基于透钙磷石向磷灰石转化的除氟过程及其机理

磷灰石的沉淀可以影响矿物相-水相之间氟化物的分配,在饮用水除氟以及延缓土壤中氟的迁移过程中扮演着重要角色。本研究通过共沉淀法制备了磷灰石的前驱体矿物透钙磷石,并将其转化为溶解度更低的磷灰石,以研究其转化过程中矿物相的演变及对氟的固定能力,并探讨了氟的固定机理。结果表明,溶液中的氟伴随着磷灰石的沉淀由液相转移至固相中,此过程对氟的固定量高达21.8 mg/g,是羟基磷灰石对氟吸附量的2.2倍。透钙磷石转化为磷灰石的过程为溶解-沉淀过程,氟在磷灰石的生长过程中进入磷灰石的结构中。此外,透钙磷石向磷灰石的转化过程对氟的去除具有高度选择性,溶液中共存的Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-和SO₄^2-等阴离子几乎不影响其氟去除能力。研究结果表明,通过透钙磷石-磷灰石的转化可以将氟固定到磷灰石中,从而降低氟的可迁移性和渗入地下水造成的环境风险。