[发明专利]钾长石作为吸附材料在去除废水中磷的应用

说明书

技术领域

本发明涉及钾长石的新用途，具体涉及钾长石作为吸附材料在去除废水中磷的应用。

背景技术

钾长石(K₂O·Al₂O₃·6SiO₂)是由钾的铝硅酸盐组成的一种矿物，是一种自然界中普遍存在的造岩矿物，其主要成分为SiO₂、Al₂O₃、K₂O，同时还含少量的铁的氧化物、钙的氧化物和钛的氧化物。钾长石通常也称正长石，属单斜晶系，通常呈肉红色、呈白色或灰色，密度2.54～2.57g/cm³。它具有熔点低(1150±20℃)，熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点。除正长石外，还有两个同质多象变种：透长石和钾微斜长石，前者亦属单斜晶系，也通称正长石；后者则属三斜晶系。

目前，钾长石广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门及制钾肥用，质量较好的钾长石用于制造电视显像玻壳等。但尚未发现将钾长石作为吸附材料吸附去除废水中磷的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钾长石的新用途，具体是钾长石作为吸附材料吸附去除废水中磷的用途。

本发明所述的技术方案为：钾长石作为吸附材料在去除废水中磷的应用。

进一步地，本发明提供以钾长石作为人工湿地基质，吸附生活污水中磷的用途。

在上述技术方案中，优选钾长石的粒度为-100目，更优选钾长石的粒度为100～200目，最佳的选择范围为140～160目。

申请人利用钾长石呈架状结构连接的硅酸盐，硅和铝为四面体配位，形成较大的空位(即点阵位置)的结构和成分特点，将它作为处理生活污水的人工湿地基质，发现其对生活污水中的磷具有较大的吸附量，在保证较好的除磷效果的同时能使出水pH值达标，另一方面，钾长石作为人工湿地基质，其中所含的钾对植物的生长十分有利，可促进植物对氮的吸收。

附图说明

图1为钢渣的吸附等温曲线；

图2为钾长石的吸附等温曲线；

图3为石灰石的吸附等温曲线；

图4为本发明进行动态吸附试验所采用的试验装置；图中标号为：1储水瓶；2有机玻璃管；3盛装水用的容器。

具体实施方式

下面通过试验来观察钾长石作为人工湿地基质，对生活污水中磷的吸附效果。

在以下的试验中，选用的钾长石为正长石，粒度为100～200目，通过检测该钾长石成分如下述表1所示。

表1：

1、基质对总磷的等温吸附试验：

供试基质：钢渣(100～200目)、钾长石(粒度为100～200目)、石灰石(粒度为100～200目)。

试验方法：称取供试基质2.0g，置于容积为100mL的离心管中，分别准确加入含磷浓度为2.5、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、150.0、300.0mg/L的KH₂PO₄溶液50mL，使基质与溶液体积比为1:25。在振荡器上连续振荡24h(200r/min)，振荡完成后，4000r/min转速下离心5min，取上清液测定吸光度。试验在24℃下进行。每个供试基质样品分析3次，取均值做为测试结果，同时做2个平行样。

试验结果：钢渣的吸附等湿曲线如图1所示，钾长石的吸附等湿曲线如图2所示，石灰石的吸附等湿曲线如图3所示。

由上述试验可知，在同等条件下，钢渣、钾长石和石灰石吸附磷的效果如下：钢渣的吸附量为1864mg/kg,出水pH值为11.5；钾长石的吸附量为1298mg/kg,出水pH值为8.5；石灰石吸附量为460mg/kg,出水pH值为8.5。由此可见，钾长石对磷具有较大的吸附量，并且出水pH值达到标排放。因此用钾长石作为人工湿地的基质，在保证较好的除磷效果的同时能使出水pH值达标；另外，钾长石中所含的钾元素对植物的生长十分有利，还可促进植物对N的吸收。

2、动态吸附试验