Quặng phosphate là nguồn tài nguyên thiên nhiên có hạn [đã giải]

Quặng phosphate là nguồn tài nguyên thiên nhiên có hạn, không thể thay thế và là nguồn cung cấp chính cho mục đích sử dụng phosphate trong công nghiệp và nông nghiệp, chẳng hạn như phân bón phosphate, vốn đang có nguy cơ cạn kiệt. Trong khi đó, việc xả quá nhiều nước thải đô thị và nông nghiệp, chứa một lượng lớn phosphate và ammonia, đã trở thành nguyên nhân quan trọng gây ra các vấn đề về môi trường như phú dưỡng và an toàn nước uống. Thu hồi phosphorus từ nước thải là một cách tuyệt vời để sử dụng phosphorus một cách bền vững và giảm ô nhiễm. Kết tủa điện hóa struvite (MgNH4PO4) bằng cách sử dụng anode magnesium hy sinh là một phương pháp mới và hiệu quả để thu hồi phosphorus từ nước thải.

     Khi dung dịch trong hệ thống điện phân chứa ammonia và phosphate, Mg2+ kết hợp với NH4+ và  để tạo thành struvite (MgNH4PO4) ở độ pH thích hợp, theo phản ứng:

Mg2+ + NH4+ + HnPO4(n-3)  + 6H2O —>  MgNH4PO4.6H2O↓ + nH+

Cho vào bình điện phân 100 lít nước ao chứa hàm lượng nitrogen là 210 μg.lít-1 và hàm lượng Phosphorus là 24 μg.lít-1, với anode gắn thanh Mg nặng 100 gam. Phải điện phân trong bao nhiêu giây với dòng điện 1 chiều có cường độ 5A để thu hồi toàn bộ phosphate dưới dạng tủa struvite, biết rằng hiệu suất điện phân đạt 80%. Lấy F = 96500 C.mol-1 (Làm tròn đến hàng đơn vị)