ph及离子强度对石英砂负载羟基磷灰石吸附锰的影响

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.06.017pH及离子强度对石英砂负载羟基磷灰石吸附锰的影响覃海富，张卫民（东华理工大学水资源与环境工程学院，南昌330013）摘要：制备石英砂负载羟基磷灰石复合材料去除铀尾矿库重金属锰，以PHREEQC计算不同pH锰的赋存形态，并用五种经典动力学模型对吸附过程进行拟合、分析其吸附机理；阐述不同离子强度、阴阳离子对锰的去除效果。试验表明，不同pH对锰的吸附效果具有较大差异，CO32-、PO43-可促进去除，Cd2+、Mg2+则与Mn2+竞争吸附位点，降低复合材料吸附量。关键词：吸附；锰；复合材料；pH；离

2、子强度中图分类号：TL212.1+2文献标志码：A文章编号：1007-7545（2018）06-0000-00EffectofpHValueandIonicStrengthonManganeseAdsorptiononHydroxyapatiteCoatedQuartzSandsQINHai-fu,ZHANGWei-min(SchoolofWaterResourcesandEnvironmentalEngineering,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang330013,China)Abstract：Hydroxyapatite

3、coatedquartzsandscompositewaspreparedtoremoveheavymetalmanganeseinuraniumtailing.PHREEQCwasappliedtocalculatespeciesofmanganeseinsolutionatdifferentpHvalue.Adsorptionmechanismwasanalyzedbyfiveclassicaldynamicmodels.Removalefficiencyofmanganesebydifferentionicstrengthaswellasanionsandcatio

4、nswereexpounded.TheresultsshowthatthereisagreatdifferenceinadsorptionofmanganesewithdifferentpHvalueconditionsinthatCO32-andPO43-canpromoteremoval,whileCd2+,Mg2+andMn2+competeonadsorptionsitesandreduceamountofadsorption.Keywords：adsorption;manganese;composite;pH;ionicstrength铀作为现代核工业的一种战略

5、资源，其开发利用一直备受关注。铀矿山尾矿库除含大量放射性核素如铀[1]、镭[2]，还含有大量非放射性重金属，形成一个重金属的复合污染源[3]，对土壤、地下水系统造成巨大危害[4-6]。铀矿厂酸法浸出通常以二氧化锰为氧化剂，大量的锰随之进入矿山区域水体，对地下水造成影响[7]。金属锰是人体新陈代谢必需的微量元素，但经多途径进入水环境后的锰随地下水流不断扩散，周而复始地参与到食物链中，并集聚在人体内，造成不可逆转的伤害，甚至引起帕金森综合症、肺栓塞和支气管炎等。近年来，PRB修复技术受到国内外学者的关注，原因归于其为地下水提供原位捕捉和持续修复的可能。针对不同污染地区，应选用

6、不同类别的PRB填料介质。羟基磷灰石是一种无机化合物，对锰的去除具有明显的效果[8-9]，而将其包裹在石英砂上，可增强反应活性，提高去除率并降低装置成本。本试验以石英砂负载羟基磷灰石复合材料为吸附剂，采用批次法研究溶液pH及不同离子强度对复合材料吸附锰的影响，以探讨锰在复合材料上的吸附机理，为其作为PRB填料用于铀尾矿库含锰废水的处理提供理论基础。1试验1.1试剂、设备试剂：HNO3、NaOH、MnCl2、CdCl2·2.5H2O、MgCl2、NaCl、NaNO3、Na2SO4、Na3PO4、Na2CO3、H3PO4、Ca(NO3)2·4H2O、NH3·H2O，以上试剂均

7、为分析纯。设备：FE20pH计、SHZ-82气浴恒温振荡器、电子天平、S312搅拌器、DGG-9070B电热恒温鼓风干燥箱、5100ICP-OES、NovaNanoSEM450电子扫描电镜。1.2试验方法1）将0.50g石英砂负载羟基磷灰石复合材料投至pH分别为2、3、4、5、6、7，5mg/L等量锰溶液中，并以135r/min速率分别振荡10、30、60、120、180、240、300min，经0.22μm滤膜过滤后用ICP-OES测锰剩余浓度。收稿日期：2017-12-20基金项目：国家自然科学基金资助项目(4156201