农业环境科学学报

作者：项淑婷,杨潇,刘思言,张有军,王德宁,从辉,李绍健,阎秀兰

单位：中国科学院地理科学与资源研究所, 陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院地理科学与资源研究所, 陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101,中国科学院地理科学与资源研究所, 陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101,中国科学院大学, 北京 100049,天津华北地质勘查总院有限公司, 天津 300170,国家石油天然气管网集团有限公司, 北京 100028,天津华北地质勘查总院有限公司, 天津 300170,河北省石家庄平山县林业局, 石家庄 050400,中国科学院地理科学与资源研究所, 陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101

关键词：天然碱性矿物,球磨,吸附,镉（Cd）,吸附机理,

基金：国家自然科学基金联合基金项目（U21A2023）；天津市科技计划项目（22YFYSHZ00310）；国家留学基金委员会项目（202304910160）

为强化天然海泡石对镉的吸附性能，本实验以河北省某天然海泡石矿区原料为研究对象，采用干法球磨法对其进行改性处理，并综合利用多种表征技术，系统探究了不同球磨速度（BM1：300 r·min-1、BM2：450 r·min-1、BM3：600 r·min-1、BM4：750 r·min-1）对天然碱性矿物微观结构及镉吸附能力的影响。通过改变 pH、Cd（Ⅱ）溶液浓度、吸附时间、共存离子等条件参数，明确了不同球磨处理碱性矿物对Cd（Ⅱ）的静态吸附行为和强化除镉能力的作用机制。结果表明：提高球磨转速可增大天然碱性矿物材料的比表面积并改善其孔道结构，且随着球磨转速增大，材料表面的电负性增强。BM3的镉吸附性能最佳，镉吸附量可达 37.27mg·g-1，是原状天然碱性矿物的18.18倍。球磨处理使得材料表面产生了大量π-π*，其可与镉形成Cd（Ⅱ）-π键。同时，高能球磨可使材料颗粒细化，提高材料表面钙镁原子比，有利于提升镉与钙镁离子的离子交换能力。研究表明，BM3不仅在较宽的 pH变化范围内表现出优异的镉吸附能力，当Mg2+、Cl-和SO42-存在时，BM3对Cd（Ⅱ）仍能保持较好的去除率，这说明球磨处理在改善天然碱性矿物吸附性能方面具有良好的应用前景。

来源：2025年第12期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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