相图引导合成(NH4 )2 Mg(SO4 )2 ·6H2 O与(KNH4 )Mg(SO4 )2 ·6H2 O肥料：磷石膏与浓盐水的资源化利用

为解决海水淡化浓盐水(RBW)高盐污染与磷石膏(PG)堆积问题，摩洛哥与西班牙团队通过相图(Mg2+ -NH4 + //SO4 2- -H2 O体系)指导合成NMgS与KNMgS肥料，XRD/DTA证实产物含K/N/Mg/S等植物必需元素，为工业废料资源化提供新范式。

　　

全球淡水危机与工业废料堆积正形成双重环境挑战。海水淡化厂每生产1立方米淡水就会排放1.5倍浓缩盐水(RBW)，其盐度是普通海水的2倍；同时磷酸盐工业每年产生2.8亿吨磷石膏(PG)，含放射性元素且仅14%被回收。这两种废料分别导致海洋生态破坏和土地污染，但其中富含的Mg²⁺
、SO₄
^2-
等元素恰是植物生长所需。摩洛哥伊本·佐尔大学与西班牙韦尔瓦大学团队在《Process Safety and Environmental Protection》发表研究，创新性地将PG与RBW转化为(NH₄
)₂
Mg(SO₄
)₂
·6H₂
O（NMgS）和(KNH₄
)Mg(SO₄
)₂
·6H₂
O（KNMgS）肥料，实现"以废治废"。

研究采用相图结晶技术（0-25℃四元体系）、Merseburg工艺（PG氨碳化）和离子沉淀法（RBW提镁）三大核心方法。从摩洛哥Laayoune的RO工厂获取RBW，Jorf Lasfar工业区采集PG，通过XRD/SEM/拉曼光谱等多维度表征产物。

【结果部分】

1. 原料特性
   RBW含Mg²⁺
   (18.7g/L)、K⁺
   (9.2g/L)，PG含CaSO₄
   ·2H₂
   O(93%)，经Merseburg工艺获得(NH₄
   )₂
   SO₄
   纯度达98.6%。

2. 相图指导合成
   在Mg²⁺
   -NH₄
   ⁺
   //SO₄
   ^2-
   -H₂
   O体系中，25℃时NMgS结晶区占比达42%，添加K⁺
   后形成KNMgS混晶，DTA显示脱水峰在120-180℃。

3. 产品性能
   XRD图谱与PDF#01-077-4155标准完全匹配，SEM显示斜方晶系(10-50μm)，EDS证实K/N/Mg/S摩尔比接近1:1:1:2，无重金属残留。

【结论】
该研究首次实现PG与RBW的协同转化：1) 通过相图精准控制结晶路径，2) NMgS/KNMgS含N(5.2wt%)、K(8.7wt%)、Mg(7.1wt%)等营养元素，3) 每吨PG可联产0.6吨肥料。相比传统工艺碳足迹降低67%，为205年全球需187亿吨肥料的挑战提供可持续解决方案，同时缓解PG堆积（预计2050年达110亿吨）和RBW污染问题。

（注：全文数据均源自原文，未引用具体文献编号）