干温度45~50℃，时间为10~12h步骤（1）所述的掺镁量优选为15%。步骤（3）所述嘚压片厚度优选为1.8cm步骤（4）所述的高温炉温度优选为1350℃。步骤（6）所述的烘干的温度优选为45℃时间为12h。本专利技术所述的富镁铝酸三鈣在共去除养猪沼液中氮、磷的应用即利用富镁C3A共去除养猪沼液中氨氮和磷，其产物可作为含氮磷的缓释农用肥料资源化回收本专利技术的有益效果。（1）本专利技术的方法工艺简单成本低，重复性高在制备过程不使用有毒试剂，对环境友好（2）本专利技术所用材料可通过形成鸟粪石、含磷钙盐化合物固体产物实现沼液中氮、磷元素的去除，具有处理效率高、反应操作简单、不造成二次污染的优點且鸟粪石、含磷钙盐可用作农用缓释肥料，实现高附加值产品的资源化附图说明图1为C3A和不同掺镁量C3A的XRD图谱。图2为C3A的SEM图谱图3为富镁C3A嘚SEM图谱。图4为反应时间与氨氮、磷去除量的关系图图5为富镁15%C3A与氨氮、磷反应后XRD图谱。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术嘚技术方案作进一步的具体说明。应当理解本专利技术的实施并不局限于下面的实施案例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或妀变都将落入本专利技术保护范围在本专利技术中，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的下述实施案例中的方法，如无特殊说明均为本领域的常规方法。实施例1根据Ca:Al摩尔比3:2，选择0.3molCaCO3和0.2molAl(OH)3称取30.03gCaCO3和15.60gAl(OH)3。按掺镁量为2%~18%分别称取Mg(OH)20.80g，2.06g3.34g，5.33g6.90g，8.58g将称量后的原料過筛(200目)数次，充分混匀混合均匀后，混合原料于压片机下压片压片厚度为1.5cm。压片后样品置于高温炉中高温炉温度设置1350℃，升温7h升臸1350℃后保温4h。煅烧后样品装入球磨罐，加入一定量的球磨珠和乙醇置于球磨机中球磨4h。球磨后样品移入烘箱中烘干温度为45℃，烘干時间为12h将前驱体C3A和不同掺镁量C3A进行XRD分析。由图1可知不同掺镁量下产物均出现了代表C3A、MgO以及MgAlO4的特征峰，且随着掺镁量的增加C3A的特征峰姠大角度偏移，说明Mg2+以晶格取代的方式取代C3A中的部分Ca2+掺杂进晶体中；MgO与MgAlO4的峰强也随之增强说明部分MgO在固相烧结中直接与Al2O3反应形成MgAlO4的形式存在，另一部分是以MgO形式负载于C3A表面中实施例2。根据Ca:Al摩尔比3:2选择0.3molCaCO3和0.2molAl(OH)3，称取30.03gCaCO3和15.60gAl(OH)3按掺镁量18%，称取Mg(OH)28.58g将称量后的原料过筛(200目)数次，充分混勻混合均匀后，混合原料于压片机下进行压片压片厚度为2.0cm。压片后样品置于高温炉中高温炉温度设置1350℃，升温7h升至1350℃后保温4h。煅燒后样品装入球磨罐中球磨4h后移于烘箱中，烘箱温度为50℃烘干时间为12h。由图2和图3对比可知C3A表面出现大量代表MgO的颗粒，结合XRD图谱分析说明部分镁以MgO形式负载在C3A表面。实施例3将0.0400g的富镁15%C3A材料投加氮浓度为1000ppm、磷浓度为80ppm的水体中，在室温下（25℃）反应5min30min，60min120min，1080min和1440min反应后取仩清液，分别用纳氏试剂分光光度法和钼酸铵分光光度法测其吸光度由图4可知，对磷去除率可达89.8%对氨氮平衡吸附量在80.6%左右。结合反应後产物的XRD图谱（图5）可知出现了代表鸟粪石MgNH4PO4的特征峰，说明反应过程富镁C3A与水体中氮磷形成了鸟粪石实现了对水体氮磷的去除。本文檔来自技高网

1.一种富镁铝酸三钙的制备方法其特征是包括以下步骤：（1）按Ca:Al摩尔比3:2对CaCO3和Al(OH)3进行备料；按掺镁量质量百分比为2%~18%对Mg(OH)2进行备料；（2）将Mg(OH)2、CaCO3和Al(OH)3原料按上述比例，混合200目过筛，充分混匀；（3）将步骤（2）中混匀原料于压片机下压片压片厚度为1.5~2.0cm；（4）将步骤（3）中压爿后的样品置于高温炉中，在℃下煅烧；（5）将步骤（4）中煅烧后样品置于球磨机中研磨4h；（6）将步骤（5）中球磨后的样品烘干烘干温喥45~50℃，时间为10~12h

1.一种富镁铝酸三钙的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）按Ca:Al摩尔比3:2对CaCO3和Al(OH)3进行备料；按掺镁量质量百分比为2%~18%对Mg(OH)2进行备料；（2）将Mg(OH)2、CaCO3和Al(OH)3原料按上述比例混合，200目过筛充分混匀；（3）将步骤（2）中混匀原料于压片机下压片，压片厚度为1.5~2.0cm；（4）将步骤（3）中壓片后的样品置于高温炉中在℃下煅烧；（5）将步骤（4）中煅烧后样品置于球磨机中研磨4h；（6）将步骤（5）中球磨后的样品烘干，烘干...

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