Page 17 - 《精细化工》2023年第12期
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第 12 期 于秀明，等: 固体废弃物吸附含铀（Ⅵ）废水的应用及性能 ·2559·
增大了比表面积，促进了形成铁镁氧体。在 pH=4、 KGM 持续搅拌，获得的混合物悬浮液密封在玻璃瓶
U（Ⅵ）初始质量浓度为 10 mg/L、改性钢渣用量为 中，并在–55 ℃下制备多孔 CFA/KGM 复合气凝胶，
0.30 g 的条件下，最大吸附率为 98.5%，吸附容量为 随后 650 ℃煅烧以完全去除 KGM 并获得纯多孔
6.41 mg/g。虽然酸化热化使钢渣的吸附容量有了微 CFAA。
增，但吸附容量低，需要采取其他改性方法使之发
挥更大的吸附作用。
图 10 CFAA 的合成路线示意图 [48]
Fig. 10 Schematic diagram of synthesis of CFAA [48]
LI 等 [49] 则利用不同粒度（325、600、1250 目）
CFA 以同样的方法制备了 PCFAA-325、PCFAA-600
和 PCFAA-1250。PCFAA 主要由大量不同尺寸的球
图 9 酸或盐溶液改性赤泥流程示意图 [44]
Fig. 9 Flow chart of red mud modified by acid or salt 形颗粒和不规则颗粒组成。同时，不规则颗粒分布
solution [44] 在球体颗粒表面，球体呈现多孔结构，导致 PCFAA
的粗糙度增加，为 U（Ⅵ）的固定提供更多的活性
GAO 等 [46] 以燃烧后煤矸石（CCG）为吸附材料，
位点，有利于从水溶液中提取铀。铀能与 PCFAA 表
分别用 HCl 和 KOH 改性，得到 HCl 活化的煤矸石
面形成络合物，SiO (AlO)-UO 2 -SiO (AlO)，如图 11
（HCG）和 KOH 活化的煤矸石（KCG）。与 CCG
所示。在 pH=3.0 时，PCFAA-1250 对铀的最大去除
相比，化学改性后样品呈现出不规则的层状结构，
率达到 96.5%，最大吸附容量为 123.09 mg/g，其优
比表面积和孔隙体积显著增加，HCG 的比表面积增
于大多数工业固废吸附剂。在第 5 个循环中，
加的原因是金属离子的溶解，KCG 表面性质的改善
PCFAA-1250 对 铀的去除 率高达 87.5% ，表 明
可归因于钾长石的形成，从而显著增强了对 U（Ⅵ）
PCFAA-1250 具有良好的可回收性。
的亲和力。在 pH=6 时，由于碱处理有利于铝的富
集，铝对 U（Ⅵ）具有较高的亲和力，因此具有较
高 Al/Si 比〔n(Al)∶n(Si)=1∶1.26〕的 KCG 具有更
好的吸附性能，HCG 和 KCG 吸附容量分别为 46.8
和 140 mg/g。
2.2.2 煅烧改性的工业固体废弃物吸附废水中的铀
赤泥中含有赤铁矿、一水硬铝石、方解石和钙 图 11 PCFAA-1250 中 U（Ⅵ）的可能去除机制 [49]
矾石等矿物，但方解石对铀的吸附不利。虽然酸溶 Fig. 11 Possible removal mechanism for U(Ⅵ) of PCFAA-
液改性可以去除方解石，但会使赤泥的活性成分损 1250 [49]
失，简单易行的方法是用煅烧法去除方解石。WU 2.2.3 官能团修饰改性的工业固体废弃物吸附废水
等 [47] 分别在 500、600、800 ℃下以铁和活性炭为还 中的铀
原剂煅烧赤泥 1 h，赤泥、铁粉、碳粉混合质量比为 PANG 等 [50] 使用聚乙烯亚胺（PEI）修饰粉煤灰
5∶1∶1，添加还原剂目的是将赤泥中 Fe 2 O 3 和 FeO （CFA）得到 CFA@PEI 复合材料，PEI 是一种具有
还原成 Fe 3 O 4 ，以增强对铀的吸附能力。煅烧后比表 代表性的水溶性多胺，因其具有大量胺官能团的大
面积增加了近 1 倍，表面出现介孔，600 ℃下得到 分子链被应用于水溶液中吸附放射性核素方面。将
样品对铀表现出最高吸附容量（59.45 mg/g），而且 CFA 与 PEI 溶液分散在三羟甲基氨基甲烷盐酸盐
吸附能力优于以上硝酸铁改性赤泥。该改性方法利 （Tris-HCl）溶液中形成混合悬浮液，经加热、搅拌、
用低煅烧温度和广泛可用的添加剂，具有操作简单、 离心、洗涤、干燥后获得了 CFA@PEI 复合材料，
成本低的优点，可用于商业化除铀。 其模型图如图 12 所示，材料表面接枝了较多胺官能
WANG 等 [48] 以不同粒度的粉煤灰（CFA）和魔 团，呈粗糙且不规则状，比表面积增大，胺基团与
芋胶（KGM）为材料，制备了粉煤灰气凝胶（CFAA）， U（Ⅵ）发生化学反应，为铀提供了更多的作用位
制备过程如图 10 所示。将 CFA 的悬浮液中加入 点。在 pH=5 时，CFA@PEI 复合材料对 U（Ⅵ）的
