酸浸猪粪磷形态转变及强化蓝铁矿回收的研究OA北大核心CHSSCDCSTPCD

猪粪因其磷含量高而成为具有前景的磷回收原料。为了提高猪粪中磷的回收效果,考察了硫酸(H_(2) SO_(4))、盐酸(HCl)、草酸(H_(2) C_(2) O_(4))和抗坏血酸(C_(6)H_(8)O_(6))4种浸提剂的酸浸浓度、酸浸时间以及液固比对猪粪释磷效果的影响,以及对砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)和锌(Zn)等重金属元素浸出行为的影响;通过C-J连续提取法对比分析4种酸处理前后的磷形态,探明猪粪中磷形态转化规律;最后探讨了二价铁(Fe^(2+))诱导结晶生成蓝铁矿的可行性。结果表明,H_(2) C_(2) O_(4)酸浸释磷性能优于H_(2) SO_(4)和HCl,显著优于C_(6)H_(8)O_(6)。猪粪样品经4种提取液酸浸后,重金属元素释出量大小为Zn>Cu>As>Cr;与H_(2) SO_(4)和HCl相比,H_(2) C_(2) O_(4)对重金属元素的浸出量更低。H_(2) SO_(4)、HCl、H_(2) C_(2) O_(4)和C_(6)H_(8)O_(6)对固相磷中铝结合态磷(Al-P)和钙结合态磷(Ca-P)均具有较优的转化效果,转化率>80%;而对于固相磷中的交换态磷(Ex-P)、液相磷中的颗粒态磷(PP)和溶解性还原磷(RDP),与其他3种酸相比,H_(2) C_(2) O_(4)对其具有更高的转化效率。经综合比选,明确H_(2) C_(2) O_(4)为猪粪磷的最佳浸提剂。在H_(2) C_(2) O_(4)浓度为0.10 mol·L^(-1)、酸浸时间为60 min和液固比为50 mL·g^(-1)条件下处理猪粪,液相中可溶性正磷酸盐(Ortho-P)含量从188 mg·L^(-1)提高到882 mg·L^(-1),释磷量从9.42 mg·g^(-1)提升到44.1 mg·g^(-1),效率提升369%。采用Fe^(2+)诱导结晶生成蓝铁矿回收上清液中的磷,通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等表征手段得出,反应合成的磷回收产物为纯度较高的蓝铁矿。研究成果可为猪粪中磷回收率和回收产物价值的提升提供依据。