辽宁工程大学肖利萍教授团队利用膨润土对重金属阳离子具有特殊的优良吸附性能和工业碱性废渣材料钢渣具有的既能释放碱度中和酸、又能沉淀重金属离子的性能，研发了膨润土-钢渣复合颗粒吸附剂。利用这种吸附剂处理含Zn2+酸性矿山废水时，发现颗粒对Zn2+具有吸附-聚沉协同作用，克服了单一材料、单一方法和单一功能的局限性。
目前，处理含重金属酸性矿山废水的技术有：中和沉淀法、氧化还原法、膜分离法、微生物法、人工湿地法和吸附法。应用比较多的是中和沉淀法和吸附法。但中和沉淀法需要投加中和剂、絮凝剂等消耗大量化学药剂，处理成本较高，且固液分离困难还需要增设过滤工艺等;而吸附法常采用的活性炭吸附剂对重金属离子的吸附容量较低、价格较高，且不能中和酸，处理效果不理想。目前常用两者单一的方法处理，处理效果差，如果将两者串联联用又工艺流程长、处理成本高。
研究人员利用FEI Quanta 200扫描电子显微镜(SEM)对复合颗粒和脱碱颗粒在反应不同时刻以及复合颗粒反应沉淀物，单独加碱沉淀物的表面微观结构进行分析。利用XRD-6100型X射线衍射仪对复合颗粒和脱碱颗粒反应前后及复合颗粒沉淀物，单独加碱沉淀物的矿物相进行微观分析。
图1 复合颗粒处理Zn2+废水后不同时刻表面微观结构SEM图
图2 脱碱颗粒处理Zn2+废水后不同时刻表面微观结构SEM图
图3 不同颗粒表面沉积物及沉淀物的表面微观结构呢SEM图
研究结果显示：复合颗粒不仅可以释放碱度中和酸，而且对Zn2+的吸附、化学沉淀作用发生于整个反应过程，对Zn2+的平衡去除量可达8.01 mg/g;SEM表面微观分析揭示了复合颗粒表面吸附Zn2+并形成沉淀后还会继续吸附Zn2+并发生聚沉作用，即发生了吸附-聚沉协同作用;XRD微观分析揭示了Zn2+在复合颗粒表面的赋存状态主要以Zn-Si-O相结合的矿物相以及Zn12(CO3)3SO4(OH)16聚合沉淀存在。
膨润土-钢渣复合颗粒可发挥吸附-聚沉协同作用，是处理含重金属离子酸性矿山废水的优良多功能矿物环保材料。
这项研究得到了国家自然科学基金、辽宁省“百千万人才工程”项目基金项目的资金支持。
文章来源：肖利萍，刘喆，白际驰，等.膨润土-钢渣复合颗粒对Zn2+的去除机理[J].煤炭学报,2017,42(4):1005-1012.
作者简介：肖利萍(1970—)，女，内蒙古乌兰察布人，教授，博士。 E-mail：xxllpp11@126.com
