煤炭学报

作者：贺桂成, 曹羞月, 黄炳香, 王灿, 丁德馨, 张青林, 张辉, 蒋国清, 谭韬,

关键词：地浸采铀, 铀污染地下水, 纳米羟基磷灰石, 吸附性能, 去除U(Ⅵ)的机理,

针对地浸铀矿山退役采区铀污染地下水问题，采用凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite，HAP)材料，并研究了反应时间、六价铀U(Ⅵ)初始质量浓度ρ0、反应温度及干扰离子等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响，探讨了HAP去除U(Ⅵ)的反应动力学和热力学行为。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试技术，对HAP去除U(Ⅵ)前后的产物进行了表征，进一步阐明了HAP去除U(Ⅵ)的机理。最后，评价了HAP对真实地浸铀矿山退役采区地下水的修复效果。结果表明：pH=3.0的酸性U(Ⅵ)溶液，反应在120 min内达到吸附平衡，HAP对U(Ⅵ)的去除率为96.87%，其最大吸附容量达40.36 mg/g；pH=7.0的中性U(Ⅵ)溶液，反应在360 min内达到吸附平衡，HAP对U(Ⅵ)的去除率为96.04%，展现出了优异的吸附性能。不同干扰离子对HAP去除U(Ⅵ)的效果存在差异，在pH=3.0时，Al3+对HAP去除U(Ⅵ)的效果具有抑制作用；在pH=7.0时，\mathrmHCO_3^- 对HAP去除U(Ⅵ)的效果具有抑制作用，而\mathrmPO_4^3- 则具有促进作用。不同pH条件下，HAP去除U(Ⅵ)的机理也存在差异，在pH=3.0时，其去除U(Ⅵ)的机理主要通过HAP的溶解−沉淀、表面络合和离子交换实现；而在pH=7.0时，则以表面络合和离子交换为主导。HAP对实际铀污染地下水同样表现出良好的处理效果：在酸性条件下(ρ0=10.05 mg/L，pH=2.86)，HAP对U(Ⅵ)的去除率达87.5%；在CO2+O2中性环境下(ρ0=10.3 mg/L，pH=7.58)，其去除率达到94.5%。综上，HAP具有良好的吸附U(Ⅵ)的能力和环境适应性，可作为地浸铀矿山退役采区地下水中铀污染的修复材料。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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