k I I TO J lolj lolj 1 0 ^ K)_
Photpho con lai (mg/1)
( C o " ! 40 rrq/\ C Q * * 1 100 m g / I A I P O j . . CoHPÔ - [ C a " l flOmg/l \ Hydroxyopotite pH T 10
Hinh 4: 5o sdnh khd ndng khu photphal: khi dung cdc cation Cc^^, Fê
vd Al^
Cd hai quan diem khac nhau co lien quan den sir tach loai photphat bdi
cac cation Fe-^"^ va Al'^"^:
'^ Mdt sd tac eia da cho rane cac qua trinh hoa hoc d(3n2 vai trd trdi hem va sir tach loai photphat la do sir ket tua FePO,. va AlPỘ Qua trinh đ CO the thiTc hien dong thdi vdi qua trinh lăj kec tua sat va nhom hidroxit. Cac ket tiia hidroxit cd thé tra giup cho qua trinh tach ket tua photphat ra khdi dung dich vdi tu each la cac tac nhan dong tụ
''^ Theo mot sd tac gia khac. qua trinh tach loai photphat xay ra la do sir hap thu PÔ"^' tren ket tua hidroxit ciia sat va nhom, sau đ đng tu laị
Trong thuc te ca 2 qua trinh deu hoan toan cd the xay ra trong qua trinh tach loai photphat [20].
Theo tac gia cdng trinh [2(3]. pH ten uu che» qua trinh tach loai photphat bane cac mudi sat (in) la 5 va đi vdi cac muen nhdm la 6;
r
IIL2.L Tach loai photphat bang canxi hidroxit
Dang h(;tp chat canxi thuetng duac dung de tach loai photphat tir nuêc thai cdng nghiep la \di (canxi hidroxit CăOH)-j.
trudc do cd dp tan be nhat. Tuy vay, nhieu cdng trinh nghien cuu da xac nhan rang hidroxi apatit khc')ng xuat hien true tiep trong qua trinh tao mam
tinh the mac dii nd la chat ben nhat ve mat nhiet đng hoc va la chat ft tan nhat trong sd cac mudi canxi photphat. Giai doan dau ciia qua trinh cd xuat hien ket tua vd dinh hinh cua mdt muoi canxi photphat cd cdng thuc
Ca3(P04)2 nhirng khdng cd cau true va cd tfch sd tan khoang 10""'^'^. Chat ran vd dinh hinh nay se tai ket tinh qua mdt sd dang trung gian vdi tdc do cham de chuyen thanh hidroxi apatit. Hidroxi apatit tao thanh khdng nhat thiet phai hop thuc va cd the chua cac ion lạ Viec xu ly nUt^c thai bang vdi cung dan den su tach loai ion cacbonat cd tron^ nudc thai do tao ra ket tua CaCÔ ft tan.
Hieu qua cija qua trinh tach le)ai phu thuoc nhieu vao pH cua dung dich. Theo cac tac gia cdng trinh [20] pH thfch hop cho qua trinh tach loai la 10, cdn cac tac gia [4] cho rang pH thfch hetp la tir 10,5 den 1 1.
Qua trinh tao thanh ket tiia va dinh hinh su* tai ket tinh tiep thco de tao ket tua hidroxi apatit bi can trd bdi mot sd ion hoac chat la c(') mat trong nudc thaị Vf du: cac hop chat huu ca, sir c() mat ciia Mg""". Khi luong cacbonat trong dung dich la dang ke se anh hudng den luóng \oi can ihiet cho qua trinh do tao ket tiia CaC03.
Ion F" khi cd mat trong dung dich se lam tang tdc dp tai két tinh tao ra tlem^apatit [22, 25, 30J.
Qua trinh tach loai photphat se dat hieu c[ua cao neu ap dung mdt so giai phap ky thuat de tach triet de ket tiia tao thanh khdi dung dich. Cac giai phap đ cd the la:
- Tang pH den khoang 11 de lam đng tu cac ket tua keọ
- Them cac chat tao ket tiia bdng cd kha nang keo tu manh nhu Fe(0H)3 hoac AKOH),.
