金属矿山

作者：夏雪,周磊,杨国辉,廖志慧,聂小琴,董发勤

单位：1. 西南科技大学环境与资源学院,四川 绵阳 621010;2. 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳 621010;3. 西南科技大学国防科技学院,四川 绵阳 621010;4. 固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川 绵阳 621010

关键词：磷石膏,固硫灰渣,吸附,铀矿坑水,以废治废,

基金：国家自然科学基金项目(编号:41831285,42272357,42377202)。

为了减少磷石膏(PG)和固硫灰渣(SFA)这两种工业固体废弃物在环境中的堆积以及避免其给自然环境带来的风险,最大化降低对环境的污染,以 PG 和 SFA 为原料,采用一步高温煅烧法制备了磷石膏/ 固硫灰渣( PG /SFA)新型复合吸附材料,同时采用批次静态吸附法研究了 PG / SFA 对的铀(Ⅵ)吸附性能。 并利用 PG / SFA 较强的亲铀特性,对铀矿开采过程中产生的铀矿坑水开展了深度净化处理应用研究。 最后,结合 SEM、FTIR 和 XRD 表征手段,探讨了 PG / SFA 对铀的吸附机理。 结果表明:在 pH = 6. 0、吸附剂 PG / SFA 投加量 0. 02 g、吸附时间 60 min、铀初始浓度 125 mg / L、吸附温度 40 ℃的条件下,PG / SFA 对铀的吸附量可达 84. 6 mg / g;PG / SFA 对铀的吸附符合准二级动力学模型和 Langmuir 等温吸附模型;水中共存阴、阳离子(Ba2+、Sr2+、Ni2+、Ca2+、Cl-、NO- 3 、CO23-、F- )对 PG / SFA 吸附铀的性能基本无影响。 在真实铀矿坑水中,PG / SFA 对铀的去除率可达 99. 8%,分配系数(Kd)高达 1. 46×106 mL / g,出水铀浓度低至 0. 003 mg / L。 PG / SFA 对铀的吸附机理主要为 PG / SFA 中的 Ca2+和 PO34- 与 UO22+ 发生沉淀反应,并进一步在PG / SFA 表面生成钙铀云母 Ca(UO2)2(PO4)2· 3H2O 矿相结构。 研究表明,利用工业固废磷石膏和固硫灰渣可作为铀矿坑水的高效吸附材料,从而实现“以废治废”的目标。

来源：2023年第11期

《金属矿山》期刊编辑部

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