西部高氟矿井水除氟：PACl+羟基磷灰石梯级法

本文主要探讨了我国西部地区煤矿含氟矿井水的工业化除氟技术研究。这些地区的矿床通常富含氟，煤炭开采过程中会导致地下水和矿井水中氟化物含量超过环保标准，即氟化物排放限值为1毫克/升。面对这一严峻的环保挑战，研究人员提出了一个创新的除氟方案，即采用“聚合氯化铝(PACl)混凝沉淀+羟基磷灰石吸附”的梯级处理方法。 首先，聚合氯化铝作为一种高效的混凝剂，在含氟矿井水处理中表现出良好的除氟效果。实验证明，35%氧化铝含量的PACl能有效去除氟化物，去除率达到91.37%，使得处理后的氟化物浓度降低到0.6毫克/升以下，显示出显著的除氟性能。 接下来，研究发现，以羟基磷灰石作为吸附材料，其吸附性能得到了科学验证。实验结果显示，氟离子[F-]在羟基磷灰石表面的吸附过程可以用准二级动力学模型描述，且吸附等温线符合Freundlich模型，这表明吸附机制主要是多层化学吸附，其中[OH-]与[F-]的交换起着关键作用。 动态吸附实验进一步显示，以每小时2个标准体积流量(BV/h)的水流通过羟基磷灰石，当吸附54BV后会出现穿透点。对于吸附剂的再生，使用1.5%或2%的氢氧化钠(NaOH)溶液能够有效地恢复其吸附性能。这种方法不仅提高了除氟效率，还避免了过度加药导致的总溶解固体(TDS)明显增加和大水量吸附时水质波动引发的出水不达标问题。 总体来说，该研究提出的PACl与羟基磷灰石联合的梯级除氟工艺具有较高的经济性，为含氟矿井水的高效处理提供了一种可行的解决方案，有助于减轻煤炭行业的环保压力，并实现水资源的可持续利用。