金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (2): 243-250.
田红云1 罗 盼1 刘晓程1 胡雪仪2 曾煜卿2 黄永炳2
TIAN Hongyun1 LUO Pan1 LIU Xiaocheng1 HU Xueyi2 ZENG Yuqing2 HUANG Yongbing2
摘要: 针对我国西北煤炭开采区矿井水氟污染严重、传统处理方法成本高且易产生二次污染等问题,研究采
用水热合成法制备纳米羟基磷灰石(nHAP),并通过Al3+掺杂改性(nAl / nCa+Al =3%)开发了Al-nHAP 吸附材料,系统评
价其对模拟矿井水中氟的去除性能与作用机制。优化后的nHAP 合成条件为反应温度120 ℃、时间12 h、Ca 与P 摩
尔比1. 67,该条件下nHAP 对初始氟浓度10 mg/ L 溶液的最大吸附容量为3. 57 mg/ g。Al3+ 改性后,材料晶体沿特定
晶面择优生长(XRD),表面羟基被部分取代且磷酸根配位增强(FTIR),孔结构仍保持介孔特征(BET),共同促使AlnHAP
在相同吸附条件下对氟的去除率提升至91. 48%,吸附容量达4. 96 mg/ g,较未改性nHAP 提高约39%。吸附行
为更符合准二级动力学模型(R2 =0. 998 3)与Langmuir 等温模型(25 ℃下饱和吸附量为16. 61 mg/ g),表明该过程以
化学吸附与单分子层吸附为主。抗干扰试验表明,Al-nHAP 对Cl- 、NO-3 、SO2-4 等常见阴离子具有良好的耐受性,但CO2-
3 与PO3-4 会因竞争吸附导致除氟率下降约30%。本研究为高氟矿井水治理提供了一种高效、具环境适应性的吸
附材料,具有一定应用潜力。
中图分类号: