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1.
铜陵矿区废矿石次生氧化产物及其成因初探 总被引：1，自引：0，他引：1
对铜陵矿区废矿石的矿物组成及其成因进行研究,利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析原生矿物及其风化产物的组成,探讨次生矿物的形成机制。XRD及SEM/EDS分析表明,废矿石中残留的主要原生矿物为黄铁矿,次生矿物为针铁矿、赤铁矿、水铁矿及次生硫酸盐矿物。原生矿物风化为次生矿物的过程是从黄铁矿的裂隙带等有缺陷的部位开始,逐步氧化成最终产物针铁矿。中间过程出现了矿物相及形态的多样性,局部可能会先形成中间产物水铁矿,由于水铁矿很不稳定,在不同的温、湿度条件下会很快转化成针铁矿或赤铁矿。针铁矿在风化过程中呈现出多种形态,针状矿物最先形成,随后重结晶成球状集合体和菱方双锥单晶,最后在废矿石表面完全覆盖一层土状针铁矿。SEM观察到的黄铁矿表面的生物矿物与最外层风化层上的菌丝类物质说明,在废矿石的风化过程中生物亦起了一定的作用。 相似文献
2.
垃圾渗滤液RO浓缩液等高氨氮废水中钾钠离子浓度较高,而钾钠离子对鸟粪石结晶法回收氨的影响规律尚未了解。本文通过向人工配制不同钾钠浓度的模拟和实际RO浓缩液中投加镁盐、磷酸盐促使鸟粪石结晶,测定结晶前后溶液中氨氮、磷酸盐、钾钠离子浓度,并利用XRD、SEM分析结晶产物的结构和形貌,探讨钾钠离子对鸟粪石结晶及氨回收率的影响。结果表明,随着K~+浓度增加,氨氮回收率由96. 5%降至83. 0%,结晶产物中K~+质量分数由2. 4%升至6. 4%;鸟粪石特征衍射峰向高角度偏移,说明K~+进入鸟粪石晶格位置形成含钾鸟粪石;由于K~+与NH4+存在竞争,在相同镁、氨氮、磷配比条件下会降低氨的回收率,但K~+对鸟粪石粒径和形貌基本无影响。Na+对氨氮回收率影响不显著,但会影响鸟粪石晶体形貌。用实际垃圾渗滤液RO浓缩液实验表明,在鸟粪石结晶回收氨氮的水处理中考虑到K~+的竞争,提高镁盐、氨氮与磷酸盐的投加比例为1. 8∶1∶1. 5即可保证氨氮的回收率,同时还可部分回收其中的K~+成为缓释肥营养组分。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
随着工业和人类社会的发展造成化石燃料的日益枯竭,可再生能源尤其是生物能源日益受到重视。蓝藻富含蛋白质和碳水化合物,厌氧消化是利用蓝藻生物质资源的一种简单、有效的方法。然而反应启动时间长、甲烷产量低已经成为蓝藻厌氧消化研究亟需解决的问题。前人研究表明,投加适量的铁离子可以提高生物质厌氧产甲烷量和产气速率,加速生物质的降解过程。因此,本研究以蓝藻为厌氧发酵底物,投加一定浓度的合成针铁矿,采用搅拌釜式反应器连续培养的实验方法,研究了针铁矿对蓝藻厌氧发酵产甲烷过程的影响。实验接种污泥取自安徽阜阳某酒厂,蓝藻取自巢湖近合肥北岸地区。连续搅拌釜式反应器体积为3.5 L,实际反应体积2 L,连续培养实验设定水力停留时间为20 d。污泥接种浓度为2.0 g VS/L,进料中蓝藻浓度为10.0 g VS/L,同时投加2.0 g/L的Na2CO3保持反应器碱度,调节初始p H至7±0.1,鼓氩气排净反应器内空气,密封后通过外部加热控制在35±1℃条件下培养。发酵过程中通过对气体产量、组分、沼液中挥发性固体、蛋白质、多糖、有机酸的分析,同时结合克隆文结果,探讨了针铁矿作用下蓝藻厌氧发酵效果及微生物群落的变化。研究结果表明:1)在连续培养条件下针铁矿可以显著提高蓝藻厌氧产气量,同对照组相比沼气产量和甲烷产量分别提高了16.14%和24.14%。2)针铁矿促进蓝藻厌氧消化产酸、产甲烷过程,而对水解过程作用并不显著。3)微生物群落分析表明,针铁矿的添加显著影响了反应体系中微生物种群构成,脂肪酸氧化菌Clostrium和产甲烷菌Methanosatea成为针铁矿反应器中的优势种属。 相似文献
4.
