石灰石在基于矿物学的磷回收技术中的载体作用

日期:2025-11-14 12:30 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:33

日期:2025-11-14 12:30 作者:赵明 浏览量:33

磷是生命不可或缺的元素,但也是水体富营养化的元凶。从污水和废弃物中“磷回收”是实现磷可持续利用的战略需求。在众多回收技术中,基于“石灰石”的“矿物学”方法,凭借其作为“吸附剂”和诱导“钙磷沉淀”的“载体作用”,提供了一条低成本的回收路径。

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污水中的磷主要以磷酸盐形式存在。石灰石回收磷的核心机制是其表面诱导的沉淀与吸附作用。石灰石的主要成分是碳酸钙,其微溶于水,在溶液界面提供一个持续的钙离子和碳酸根离子源。当富含磷酸盐的废水与石灰石填料接触时,Ca²⁺会与PO₄³⁻反应,在石灰石颗粒表面生成羟基磷灰石等“钙磷沉淀”。这个过程类似于自然界中骨骼和牙齿的形成,是一种异相成核,比均相溶液中更易于发生。

因此,石灰石颗粒在此扮演了双重角色:一是作为化学反应的“反应物”(提供Ca²⁺),二是作为新生沉淀物“结晶的种子”和“附着的载体”。随着反应的进行,磷被不断地固定到石灰石颗粒表面,实现了从水相到固相的转移。

与另一种主流的“鸟粪石结晶”(磷酸铵镁)法相比,石灰石法具有明显优势:它不需要额外投加镁盐和调节pH的碱,成本更低;产生的钙磷沉淀物性质稳定,可以作为缓释磷肥或生产磷肥的原料,实现了磷的循环。

该技术可以应用于污水处理厂的侧流(如厌氧消化液)或末端深度处理单元,也可以用于构建生态滤床处理农业排水。尽管其回收产物的纯度可能不及鸟粪石,但其极低的运行成本和操作的简便性,使其特别适合在资源有限地区或作为初步富集手段推广应用。将廉价的石灰石转化为高价值的磷资源载体,是推动磷循环经济的一项有吸引力的策略。

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