湖南錳礦石對砷去除機理及砷黃鐵礦鈍化處理研究
發(fā)布時間:2022-01-10 22:59
砷作為地殼中廣泛存在,且對人體具有潛在威脅的劇毒型類金屬元素。在經(jīng)過生產(chǎn)生活等一系列途徑進入自然環(huán)境后,對水體和土壤造成污染并通過食物鏈富集,最終對人體產(chǎn)生一系列不可逆的危害。因此,研究對砷污染的有效修復(fù)處理技術(shù)和防范措施就顯得尤為重要。本文通過等溫吸附曲線和吸附動力學(xué)實驗,研究錳礦石對溶液中As(V)和As(III)的吸附去除情況和機理;谏鲜鼋Y(jié)果,探討錳礦石-砷黃鐵礦體系中,通過改變錳礦石和砷黃鐵礦質(zhì)量比,以及溫度、外加鐵源等影響因子對砷黃鐵礦中砷的吸附遷移行為以及釋放情況的影響,以期為原位處理砷污染提供理論依據(jù)和新的去除材料。主要成果如下:1、錳礦石和砷黃鐵礦供試樣品的物化性質(zhì)表征。(1)XRD結(jié)果表明,水羥錳礦石、錳鉀礦、石英、高嶺石和黏土礦物是錳礦石樣品中的主要礦物;砷黃鐵礦樣品中主要衍射峰與純毒砂的特征峰吻合度極高,表明砷黃鐵礦樣品的純度較高。XRF結(jié)果顯示,錳礦石樣品的主要元素包括Mn、Al、Si和Fe等;砷黃鐵礦樣品的主要元素包括As、Fe和S等。(2)XPS結(jié)果表明,在錳礦石樣品表面Mn的主要存在形式為Mn4+和Mn2+,...
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同Eh-pH條件下溶液中砷的形態(tài)圖(引用自王麗麗[10])
緒論5和pH條件下Fe-As-S-O體系的關(guān)系圖。圖1-2在兩種濃度下,F(xiàn)e-As-S-O體系(25°C,1atm)的Eh-pH圖。陰影區(qū)域為毒砂的穩(wěn)定范圍。左側(cè)圖中心虛線框指近地表條件(改編自Craw等,2003[32])Fig.1-2Eh–pHdiagramsfortheFe–As–S–Osystem(25°C,1atm)attwoconcentrationsofcomponents.Theshadedareashowsthestabilityfieldforarsenopyrite.Thedashedboxinthecenterofdiagramonthelefthandsideindicatestypicalnear-surfaceconditions(AdaptedfromCrawetal,2003).隨著采礦、冶煉以及污灌、農(nóng)藥等工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,使得砷污染在我國的形勢日趨嚴峻。根據(jù)近期的研究表明,我國有不少于2000萬人常年飲用有健康風(fēng)險的含砷地下水,直接暴露于高砷環(huán)境下。湖南、云南、新疆、內(nèi)蒙古、廣東等地都有與砷污染相關(guān)的報道,在湖南、內(nèi)蒙古等某些砷污染嚴重的地區(qū)已出現(xiàn)了典型的地方性砷中毒現(xiàn)象[33,34]。這其中,最有代表性的當屬湖南石門的砷污染。湖南石門雄黃礦被稱為“亞洲最大雄黃礦”、“世界最大的砷礦”,在1500年前的北魏時期便有了開采記錄,礦區(qū)主要生產(chǎn)砒霜、硫酸和用來制造鞭炮、藥材的雄黃。在開采這些雄黃礦的同時,受限于開采工藝和技術(shù),含砷礦物和廢渣大部分被不同程度地遺棄、堆放和流失,致使資源的嚴重浪費和砷污染蔓延。據(jù)不完全報道,在長期開采過程中產(chǎn)生了大量的廢氣、廢水和廢渣,僅砒渣就有20萬噸,這對石門礦區(qū)周邊村鎮(zhèn)約35平方公里的水和土壤造成嚴重的砷污染[35],僅從1950年建起省屬企業(yè)雄黃礦區(qū)到2011年徹底關(guān)閉,60多年來僅登記在冊的便有千余名職工和村民砷中毒,F(xiàn)如今盡管雄黃礦已關(guān)閉九年有余,但廢水和廢渣對當?shù)氐挠绊懸廊惠^大,在貫穿礦區(qū)的黃水河中還能發(fā)現(xiàn)砷的存在,峰值達到了0.77mg/L,大于GB5749-2006《生活飲用