- Tliem cac hat nhd hidroxit apatit de tao mam cho qua trinh tai ket tinh. Cd the su dung quay vdng bijn sau khi xu ly cho muc dfch naỵ
- NThiet phan bun de thu vdi (do sir phan huy CaC03) sau đ quay vdng bijn da nung (vdi + hidroxi apatit) [20].
Lucmg vdi diing trong qua trinh xu ly duoc xac dinh bdi 2 yeu to:
can phai cd 3mol Că0H)2 (hay 3,6g CăOHj-, cho Ig P).
- Diing de ket tua CaC03, Mg(OH)-, neu co mat cac ion C O , ' ' va Mg"^
trong dung dich) va de nang pH dung dich len gia tri xac dinh (10,5^11). Cac tac gia cdng trinh [23] da su dung cac dieu kien tach loai: pH = 10,5-^11, luang vdi cho vao dung dich theo ty le Ca/P = 1,5-^1, cd sir dung
mudi AV'*' va Fê"*" de tach ket tua keo ra khdi dung dich. Ket qua thuc
nghiem cho thay ndng dp photphat sau khi tach loai dat <0,5mgP/l) [23]. Qui trinh xu ly nudc thai chua PÔ^" bang vdi (CăOH)-:) ket herp vdi mudi sat (in) cung da duac cdng trinh [20] xac nhan. Viec them mdt lUctng nhd mudi sat (III) se lam giam dang ke luang vdi cho vao ma khdng lam giam hieu qua xu lỵ
Trong ban luan an nay chiing tdi cung cd y do khao sat tac dung cua su ket hap hai loai hoa chat vdi va FeCl^ de xu ly photphat trong nudc thai cua Nha may supẹ Mdt dieu dang chii y d day la trong nudc thai ciia nha may supe photphat Lam Thao - Phii Tho cd chífa mot lupng kha km lloruạ Vi vay anh hudng ciia tlorua den qua trinh che hoa cung can dupe khao sal.
- Tach PO_i^' trong nudc thai cdng nghiep khi c(') mat ion Horuạ
Nhieu cdng trinh [S, 1 1, 12, 13, 20, 21, 22, 23] da khao sat qua trinh tach lêai photphat khi cd mat ion F" trong nude thai nha may san xuat phan lan hoac axit sunfuric tir quang apatit. Cac tac gia cdng trinh [8] da su dung vdi de tach loai cac ion F , POj'^", SO/", CÔ-' tir nudc thai cdng nghiep d pH=7-^l 1. Trong cac dieu kien mdi truemg pH da neu, ion Ca""*" cd th^ tao ket tiia ft tan vdi cac ion cd trong nueic thai da neu d tren va dupe tach khdi pha Idng bang each gan va Ipc.
Cac tac gia cdng trinh [11] da sir dung canxi cacbonat de xu ly tach loai ion F , 1% ion photphat va 0,4% sunfat. Khi cd mat CaCO,, pH dung dich nudc thai duêc nang len 2^3 va ket tiia canxitlorua va canxi photphat dupe tao thanh.
Trong cac cdng trinh [ 12, 13] cac tac gia da sir dung ket hpp ca CaCO, va vdi de xu ly tach loai cac ion photphat va llorua bang mot he thdng gom cac giai doan xu ly d cac gia tri pH khac nhau: giai doan dau d pFl = 3,5-f4,0 dupe xu ly bang CaC03, giai doan 2 dupe xu ly d pH=9^12.
Cac cdng trinh da neu deu cd ket luan ve hieu qua tot cua qua trinh tach loai cac ion P O / ' va F' tir nudc thai bang vdi va canxi cacbonat.
IIL2.2. Dung muoi nhom de tach loai photphat
Cac cdng trinh nghien cuu [11, 23] da khang dinh cd the dijng muen
nhdm di tach loai ion photphat khdi nuêc thai cdng nghiep. Do nhdm
hidroxit la hpp chat ft tan trong dung dich nuéic va thudng tao ket tiia dang keo nen khi xu ly tach loai ion P O / ' tii nudc thai, ngoai kha nang tao ket tua AIPO4 ft tan (tich sd tan ciia hetp chat nay la 10""^) thi ludn cd kem theo qua trinh tao ket tua Al(OH)^ (tfch sd tan la 10"'").
