生成動力學對含砷水鐵礦礦物學特征和微生物還原活性的制約.pdf

1、由于具有高比表面積和良好的陰、陽離子固持性能，水鐵礦(Fe5HO8·4H2O)作為一種高效環(huán)境材料受到廣泛關注，其中一個重要應用方向就是運用水鐵礦處理含As水體，但是水鐵礦的低穩(wěn)定性在一定程度上限制了其應用。本文擬通過改變水鐵礦的合成速率和As含量各異的水鐵礦，來制得不同As含量和結晶程度的水鐵礦，藉此探討了水鐵礦生成動力學對其礦物學特征和對As固定能力的影響;同時，開展含砷水鐵礦在自然條件下的老化實驗和在厭氧微生物異化鐵還原細菌(DI

2、RB)作用下的還原分解實驗，探討水鐵礦的生成條件（動力學和As添加量）對其轉化和分解的影響。研究對深化水鐵礦礦物學理論及優(yōu)化水鐵礦的環(huán)境工程應用條件等方面有比較重要的意義。
　　水鐵礦合成實驗結果表明，低的OH-添加速率會導致Fe(OH)x(3-x)+基團聚合、脫水并生成與Fe連接的橋氧鍵，橋氧鍵的存在使得具有一定結晶度的6L-Fh、針鐵礦和赤鐵礦可以直接從溶液中沉淀。H2AsO4-會替代OH-的功能，但由于二者理化性質方面的差異

3、，As參與下形成的水鐵礦結晶度降低。中性條件下水鐵礦的老化為固相轉化，結晶度越好的初始產(chǎn)物轉化越徹底。生成速率越慢、As添加量越少的水鐵礦中的結晶程度越好，表現(xiàn)在6L-Fh越多。
　　自然老化實驗結果表明，中性條件下水鐵礦通過固相轉變向其它礦物轉化，生成速率越慢、As添加量越少、結晶度越好的水鐵礦轉化越快。轉化產(chǎn)物主要為針鐵礦和赤鐵礦，粒徑隨著As添加量的減少和合成時間的延長而從5nm～20nm變化。含As水鐵礦轉化過程中會導致少

4、量As釋放，As的釋放量受合成過程中As添加量影響較小，受生成速率影響較大，生成速率越慢，As釋放量越小。
　　微生物實驗結果表明，DIRB的能夠有效溶解水鐵礦，當水鐵礦表面的吸附節(jié)點不足以固持As時，As就會釋放進入溶液中;生成速率對水鐵礦的結晶程度影響很大，生成速率越慢，水鐵礦結晶度越高，分解速率越慢，As釋放量越少;As添加量越高，水鐵礦結晶度越差，分解速率越快，As釋放量也越多。
　　該研究表明，環(huán)境工程中應用水鐵礦