通过在滇池开展原位实验,研究探讨了湖泊沉积物中磷灰石制约水铁矿分解和转化的机制,以及二者共存时的环境效应。结果表明:将水铁矿放置到沉积物中1个月,矿物保持稳定;放置时间达到3个月时,添加磷灰石实验中水铁矿发生了显著物相转变。冬天(12—2月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→针铁矿;夏天(6—9月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+纤铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→未转化。透射电镜分析结果显示冬天实验中生成的磁性铁氧化物为纳米磁铁矿和磁赤铁矿,夏天实验中产生的则主要为纳米磁铁矿。X射线光电子能谱分析结果显示冬天表层实验样品具有较高P含量。分析表明的湖泊沉积物中磷灰石促进水铁矿转化的过程为:(1)微生物促进磷灰石溶解;(2)磷灰石溶解释放的P促进铁还原菌生长;(3)铁还原菌促进水铁矿还原;(4)水铁矿还原产生的溶解态Fe2+催化水铁矿向针铁矿、纤铁矿和磁铁矿转化。冬天及沉积氧化-还原界面最适宜磷灰石分解菌和铁还原菌生长,水铁矿的转化和P释放能力也更强,相应地内源磷释放的风险也更大。 相似文献
5.
集约化畜禽养殖场厌氧发酵过程中产生的大量H2S具有潜在的危害。本文以某畜禽养殖场的新鲜猪粪为研究对象,通过添加不同比例的赤铁矿和氧化镁,模拟猪粪厌氧发酵过程中对H2S产生和释放的影响。在18 d的持续实验中,对发酵液中pH和发酵气体中H2S浓度变化进行全程监控,结果表明：添加赤铁矿对发酵体系的pH无明显影响,而添加氧化镁可显著提高发酵体系的pH值;添加2种矿物越多,气体中H2S含量越低。推测2种矿物对H2S产生的抑制在机制上有所不同。赤铁矿主要通过还原分解消耗H＋和沉淀消耗S2-的方式抑制H2S的产生;氧化镁则主要通过提高体系pH值,抑制SRB的活性以及降低H2S在气相中的分配。 相似文献
6.
作为表生土壤环境中易生成且分布广泛的氧化锰矿物,水锰矿(γ-MnOOH)能参与铁氧化物的生成过程,影响Fe_(2+)的迁移、转化和归趋。本文考察了pH值为3.0~7.0的模拟水溶液体系中水锰矿与Fe_(2+)的相互作用及其生成铁氧化物的过程,分析了Fe_(2+)浓度、pH值和空气(氧气)对Fe(Ⅲ)氧化物晶体结构类型、化学组成和反应速率的影响。研究结果表明,水锰矿氧化Fe_(2+)产物主要为针铁矿和纤铁矿;pH值为3.0~5.0时产物为针铁矿,而pH值为7.0时产物为针铁矿与纤铁矿的混合物,且高浓度Fe_(2+)会促使纤铁矿生成;引入空气利于针铁矿生成;反应速率随着pH值升高、氧气分压的增大而加快。本工作丰富了对铁氧化物在常见锰氧化物表面形成和转化过程的认识。 相似文献
7.
