石灰石耦合AMD内源铁氧化物去除重金属的机制
丁园1
王玮雅2
刘敏3
邓友军4
1.南昌航空大学环境与化学工程学院,江西 南昌 330063;德州农工大学土壤与作物科学系,美国 德克萨斯州 778432.南昌航空大学环境与化学工程学院,江西 南昌 3300633.江西省生态环境监测中心,江西 南昌 3300394.德州农工大学土壤与作物科学系,美国 德克萨斯州 77843
摘要：该文通过添加石灰石中和分别来源铜矿和煤矿的3种酸性矿山废水(AMD),研究石灰石耦合AMD-Ⅰ(铜矿)、AMD-Ⅱ(煤矿)和AMD-Ⅲ(煤矿)中内源Fe对Cu、As、Zn的去除效果.选取富含F矿和Fe"的同一地区废水(AMD-Ⅱ和AMD-Ⅲ),设计温度、时间和温度+时间因素,阐明时间条件对不同Fe2+/Fe3+AMD沉积物中铁氧化物形貌与晶型的变化,同时用高温加速反应进程,推演石灰石耦合内源铁氧化物对Cu、As、Zn去除的稳定化机制.结果 表明,室温条件下,石灰石处理后3种AMD中Cu和As随着Fe的沉降同步去除,在2 h时去除率已经达到94.53％～99.99％,而Zn的去除均相对滞后,2h的去除率仅为5.06％、54.09％和26.71％,说明Zn的去除方式受来源、水质特性影响较大.随着时间的增加(90d),AMD-Ⅲ(Fe2+含量85.24％)产生的沉积物中铁氧化物由最初的水铁矿向纤铁矿转变,AMD-Ⅰ中铁氧化物向纤铁矿和针铁矿转变,而AMD-Ⅱ(Fe2+含量47.75％)中在整个培养期内仍为最初的水铁矿.因此,AMD的初始pH、内源Fe2+/Fe3+的比例是决定石灰石处理后沉积物中铁氧化物的组成与形貌的主要因素.随着温度、时间或温度+时间的增加,在AMD-Ⅲ(Fe2+含量85.24％)的最终沉积物中铁氧化物主要表现为针铁矿和磁铁矿,AMD-Ⅱ(Fe2+含量21.62％)主要为赤铁矿.而且,整体变化过程中供试的AMD-Ⅱ和AMD-Ⅲ中Cu、As、Zn均没有重新释放至液相,且其变化规律与室温一致.研究结果对正确处理和处置石灰石中和AMD后产生的沉积物有一定的指导意义.
关键词：石灰石中和处理AMD铁氧化物重金属
分类号：X703(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(41967021)江西省重点研发计划项目(20181ACG70021)江西省教育厅一般项目(GJJ180528)
论文发表日期：2021-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 89-97 )
英文信息