實驗技術(shù)路線圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]湖南桃江錳礦對溶液中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的去除及遷移行為對比[J]. 何劍汶,李文旭,諶書,劉璟. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[2]黃水溪砷環(huán)境地球化學(xué)遷移行為及其細菌群落分析[J]. 李文旭,何劍汶,劉璟,諶書. 環(huán)境科學(xué)研究. 2019(06)
[3]高指數(shù)晶面二氧化鈦對砷、銻的共吸附去除[J]. 聶曉,閻莉,張建鋒. 環(huán)境化學(xué). 2018(02)
[4]錳氧化物對環(huán)境中重金屬吸附及影響因素研究進展[J]. 王鑫浩,范芳,張洛紅,齊劍英. 應(yīng)用化工. 2018(01)
[5]石門雄黃礦區(qū)As污染研究Ⅰ——As空間分布、化學(xué)形態(tài)與酸雨溶出特性[J]. 胡毅鴻,周蕾,李欣,徐凡迪,王霖,莫冬志,周亮,王欣. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[6]金礦床中金與黃鐵礦和毒砂的關(guān)系[J]. 盧煥章,朱笑青,王中剛. 礦床地質(zhì). 2012(S1)
[7]吸附法處理含砷廢水的研究進展[J]. 韓彩蕓,張六一,鄒照華,羅永明. 環(huán)境化學(xué). 2011(02)
[8]微量As(Ⅲ)在粘土礦物上的吸附模擬實驗研究[J]. 翟輝,孫紅霞,李義連,韓鴻印,張斌輝. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[9]中國主要含砷礦產(chǎn)資源的區(qū)域分布與砷污染問題[J]. 肖細元,陳同斌,廖曉勇,武斌,閻秀蘭,翟麗梅,謝華,王莉霞. 地理研究. 2008(01)
[10]污染土壤的物理/化學(xué)修復(fù)[J]. 蔣小紅,喻文熙,江家華,曹衛(wèi)承,董成. 環(huán)境污染與防治. 2006(03)
博士論文
[1]施氏礦物的生物合成及去除水中砷的效果與機理研究[D]. 廖岳華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]生物納米FeS除砷機理及應(yīng)用研究[D]. 周繼梅.西南科技大學(xué) 2019
[2]基于藥物代謝途徑探究復(fù)方黃黛片中君藥雄黃的體內(nèi)命運[D]. 姜臘.安徽醫(yī)科大學(xué) 2019
本文編號:3581580
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同Eh-pH條件下溶液中砷的形態(tài)圖(引用自王麗麗[10])
緒論5和pH條件下Fe-As-S-O體系的關(guān)系圖。圖1-2在兩種濃度下,F(xiàn)e-As-S-O體系(25°C,1atm)的Eh-pH圖。陰影區(qū)域為毒砂的穩(wěn)定范圍。左側(cè)圖中心虛線框指近地表條件(改編自Craw等,2003[32])Fig.1-2Eh–pHdiagramsfortheFe–As–S–Osystem(25°C,1atm)attwoconcentrationsofcomponents.Theshadedareashowsthestabilityfieldforarsenopyrite.Thedashedboxinthecenterofdiagramonthelefthandsideindicatestypicalnear-surfaceconditions(AdaptedfromCrawetal,2003).隨著采礦、冶煉以及污灌、農(nóng)藥等工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,使得砷污染在我國的形勢日趨嚴峻。根據(jù)近期的研究表明,我國有不少于2000萬人常年飲用有健康風(fēng)險的含砷地下水,直接暴露于高砷環(huán)境下。