三水铝石和勃姆石吸附行为的研究进展

三水铝石和勃姆石不仅是在土壤和水环境中分布广泛的铝氢氧化物矿物,也是重要的工业原料与产品。它们与环境中无机非金属离子、无机金属离子及有机物的吸附作用极大地影响着地表环境中物质的迁移富集和环境污染物的吸附去除,并且由于结构特性和表面性质,三水铝石和勃姆石在研究高效经济的吸附剂方面也具有较为重要的应用。本文在概述三水铝石和勃姆石结构和表面物理化学性质的基础上,对三水铝石和勃姆石表面多种非金属离子、金属离子和有机物的吸附行为进行综述,期望加深对铝氢氧化物矿物在地表环境物质循环中所起作用的理解,以及拓展其工业应用。

勃姆石对稀土离子的吸附性研究

稀土元素在铝(氢)氧化物矿物表面的吸附过程对铝土矿中稀土元素的富集和以吸附态存在的稀土元素的提取回收均具有重要影响。本文选择勃姆石作为研究对象,La和Y分别作为轻稀土和重稀土元素的代表,以批实验的方法,探究吸附时间、溶液pH值和背景电解质对勃姆石吸附稀土离子的影响。研究发现:勃姆石吸附稀土离子在72 h内能够接近平衡,对La^(3+)和Y^(3+)的吸附率分别约为45%和35%;在所选pH值范围内吸附率随pH值增加而升高;同时,吸附率随背景电解质浓度增加而升高。由于质子化效应,在弱酸性条件下,勃姆石表面携带正电荷,与稀土离子之间存在静电斥力,稀土离子与勃姆石之间可能形成内圈络合物。通过对比轻稀土和重稀土的吸附行为发现,勃姆石对轻稀土有更强的吸附能力。此外,通过热力学和动力学模型拟合分析发现,勃姆石对稀土离子的吸附更符合Langmuir单层吸附模型和准二级动力学模型。