广西两种三水铝石铝土矿成矿的差异性 总被引：9，自引：1，他引：8
广西2种岩溶型三水铝石铝土矿都是含三水锅石和针铁矿的大型矿床,但二者成矿过程通异。平果式铝土矿是在晚白垩世至老第三纪湿热海洋性气候下,硬水锅石被泥石流搬运至异地,经受了年积温104℃,降水量近2．0m/a的强烈大气降水淋滤。生成三水锅石贵港式原地残积矿床的更新世成矿期气温和降水量均低于前者,低水活度导致铁矿物中的赤铁矿的高含量。热力学稳定性图解显示：平果式三水铝石-针铁矿组合稳定在t＝27℃,a（H2O）≥0．88的高铝体系中;贵港式针铁矿-赤铁矿组合稳定在t＝22℃,a（H2O）＝0．724的低铝体系中。均不含软水铝石。 相似文献
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中大西洋营养盐富集实验中浮游植物生长的营养盐限制作用 总被引：1，自引：0，他引：1
唐松 《矿物岩石地球化学通报》2008,27(2)
借助中国首次环球科学考察航次,在中大西洋航段现场对表层海水进行了添加N、P、Si的营养盐富集实验,通过实验过程中水体营养盐浓度、叶绿素a（Chl-a）浓度以及温度等参数的分析,探讨了实验海区浮游植物生长的营养盐限制作用。结果表明,添加N、P、Si都可造成实验水体中Chl-a浓度明显增大,且N对浮游植物生长的限制作用最明显,其次为P,Si的作用最弱。实验过程中水体N／P值的变化同叶绿素a浓度及浮游植物生长速度（R）没有可对比性,N／P值与后两者之间的相关性都差,可以认为水体中N／P值并不能单独限制浮游植物生长。实验水体温度同Chl-a浓度和R值间也缺乏相关性,表明水体温度同样不能控制浮游植物生长。 相似文献
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10.
在上覆水体中，太阳光驱动下溶解性有机质与矿物之间的相互作用对污染物迁移转化行为的影响及其机制尚未引起足够的重视。本文以富里酸和针铁矿分别作为溶解性有机质和半导体矿物的代表，建立实验室光催化体系，系统探究了富里酸影响针铁矿光催化还原六价铬[Cr(Ⅵ)]的行为和机理。结果表明，与光照-针铁矿体系相比，光照-针铁矿-富里酸体系对Cr(Ⅵ)的去除率由19.8%提高至68.7%,故富里酸显著提高了针铁矿光催化还原Cr(Ⅵ)的能力，增强机制主要归结于富里酸提高了针铁矿产生光生电子的能力。此外，被还原的部分Cr(Ⅲ)与针铁矿表面羟基结合形成稳定的CrO(OH),并固定在针铁矿表面。这一成果可为半导体矿物在酸性矿山废水治理中的应用提供理论依据。 相似文献
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Jean-François Boily János Szanyi Andrew R. Felmy 《Geochimica et cosmochimica acta》2006,70(14):3613-3624
The thermal dehydroxylation of a goethite-carbonate solid solution was studied with combined Fourier-transform infrared (FTIR)-Temperature programmed desorption (TPD) experiments. The TPD data revealed dehydroxylation peaks involving the intrinsic dehydroxylation of goethite at 560 K and a low temperature peak at 485 K which was shown to be associated to the release of non-stoichiometric water from the goethite bulk and surface. The FTIR and the TPD data of goethite in the absence of adsorbed carbonate species revealed the presence of adventitious carbonate mostly sequestered in the goethite bulk. The release of carbonate was however not only related to the dehydration of goethite but also from the crystallization of hematite at temperatures exceeding 600 K. The relative abundance of surface hydroxyls was shown to change systematically upon goethite dehydroxylation with a preferential stripping of singly-coordinated OH sites followed by a dramatic change in the dominance of the different surface hydroxyls upon the formation of hematite. 相似文献
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The complexation of Cd(II) and Cd(II)-phthalate at the goethite/water interface were investigated by EXAFS and IR spectroscopy, by batch adsorption experiments and by potentiometric titrations at 298.15 K. The EXAFS spectra showed Cd(II) to form only inner-sphere corner-sharing complexes with the goethite surface sites in the presence and absence of phthalate. EXAFS spectra also showed the presence of Cd(II)-chloride complexes in 0.1 mol/L NaCl. IR spectra also showed phthalate to form (1) an inner-sphere complex with adsorbed corner-sharing Cd(II) surface complexes in the pH 3.5 to 9.5 and (2) an outer-sphere complex with