粘土礦物及土壤無機相對稀土元素La、Nd的吸附性研究.pdf

1、本文采用振蕩平衡法，研究高嶺土、膨潤土、凹凸棒石、蒙脫石、伊利石和綠泥石等六種粘土礦物以及紅壤、黃褐土、砂姜黑土等三種不同土壤的無機相對低濃度的兩種輕稀土元素鑭（La）、釹(Nd)的吸附性特征；同時比較它們在稀土元素鑭（La）、釹(Nd)混合體系中和單一體系中的吸附性異同，判別兩種稀土元素的吸附行為間是否存在協(xié)同、競爭、拮抗和抑制等作用。ICP 測定培養(yǎng)溶液的平衡濃度和吸附量，繪制各自的等溫吸附曲線并擬合吸附熱力學(xué)方程。得出以下研究結(jié)果

2、：
　　 1.在低濃度稀土元素鑭（La）或釹(Nd)的單一體系中：
　　 ①。六種粘土礦物對稀土元素（La、Nd)具有良好的吸附性能，其中，Langmuir方程能較好地描述低濃度條件下高嶺土、凹凸棒石、綠泥石、膨潤土等粘土礦物對稀土元素（La、Nd)的等溫吸附過程；蒙脫石對低濃度稀土元素（La、Nd)的等溫吸附過程則能被Frendlich方程更好地描述。
　　 ②六種粘土礦物對稀土元素（La、Nd)的吸附性能大小

3、排序為：蒙脫石＞膨潤土＞伊利石＞綠泥石＞凹凸棒石＞高嶺土。吸附性能的差異主要由礦物的結(jié)構(gòu)決定，即大體上2:1型粘土礦物＞2:1:1型粘土礦物＞雙鏈型粘土礦物＞1:1型粘土礦物。
　　 ③粘土礦物對稀土元素的單位吸附量小于腐殖酸，但由于自然土壤中的粘土礦物含量遠大于腐殖酸，對于殘留在土壤中的外源稀土來說，吸附總量以粘土礦物為主。
　　 ④土壤無機相對稀土元素的單位吸附量小于純的粘土礦物；從相關(guān)系數(shù)上考慮，Langmuir方

4、程能較好地描述低濃度條件下三種土壤無機相對稀土元素（La、Nd)的等溫吸附過程。
　　 ⑤三種土壤無機相對稀土元素La的吸附性能大小排序為：黃褐土＞砂姜黑土＞紅壤；而對稀土元素Nd的吸附性能則體現(xiàn)兩個階段：即低濃度區(qū)域，黃褐土＞砂姜黑土＞紅壤；高濃度區(qū)域，紅壤＞黃褐土＞砂姜黑土。
　　 2.在低濃度稀土元素鑭（La）、釹(Nd)的混合體系中：
　　 ①Langmuir方程能較好地描述低濃度條件下高嶺土、凹凸棒石、

5、綠泥石等三種粘土礦物在混合體系中對稀土元素La、Nd以及兩種稀土元素總量的等溫吸附過程；蒙脫石和膨潤土對低濃度稀土元素（La、Nd)的等溫吸附過程則能被Frendlich方程較好地描述。
　　 ②六種粘土礦物的稀土元素總量（La、Nd)吸附性能大小排序為：蒙脫石＞膨潤土＞伊利石＞凹凸棒石＞高嶺土＞綠泥石。大體上還是2:1型粘土礦物＞雙鏈型粘土礦物＞1:1型粘土礦物＞2:1:1型粘土礦物。
　　 ③除高嶺土外，總體上其余五

6、種粘土礦物在低濃度混合稀土體系中對鑭和對釹的吸附作用屬獨立作用，對鑭和釹的吸附量符合3:2的比例，與培養(yǎng)環(huán)境一致。其對稀土元素的吸附總量基本可由單一體系中的吸附量按鑭：釹3:2的比例計算得出。
　　 ④高嶺土在稀土元素混合體系中，鑭的吸附行為對釹的吸附行為產(chǎn)生協(xié)同作用；
　　 凹凸棒石的鑭、釹吸附行為在不同濃度段存在協(xié)同作用和拮抗作用；綠泥石的吸附過程這一作用則為拮抗作用。
　　 ⑤三種土壤無機相對稀土元素（La