地热条件下醋酸根与氯离子对斜发沸石铅吸附效应的影响机制研究

本文探讨了地热系统中天然放射性物质（NORM）的治理难题，通过实验证明斜发沸石（clinoptilolite）对铅（Pb/210Pb）的高效吸附能力（47%-99%），并揭示醋酸根（OAc-）对吸附影响微弱（≤5%），而氯离子（Cl-）显著降低吸附率（～18%-20%）。研究为替代化学抑制剂（anti-scalants）提供了理论依据，PHREEQC模型进一步阐明了高盐度地热卤水（NaCl）对吸附的抑制作用。

　　

亮点

实验方法

本研究使用的斜发沸石源自斯洛伐克采石场，其化学式为(Ca,K₂,Na₂,Mg)₄(Al₈,Si₄₀,O₉₆)·24H₂O，粒径≤200μm。前期研究测得阳离子交换容量（CEC）约0.9 meq g^-1，但需注意表面络合作用可能导致的误差。

斜发沸石的矿物学与BET比表面积

X射线衍射（XRD）显示该沸石主要含斜发沸石（57 wt%）、钙十字沸石（5 wt%）和无定形物质（27 wt%），含微量片沸石、方石英、石英等（图1）。酸滴定时微弱气泡反应暗示可能存在非晶态碳酸盐矿物。

斜发沸石特性

比表面积（BET）测定值为28.57 m² g^-1，与文献值（30.07 m² g^-1）差异约5%，源于天然材料异质性。斜发沸石的高硅铝比（Si:Al≥4.0）赋予其对Pb²⁺的特异性吸附能力。

结论

作为化学抑制剂的替代方案，斜发沸石对Pb/²¹⁰Pb的吸附效率受有机配体（如醋酸根）影响极小，但地热卤水的高盐度（NaCl）会显著削弱吸附性能。研究为地热系统放射性物质治理提供了新思路。