the same type of corner-sharing Cd(II) complex however at pH > 6, in addition to the inner- and outer-sphere complexes of phthalate reported in a previous study. The potentiometric titration and the batch adsorption data were used to constrain the formation constants of the different Cd(II)-phthalate surface complexes on the dominant {110} and the {001} planes of the goethite. The models were carried out with the Charge Distribution Multisite Complexation model coupled to the Three Plane Model and can predict the molecular-scale speciation of cadmium and phthalate in the presence of goethite. Cd(II) adsorption models calibrated on a 90 m2/g goethite also could accurately predict experimental data for a 37 m2/g goethite of slightly different basic charging properties. 相似文献
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Reduction of crystalline iron(III) oxyhydroxides using hydroquinone: Influence of phase and particle size 总被引：1，自引：0，他引：1
Iron oxides and oxyhydroxides are common and important materials in the environment, and they strongly impact the biogeochemical
cycle of iron and other species at the Earth's surface. These materials commonly occur as nanoparticles in the 3–10 nm size
range. This paper presents quantitative results demonstrating that iron oxide reactivity is particle size dependent. The rate
and extent of the reductive dissolution of iron oxyhydroxide nanoparticles by hydroquinone in batch experiments were measured
as a function of particle identity, particle loading, and hydroquinone concentration. Rates were normalized to surface areas
determined by both transmission electron microscopy and Braunauer-Emmett-Teller surface. Results show that surface-area-normalized
rates of reductive dissolution are fastest (by as much as 100 times) in experiments using six-line ferrihydrite versus goethite.
Furthermore, the surface-area-normalized rates for 4 nm ferrihydrite nanoparticles are up to 20 times faster than the rates
for 6 nm ferrihydrite nanoparticles, and the surface-area-normalized rates for 5 × 64 nm goethite nanoparticles are up to
two times faster than the rates for 22 × 367 nm goethite nanoparticles. 相似文献
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硫在铁和砷的生物地球化学循环中发挥着重要作用,但地下水系统中硫循环的中间产物S(0)对细菌转化铁和砷的影响尚不清楚.采用室内模拟实验,研究硫参与下细菌D2201对液相和载砷针铁矿中Fe(III)和As(V)的还原作用.结果表明:细菌D2201具有很强的铁还原能力,可以将液相中74%的Fe(III)还原;加入硫后,细菌还原S(0)产生的S(-II)使铁还原率提高到94%.但是,硫没有明显影响细菌对砷的还原.在实验初期,细菌明显加速了载砷针铁矿的还原,最终还原释放到液相中的Fe(II)浓度为32.12 μmol/L;硫的加入增强了细菌对载砷针铁矿的还原,还原溶解的Fe(II)增加至284.13 μmol/L,同时,砷的释放量也增加了1.6倍.这些结果表明硫显著促进了细菌对针铁矿的还原溶解并加速砷的释放.XRD和SEM-EDS结果显示,细菌还原针铁矿但不改变其矿相,而硫的加入也仅使矿物发生一定程度的团聚,并没有使其转变为其他矿物,也未导致砷的再吸附. 相似文献
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生物矿化针铁矿对造纸废水的吸附和热解吸研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用生物矿化针铁矿对造纸废水进行吸附实验,对吸附动力学、影响因素、以及吸附等温线等进行了研究,通过DTA和XRD研究了不同煅烧温度条件下生物矿化针铁矿的物质形态变化,分析了不同再生条件对生物矿化针铁矿的吸附容量的影响。结果表明:生物矿化针铁矿对造纸废水中的污染物吸附速度较快,具有良好的吸附性能;生物矿化针铁矿吸附污染物后经过煅烧可以实现再生,经310℃煅烧后的第一次再生吸附率为原针铁矿的97.3%,多次加热再生后仍然具有很高的吸附能力。 相似文献
16.
