活化蛇紋石促進磷酸改性高嶺土對K+的吸附試驗研究

祝雯霞 張其武 李學偉 孔 寧 吳李娜 雷治武，4

（1.南華大學資源環境與安全工程學院，湖南衡陽421001；2.武漢理工大學資源與環境工程學院，湖北武漢430070；3.中國科學院生態環境研究中心，北京100085；4.南華大學核燃料循環技術與裝備湖南省協同創新中心，湖南衡陽421001）

我國鉀鹽資源匱乏，國家非金屬礦產需求形勢報告已經特別指出，鉀鹽目前是我國最緊缺的兩種非金屬產品之一［1］。隨著我國鉀礦資源加工技術的進步，以及農業發展對鉀肥需求的快速增長，許多低品位可溶性鉀鹽資源也應該得到充分開發利用，這部分的鉀鹽資源主要包括低品位鹽湖鹵水及尾礦含鉀資源、海水以及工農業副產品廢液等。目前對于低品位可溶性鉀鹽的回收主要采用化學沉淀法［2］、溶劑萃取法［3］、離子交換膜電滲析法［4］以及離子交換法［5］4種工藝。

高嶺土是一類顆粒半徑非常小（<2 μm）的層狀黏土礦物。黏土礦物層間可以是電中性的或帶電的，由于其具有高比表面積，對陽離子有天然的物理吸附能力，從而使得黏土成為一類優異的吸附劑。許多研究者對高嶺土吸附重金屬［6-8］、無機陰離子［9］和有機配體［10-11］進行了大量研究。由于高嶺土的物理吸附能力有限，因此，通常會使用腐殖酸［12-13］、硫酸鹽［14］和磷酸鹽［15］等對其進行改性，提高其吸附性能。WANG等［16］研究發現，在70 ℃條件下用2.5 mol/L的濃鹽酸處理高嶺土后，其對U（VI）的吸附能力大大提升，pH調整到7時，對U（VI）的吸附效率能達到81%。BHATTACHARYYA［17］研究了酸改性高嶺土對Co（II）的吸附，改性后高嶺土對Co（II）的飽和吸附容量達到了12.1 mg/g。此外，酸活化高嶺石對Ni（II）［18］、Cu（II）［19］、Pb（II）［20］和 Fe（III）［21］的吸附研究也已經被報道。

蛇紋石是一種含羥基的富鎂硅酸鹽礦物，其分子式為Mg6（Si4O10）（OH）8，蛇紋石晶體結構中的Mg-OH八面體層中存在大量的羥基，分為內羥基和外羥基。羥基基團為極性共價鍵，存在極高的化學活性，其中氫原子可以以共價鍵的形式與電負性較大的原子（比如F、O和N）結合。HUANG等［22］通過簡單的機械球磨就可以使蛇紋石無定形化，在水中樣品pH顯堿性，并能夠與水中的重金屬發生沉淀反應，分離溶液中的銅離子。

機械化學活化目前引起了研究者極大的關注并已應用于許多領域，如表面改性［23］，材料合成［24］等。SOLIHIN等通過機械化學途徑制備了高嶺石與KH2PO4的化合物［25-26］，可用作緩釋性復合肥料?！?br>