Page 21 - 《精细化工》2023年第12期

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 ·2563·

证实了 nZVI 的还原性。桑伟璇 [65] 发现，nZVAl 和 存在优缺点。
零价纳米镍（nZVNi）复合材料（nZVAl/Ni）吸附 农林业固体废弃物丰富易得，但含活性组分少，
铀后，Al（0）和 Ni（0）的特征峰面积减小，Al(OH) 3 简单的改性可增大比表面积，从而达到吸附铀的目
和镍的氧化物特征峰面积变大，且出现了 U（Ⅳ） 的，吸附效果增加不明显；修饰改性或复合改性既
的特征峰，说明 nZVAl 和 nZVNi 将 U（Ⅵ）还原。 增大了比表面积，又增加了活性基团的数量，吸附
另外，工业固体废弃物这类材料有些含有铁矿物， 效果较改性前更明显。工业固体废弃物改性前的吸
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如赤泥，也可与 UO 2 发生氧化还原反应，将溶液中 附容量很低、颗粒细，难以固液分离，易造成二次
的部分 U（Ⅵ）转化为 U（Ⅳ）。 污染，改性可增加铀吸附量，材料易于分离。本文

介绍的城市固体废弃物中的市政污泥，制成污泥基
生物炭后，由于孔隙结构丰富、比表面积大、官能
团丰富，因此改性后的污泥除铀量更多。
固体废弃物吸附废水中的铀发展前景广阔，但
还存在以下问题：
现阶段研究多以吸附模拟含铀废水为主，所考
虑的共存离子干扰有限，实际废水中可能存在大量
干扰离子与铀竞争吸附，铀的吸附量降低；
固体废弃物尤其是工业固体废弃物成分复杂，
有害杂质多，易溶于水的有害成分和酸碱改性过程
中浸出的有害成分会造成废水的二次污染，导致废
水处理更为困难，成本升高；
在循环利用方面，通过磁性改性和凝胶复合改
性能改变部分吸附剂的重复利用性，但此种处理方

式不当会影响再利用效果，凝胶的形成也必然导致
图 20 nZVI 还原 U（Ⅵ）机理
比表面积减小，因此如何提高材料的重复利用性能
Fig. 20 Mechanism of U(Ⅵ) reduction by nZVI
也是未来需要解决的问题。
3.5 沉淀反应
3–
2+
–
UO 2 可与呈碱性或中性溶液中的 OH 、PO 4 、 参考文献：
+
2+
Na 、 Ca 等 生成沉淀 ， 如 UO 2 (OH) 2 •2H 2 O 、 [1] ZHAO H R (赵会茹), WANG X J (王学杰), SIQIN Z Y (斯琴卓娅).
Day-ahead robust offering strategy of waste-to-energy combined heat
UO 3 •2H 2 O 、 UO 2 HPO 4 •4H 2 O 、 Na 2 (UO 2 PO 4 ) 2 •xH 2 O and power plant considering multiple uncertainties[J]. Power System
等沉淀物一般吸附在材料表面，沉淀反应吸附机理 Protection and Control (电力系统保护与控制), 2023, 51(4): 104-113.
[2] BHALARA P D, PUNETHA D, BALASUBRAMANIAN K. A
如图 21 所示。在工业固体废弃物中，对铀的沉淀反 review of potential remediation techniques for uranium(Ⅵ) ion
应较多，赤泥等材料中含有钙盐、铁盐、铝盐，且 retrieval from contaminated aqueous environment[J]. Journal of
水溶液呈碱性，会生成氢氧化物沉淀。滑熠龙等 [4] [3] Environmental Chemical Engineering, 2014, 2(3): 1621-1634.
CHEN Y T (陈叶桐), QUAN Z Z (权珍桢), WANG W (汪卫), et al.
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研究发现，Ca 能促进 UO 2 在中性至碱性条件下沉 Preparation and adsorption performance of Zn/Mn/PAA porous
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淀的生成。 polymer for UO 2 [J]. Fine Chemicals (精细化工), 2022, 39(5):
1004-1011, 1019.
[4] HUA Y L (滑熠龙), LI D H (李冬涵), GU T H (顾天航), et al.
Enrichment of uranium from aqueous solutions with nanoscale
zero-valent iron: Surface chemistry and application prospect[J]. Acta
Chimica Sinica (化学学报), 2021, 79(8): 1008-1022.
[5] ZHANG T Y, GREGORY K, HAMMACK R W, et al. Co-precipitation
of radium with barium and strontium sulfate and its impact on the
fate of radium during treatment of produced water from unconventional
gas extraction[J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(8):
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[6] ORREGO P, HERNANDEZ J, REYES A. Uranium and molybdenum
图 21 沉淀反应吸附机理 recovery from copper leaching solutions using ion exchange[J].
Fig. 21 Adsorption mechanism of precipitation reaction Hydrometallurgy, 2019, 184: 116-122.
[7] MONTANA M, CAMACHO A, SERRANO I, et al. Removal of
4 结束语与展望 radionuclides in drinking water by membrane treatment using
ultrafiltration, reverse osmosis and electrodialysis reversal[J]. Journal
of Environmental Radioactivity, 2013, 125: 86-92.
不同类型固体废弃物吸附剂在处理含铀废水中 [8] ZAHERI P, DAVARKHAH R. Selective separation of uranium from