磷石膏/固硫灰渣复合材料对铀(Ⅵ)的吸附行为及机理研究

作者：夏雪; 周磊; 杨国辉; 廖志慧; 聂小琴; 董发勤^*

来源：金属矿山, 2023, (11): 81-90.

DOI：10.19614/j.cnki.jsks.202311008

• 磷石膏
• 固硫灰渣
• 吸附
• 铀矿坑水
• 以废治废

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p H=6.0、吸附剂PG/SFA投加量0.02g、吸附时间60min、铀初始浓度125mg/L、吸附温度40℃的条件下,PG/SFA对铀的吸附量可达84.6mg/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-、NO3-、CO32-、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1.46×106m L/g,出水铀浓度低至0.003mg/L。PG/SFA对铀的吸附机理主要为PG/SFA中的Ca2+和PO43-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。

• 单位
  西南科技大学