湖南、云南、新疆、內(nèi)蒙古、廣東等地都有與砷污染相關(guān)的報道,在湖南、內(nèi)蒙古等某些砷污染嚴重的地區(qū)已出現(xiàn)了典型的地方性砷中毒現(xiàn)象[33,34]。這其中,最有代表性的當屬湖南石門的砷污染。湖南石門雄黃礦被稱為“亞洲最大雄黃礦”、“世界最大的砷礦”,在1500年前的北魏時期便有了開采記錄,礦區(qū)主要生產(chǎn)砒霜、硫酸和用來制造鞭炮、藥材的雄黃。在開采這些雄黃礦的同時,受限于開采工藝和技術(shù),含砷礦物和廢渣大部分被不同程度地遺棄、堆放和流失,致使資源的嚴重浪費和砷污染蔓延。據(jù)不完全報道,在長期開采過程中產(chǎn)生了大量的廢氣、廢水和廢渣,僅砒渣就有20萬噸,這對石門礦區(qū)周邊村鎮(zhèn)約35平方公里的水和土壤造成嚴重的砷污染[35],僅從1950年建起省屬企業(yè)雄黃礦區(qū)到2011年徹底關(guān)閉,60多年來僅登記在冊的便有千余名職工和村民砷中毒,F(xiàn)如今盡管雄黃礦已關(guān)閉九年有余,但廢水和廢渣對當?shù)氐挠绊懸廊惠^大,在貫穿礦區(qū)的黃水河中還能發(fā)現(xiàn)砷的存在,峰值達到了0.77mg/L,大于GB5749-2006《生活飲用
實驗技術(shù)路線圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]湖南桃江錳礦對溶液中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的去除及遷移行為對比[J]. 何劍汶,李文旭,諶書,劉璟. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[2]黃水溪砷環(huán)境地球化學(xué)遷移行為及其細菌群落分析[J]. 李文旭,何劍汶,劉璟,諶書. 環(huán)境科學(xué)研究. 2019(06)
[3]高指數(shù)晶面二氧化鈦對砷、銻的共吸附去除[J]. 聶曉,閻莉,張建鋒. 環(huán)境化學(xué). 2018(02)
[4]錳氧化物對環(huán)境中重金屬吸附及影響因素研究進展[J]. 王鑫浩,范芳,張洛紅,齊劍英. 應(yīng)用化工. 2018(01)
[5]石門雄黃礦區(qū)As污染研究Ⅰ——As空間分布、化學(xué)形態(tài)與酸雨溶出特性[J]. 胡毅鴻,周蕾,李欣,徐凡迪,王霖,莫冬志,周亮,王欣. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[6]金礦床中金與黃鐵礦和毒砂的關(guān)系[J]. 盧煥章,朱笑青,王中剛. 礦床地質(zhì). 2012(S1)
[7]吸附法處理含砷廢水的研究進展[J]. 韓彩蕓,張六一,鄒照華,羅永明. 環(huán)境化學(xué). 2011(02)
[8]微量As(Ⅲ)在粘土礦物上的吸附模擬實驗研究[J]. 翟輝,孫紅霞,李義連,韓鴻印,張斌輝. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[9]中國主要含砷礦產(chǎn)資源的區(qū)域分布與砷污染問題[J]. 肖細元,陳同斌,廖曉勇,武斌,閻秀蘭,翟麗梅,謝華,王莉霞. 地理研究. 2008(01)
[10]污染土壤的物理/化學(xué)修復(fù)[J]. 蔣小紅,喻文熙,江家華,曹衛(wèi)承,董成. 環(huán)境污染與防治. 2006(03)
博士論文
[1]施氏礦物的生物合成及去除水中砷的效果與機理研究[D]. 廖岳華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]生物納米FeS除砷機理及應(yīng)用研究[D]. 周繼梅.西南科技大學(xué) 2019
[2]基于藥物代謝途徑探究復(fù)方黃黛片中君藥雄黃的體內(nèi)命運[D]. 姜臘.安徽醫(yī)科大學(xué) 2019
本文編號:3581580
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