黃鐵礦是地球表生環(huán)境中含量最豐富的硫化礦物,廣泛分布于江海河口沉積物和熱液礦床中。雖然黃鐵礦在無(wú)氧條件下形成,但是人類活動(dòng)和自然過(guò)程會(huì)導(dǎo)致黃鐵礦暴露于有氧環(huán)境發(fā)生氧化。根據(jù)黃鐵礦賦存環(huán)境的不同,黃鐵礦氧化可以發(fā)生在酸性（如:酸性硫酸鹽土壤）和中性條件下（如:鹽堿沼澤）。黃鐵礦的形成與氧化影響著鐵,硫,氧,碳和氮等元素的全球循環(huán)。此外,黃鐵礦氧化產(chǎn)生含有硫酸,溶解態(tài)二價(jià)鐵(Fe²⁺)以及其他金屬離子的酸液,可以導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)黃鐵礦在非生物氧化過(guò)程中除了產(chǎn)生酸液外,還可以產(chǎn)生過(guò)氧化氫（H₂O₂）和羥自由基（·OH）等活性氧物種,并且產(chǎn)生的·OH可以有效地氧化轉(zhuǎn)化污染物。在黃鐵礦氧化產(chǎn)生·OH的機(jī)理方面,雖然酸性條件下黃鐵礦被O₂和H₂O₂氧化產(chǎn)生·OH已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí),但是O₂和H₂O₂在黃鐵礦表面還原產(chǎn)生·OH的機(jī)理,以及不同反應(yīng)途徑對(duì)產(chǎn)生·OH的相對(duì)貢獻(xiàn)仍不清楚;中性條... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：192 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)

圖 1-2 沉積物中硫與 C，O 和 S 全球循環(huán)的關(guān)系[69]元素循環(huán)礦氧化影響著自然界中 Fe，S，O，C 和 N 等元素的生物地球化學(xué)[77]指出黃鐵礦非生物氧化釋放 SO42-可能是過(guò)去十億年期間海洋增加了三倍的主要原因。無(wú)氧條件下黃鐵礦可以還原溶解態(tài) Fe(I

總體上，黃鐵礦氧化機(jī)理可以分為非生物氧化和生物氧化兩大2.3.1 非生物氧化地球表生環(huán)境中，F(xiàn)e3+和 O2是黃鐵礦氧化的主要氧化劑[15, 17]；在無(wú)氧的地境尤其是賦存有放射性鈾礦區(qū)域[20, 110, 111]，H2O2是黃鐵礦氧化主要的氧化劑外，濕法冶金和污染場(chǎng)地修復(fù)中，H2O2被廣泛地用于氧化黃鐵礦[12, 37, 43, 112-1鐵礦被 Fe3+，O2和 H2O2氧化可以簡(jiǎn)要地歸結(jié)為方程式 1-1–1-3，黃鐵礦氧化 SO42-和 Fe2+/Fe3+需要轉(zhuǎn)移 14 或 15 個(gè)電子。通常單步基元反應(yīng)至多轉(zhuǎn)移兩個(gè)，因此黃鐵礦氧化涉及到多步電子轉(zhuǎn)移[115]。研究證明水溶液中黃鐵礦非生物符合電化學(xué)機(jī)理[17, 19, 23, 116-119]，包括陰極反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移，其中陰應(yīng)是速控步驟[19]。氧化過(guò)程中 S(-I)作為陽(yáng)極失去電子，F(xiàn)e(II)作為陰極位點(diǎn)將傳遞給氧化劑（圖 1-3）。FeS2+ 7/2 O2+ H2O → Fe2++ 2 SO42-+ 2 H+（FeS2+ 14 Fe3++ 8 H2O → 15 Fe2++ 2 SO42-+ 16 H+（FeS2+ 15/2 H2O2→ Fe3++ 2 SO42-+ H++ 7 H2O （

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Sulfur and Oxygen Isotopes of Sulfate Extracted from Early Cambrian Phosphorite Nodules: Implications for Marine Redox Evolution in the Yangtze Platform[J]. Wenlang Qiao,Xianguo Lang,Yongbo Peng,Kaiyuan Jiang,Wu Chen,Kangjun Huang,Bing Shen.  Journal of Earth Science. 2016(02)
[2]稻作對(duì)酸性硫酸鹽土酸分布及遷移的影響[J]. 黃巧義,楊少海,唐拴虎,黃旭,李蘋(píng),付弘婷,易瓊,張發(fā)寶.  植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]硫酸介質(zhì)中載金黃鐵礦的氧化動(dòng)力學(xué)[J]. 衷水平,吳智,黃中省,阮仁滿.  稀有金屬. 2013(02)
[4]酸性條件下黃鐵礦氧化機(jī)制的研究[J]. 王楠,易筱筠,黨志,劉云.  環(huán)境科學(xué). 2012(11)
[5]黃鐵礦催化類Fenton反應(yīng)處理陽(yáng)離子紅X-GRL廢水[J]. 馮勇,吳德禮,馬魯銘.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2012(06)
[6]天然雜質(zhì)對(duì)黃鐵礦的電子結(jié)構(gòu)及催化活性的影響[J]. 李玉瓊,陳建華,郭進(jìn).  物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[7]黃鐵礦、白鐵礦和磁黃鐵礦的電子結(jié)構(gòu)及可浮性[J]. 陳建華,鐘建蓮,李玉瓊,陳曄,郭進(jìn).  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]黃鐵礦氧化的原位衰減全反射紅外光譜表征[J]. 張平,陳永亨,劉娟,王春霖.  光譜學(xué)與光譜分析. 2008(11)
[9]黃鐵礦生物氧化過(guò)程的階段性[J]. 蔣磊,周懷陽(yáng),彭曉彤.  金屬礦山. 2007(10)
[10]氧化亞鐵硫桿菌對(duì)黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦的生物氧化作用研究[J]. 蔣磊,周懷陽(yáng),彭曉彤.  科學(xué)通報(bào). 2007(15)



本文編號(hào)：3290244