Li Ping Weng Luuk K. Koopal Johannes C.L. Meeussen 《Geochimica et cosmochimica acta》2005,69(2):325-339
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铁（氢）氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
铁（氢）氧化物对P的吸持和释放在一定程度上决定着P的生物有效性和水体富营养化。以两种环境中常见晶质铁氧化物（针铁矿和赤铁矿）为对照,采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、热重分析（TGA）和孔径分析以及动力学和吸附-解吸热力学平衡等技术方法,研究了弱晶质水铁矿对P吸附-解吸特性,并探讨了相关机制。实验表明,三种矿物对P的吸附分为起始的快速反应和随后的慢速反应,它们均符合准一级动力学过程,反应中OH释放明显滞后于P吸附,P吸附经历了从外围到内囤配位、单齿到多齿配位过渡的过程,与晶质氧化铁比,水铁矿吸附容量和OH释放量更大、慢速吸附反应更快、存在缓慢扩散反应阶段,吸附容量依次是：水铁矿（436μmol／m^2）〉针铁矿（262μmol／m^2）〉赤铁矿（228μmol／m^2）,针铁矿和赤铁矿吸附P符合L（Langmuir）模型,而水铁矿更符合F（Fremldlictl）模型。中性盐介质（KCl）中在最大吸附量时P的解吸率依次为：水铁矿（85％）〈针铁矿（10％）〈赤铁矿（125％）,柠檬酸通过配体解吸和诱导溶解两种机制促进P的解吸,最大吸附量时解吸率依次是：针铁矿（25％）〈水铁矿（32％）〈赤铁矿（50％）。 相似文献
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为了考察铁锰氧化物对酚类污染物的氧化降解能力,采用天然以及合成的铁锰氧化物对苯酚的氧化降解进行对比实验研究。土壤中铁锰氧化物样品分别为天然针铁矿及氧化锰,合成铁锰氧化物样品分别为合成针铁矿及软锰矿。结果表明：苯酚与铁锰氧化物发生氧化还原作用时,还可能与土壤中杂质发生吸附等作用;铁锰氧化物还原反应强度随着反应介质pH值的升高而迅速下降;可用零级反应动力学方程拟合铁氧化物还原溶解反应,针铁矿溶解反应的强度与介质的pH值呈负相关关系;天然针铁矿对酚类污染物的氧化降解能力明显高于合成针铁矿,pH值对天然针铁矿溶解反应影响较大;可用一级指数衰减方程拟合锰氧化物还原溶解反应,锰氧化物溶解反应的强度与介质的pH值呈指数衰减关系;pH值对软锰矿还原溶解反应的影响大于对土壤中氧化锰的影响,pH值越小,影响越显著;对比pH值对铁和锰还原作用的影响发现,在pH=6.5时,锰氧化物仍有较强的氧化性能。 相似文献
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Organic ligands affect the sorption and mobility of radionuclides in soils. Batch desorption experiments on goethite particles reveal the extent of uranyl desorption and hence bioavailability with different organic acids. The desorptive strength increases in the following order: background electrolyte < Na-alginate < desferrioxamine B (DFO-B) < oxalate. The sequence is consistent with decreasing molecular size and mass from alginate via DFO-B to oxalate. The concomitant Fe release in the desorption experiments indicates that desorption from goethite and not dissolution of goethite governs the mobility of adsorbed U(VI). A compilation of DFO-B surface excesses on goethite from our experiments together with literature values indicate that DFO-B adsorbs at a constant ∼3% to the goethite surface. It is surprising that such a small fraction suffices to account for the considerable uranyl desorption and thus remobilization of a radionuclide into solution. Oxalate displays higher surface concentrations but still lower than the determined uranyl surface excess. It follows that based on the high U(VI) stability constants, both organic ligands induce the desorption of uranyl species by increasing the chemical affinity of the aqueous phase. In the case of alginate, desorption of uranyl is weak and adsorbed alginate hampers any considerable detachment of U(VI) in the presence of the more potent ligands, DFO-B and oxalate. This inhibition is based on biosorption and in this respect polysaccharides in soils may retard and even halt the advance of actinides through the soil column. This hypothesis calls for further studies into the interaction of siderophores and polysaccharides with soil adsorbents and their role in the mobilization of contaminant metals. 相似文献