Cac tac gia cdng trinh [11] da cho thay pH tdi uu cua qua trinh tach loai photphat la 6. Khi lupng mudi nhdm sunphat cho vao dung dich dat ty le ndng dp Al/P = 1/1 (mol/mol) thi hieu suat tach loai chi dat 5 1 % . Khi lupng mudi nhdm lay du 151% thi hieu suat tach loai dat xap xi 100%. Theo cac tac gia, phan Ung tao ket tiia giua ion photphat va ion Al^"*" xay ra rat phuc tap va lu(mg nhdm phai sir dung khdng nhu tfnh toan ly thuyet. Ngoai ra, do qua trinh tao ket tiia nhdm photphat nen nhdm sunphat tieu ton cang km. Cac tac gia cdng trinh [ 1 1 ] da su dung mudi nhdm sunphat de xu ly nU('yc thai cdng nghiep (V thanh phd Thessaloniki c() ndng đ photphat la 22,7.1()'-^mol/l. V(ti day chuyen xu ly 40.0()()m7ngay, ndng dp ion photphat
cdn lai sau xU ly dat tieu chuan nudc sach va hieu suat xu ly dat - 9 9 % .
Theo tac gia cdng trinh [23] khi dijng mudi nhdm sunphat de tach loai photphat, pH te")! uu ciia qua trinh la 7-^7,5, cdn khi diing muc)i clorua thi pH tdi uu la 5^5,5.
IIL2.3. Diing mudi Fé^^
Trong dung dich chua ion photphat ê pH thfch hêp, ion sat (III) cd the tao ket tua FePO_t mau trang [20]:
Fe-' + H3PO, + 30H- ^ ^ ^ FePO, + 3H.O
O vung pH thap, ket tiia FePÔ tao thanh dang keo va neu ty le Fe/P nhd thi kei tiia tao thanh cd the cd ty le Fe ft hOn so vdi 1:1.0 viing pH cao trong dung dich se xuat hien photphat bazệ Khi pH >5,5 qua trinh tao ket tiia FePO_j xay ra kha cham. Tong thdi gian ion Fê"*" cd ai lire vdi OH' manh
hem đi vd'x ion PÔ-^" nen can bang tao kei tiia photphat bazc^ chiem Uu the
m _ _ ,_ (FePO,),, + m O H - ^ ^ Fe„(0H),„(P0,)„.„,3 + y P O ,
Qua trinh tao ket tua mudi photphat baza cd the quan sat tháy qua sir đi mau ciia ket tua tir trang sang vang. Ddng thdi dung dich mueSi Fê^"*" mêi pha se tao dupe kei tua mau vang nhat hem va cd kha nang tach loai photphat tot han so véii dung dich da de laụ Dieu nay lien quan den qua trinh thuy phan ciia ion Fê"*" xay ra trêng dung dich mudi Fé^' de tao ra cac phuc chat vdi OH" va cudi ciing la tao ket tua Fe(OH)^. Lupng Fe(OH)3 tao ra trong dung dich tang dan theo thdi gian va lam giam ndng do ion Fe-^"^ trong dung dich.
Theo tac gia cdng trinh [20], hieu qua tach loai photphat dat cao khi ty le Fê^'/P dat 1,4^1,6 va pH thfch hpp ch(^ qua trinh tach loai la 5. Dua vao kei qua thuc nghiem, cac tac gia cé)ng trinh [20] da dua ra cac kei luan nhu sau cho qua trinh tach loai photphat tir dung dich nudẹ
- Hieu suat tach loai phu thuoc nhieu vao pH ciia dung dich.
- Hieu suai tach loai khdng phu thuoc vao each thuc dieu chinh pH (trudc hoac trong Iiic them mudi Fê"^).
- Khi du qua nhieu Fê"*" se gay khd khan cho qua trinh lang loc tach kei tiia khdi dumz dich sau tach loaị
- Qua trinh tach loai photphat se tot hem khi dung dung dich mudi Fc"^"*"
mdi chuan bị
- Nhiet dp khdng anh huemg rd ret deii qua trinh tach loai trong khoang tir 5 - 2 5 X .