【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，涉及一种电化学法回收蓝铁矿装置及其工作方法。
技术介绍
1、磷是动植物生存所必需的元素。作为一种不可替代的不可再生资源，磷的供应主要依赖于磷矿的开采，按照目前的产量和消耗速度，磷矿预计在100-400年内枯竭。与磷矿石的稀缺相反，废水中过量磷与水体富营养化和生态系统破坏有关。磷酸盐可以从废水中结晶为固体产物。鸟粪石结晶通过投加镁盐同时回收废水中p和nh4+。但鸟粪石结晶只适用于处理高浓度nh4+、p的废水。否则，回收率很低。鸟粪石结晶消耗大量的化学试剂，增加成本。此外，鸟粪石的生成通常伴随着mghpo4·3h2o和mg3(po4)2的生成，这两种物质在ph为6.5-9.5时与鸟粪石具有相似的饱和指数，导致mg盐的过量消耗，并且回收产品的价值也不高。
2、作为一种替代方案，磷可以以蓝铁矿的形式从废水中回收，蓝铁矿是一种非常稳定的磷铁化合物，蓝铁矿可作为磷肥生产的原料。较高纯度的蓝铁矿能用于高能量密度储能材料磷酸亚铁锂的合成，是动力锂离子电池的主要合成原料之一。大颗粒高纯蓝铁矿晶体有较高的收藏价值，高品质的蓝铁矿为深蓝绿色的透明板状晶体，在国际市场上一小片就值数十美元。与鸟粪石形成所需的碱溶液不同，蓝铁矿结晶的ph值接近中性，这大大降低了操作的难度和成本。蓝铁矿虽然性质稳定，但是在有氧条件下会被慢慢氧化，现有技术中，尚未见一种有效的方法，使得能通过结晶法得到高纯度的蓝铁矿。传统的化学沉淀法消耗铁(ii)盐，并使用额外的碱来保持溶液ph值，成本较高。此外，铁盐中的fe2+通常以水合离子的形式存在，不能
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电化学法回收蓝铁矿装置及其工作方法，该装置及其工作方法能够利用电化学结晶的方式实现磷回收。
2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种电化学法回收蓝铁矿装置，包括反应器壳体、电源及阳离子膜；
3、反应器壳体内设置有阳极电极及阴极电极，电源的正极与阳极电极相连接，电源的负极与阴极电极相连接，阳离子膜位于阳极电极与阴极电极之间，且阳离子膜将反应器壳体分为阳极室和阴极室，其中，阳极电极位于阳极室内，阴极电极位于阴极室内；
4、所述阳极室的顶部设置有阳极室出水口以及晶种颗粒投加口，所述阳极室底部的侧面上设置有阳极室进水口以及蓝铁矿排出口。
5、所述阳极室的底部设有进气口，所述阴极室的顶部设置有阴极室出水口，所述阴极室的底部设置有阴极室进水口。
6、阳极室的底部内设置有分布板，其中，分布板位于蓝铁矿排出口与进气口之间。
7、还包括含磷废水池，阳极室出水口与含磷废水池的入口相连通，含磷废水池的出口与阳极室进水口相连通。
8、阴极室出水口与电解液池的入口相连通，所述电解液池的出口与阴极室进水口相连通。
9、所述阳极电极采用铁电极棒。
10、所述阴极室出水口处设置环形多孔隔板。
11、所述阳极室内安装有在线ph计。
12、专利技术所述电化学法回收蓝铁矿装置的工作方法包括以下步骤：
13、1)含磷废水经阳极室进水口通入阳极室中；硫酸钠电解液通入阴极室中；
14、2)将阳极电极和阴极电极接通电源，在阳极电极附近，阳极电极释放的fe2+与阳极室中的po43-反应生成fe3(po4)28h2o，由于阳离子膜阻碍了产生的oh-从阴极室迁移至阳极室，防止oh-与fe2+反应生成不需要的副产物；
15、在反应过程中，从进气口处通入氮气，使得晶种蓝铁矿颗粒处于流化态，由于流化态晶种蓝铁矿颗粒的存在，使得沉淀物质在晶种表面沉淀反应，以晶体的形式生长长大成为大颗粒蓝铁矿。
16、本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术所述的电化学法回收蓝铁矿装置及其工作方法在具体操作时，阳极电极释放的fe2+与阳极室中的po43-反应生成fe3(po4)28h2o，同时通过阳离子膜阻碍产生的oh-从阴极室迁移至阳极室，防止oh-与fe2+反应生成不需要的副产物，同时通入氮气，使得晶种蓝铁矿颗粒处于流化态，继而使得沉淀物质在晶种表面沉淀反应，以晶体的形式生长长大成为大颗粒蓝铁矿，从而充分利用流化床的特点得到大颗粒蓝铁矿，大大提高了磷回收产物的经济价值，达到利用电化学结晶的方式实现磷回收的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，包括反应器壳体(2)、电源(15)及阳离子膜(10)；
2.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，所述阳极室(19)的底部设有进气口(6)，所述阴极室(13)的顶部设置有阴极室出水口(14)，所述阴极室(13)的底部设置有阴极室进水口(8)。
3.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，阳极室(19)的底部内设置有分布板(7)，其中，分布板(7)位于蓝铁矿排出口(5)与进气口(6)之间。
4.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，还包括含磷废水池(3)，阳极室出水口(16)与含磷废水池(3)的入口相连通，含磷废水池(3)的出口与阳极室进水口(4)相连通。
5.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，阴极室出水口(14)与电解液池(9)的入口相连通，所述电解液池(9)的出口与阴极室进水口(8)相连通。
6.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，所述阳极电极(1)采用铁电极棒。
7.根
8.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，所述阳极室(19)内安装有在线pH计。
9.一种权利要求1所述电化学法回收蓝铁矿装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，包括反应器壳体(2)、电源(15)及阳离子膜(10)；
2.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，所述阳极室(19)的底部设有进气口(6)，所述阴极室(13)的顶部设置有阴极室出水口(14)，所述阴极室(13)的底部设置有阴极室进水口(8)。
3.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，阳极室(19)的底部内设置有分布板(7)，其中，分布板(7)位于蓝铁矿排出口(5)与进气口(6)之间。
4.根据权利要求1所述的电化学法回收蓝铁矿装置，其特征在于，还包括含磷废水池(3)，阳极室出水口(16)与含磷废水池(3)的入口相连通，含磷废水池(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏浩，刘小娇，闫佩，姜琪，肖剑波，冉琼，杨永刚，刘瑞春，熊明，王艳彬，郭军强，
申请(专利权)人：华能应城热电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。