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施威特曼石普遍存在于含大量SO42-的酸矿水中,其表面吸附的SO42-使得该矿物具有强吸附重金属离子的能力,可用于处理重金属离子污染。实验通过在不同浓度Cu2＋溶液中合成施威特曼石时发现,Cu2＋与施威特曼石的共沉淀量较低,FTIR分析表明Cu2＋与施威特曼石的羟基发生反应。开展施威特曼石吸附Pb2＋的实验,结果表明施威特曼石对Pb2＋的吸附符合Langmuir模型,施威特曼石吸附Cu2＋和Pb2＋后出现1545.4 cm-1和1435.0 cm-1（Cu2＋）两个吸收峰,可能是施威特曼石孔道表面形成了三元配合物。在241×10-6的初始浓度（与尾矿孔隙水的Pb2＋含量相近）下有61.4%的Pb2＋去除率,显示了较好的环境修复价值。 相似文献
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铁细菌胞外多聚物作用下聚集的铁可通过氧化或者沉淀作用使铁稳定或沉积,从而形成铁矿物。本文基于铁细菌胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对铁矿物形成的调控作用,介绍了Cl-/SO_4~(2-)的Fe(Ⅲ)或Fe(Ⅱ)盐作用下,含可溶性EPS的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)溶液中铁矿物的形成,观察了溶液pH值变化及形成铁矿物的矿相与结构,并采用XRD、FTIR和FESEM对其进行表征。结果发现反应溶液中OH-离子可与Fe3+形成微米级"针垫"聚集球状或纳米级小球形施威特曼石和微米级"菱形"块状黄钾铁矾铁矿物沉淀。反应溶液中的可溶性EPS可调控和促进铁矿物的形成,但对Fe2+的氧化未产生影响;外源Fe盐可促进施威特曼石向黄钾铁矾转化。随着Cl-/SO_4~(2-)摩尔比例的增加(即Cl-含量的不断增加),两矿相间的转化明显受到抑制,且铁矿物颗粒之间的集聚作用明显减弱;反之,SO_4~(2-)含量升高时,有利于铁矿物间的转化和聚集球状颗粒形貌结构的形成。 相似文献
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主要研究了磷酸铝(Al PO4)的加入量对氧化亚铁硫杆菌HX3培养液中铁矿物形成的影响,并对相应沉淀产物进行了结构表征分析。结果表明,Al PO4的加入对细菌培养过程中Fe2+的氧化无明显影响,但可促进Fe3+的水解和初始铁矿物相的形成,也可加速黄钾铁矾的转化形成。Al/Fe(摩尔比)为0. 04～1的培养液中主要形成产物为施威特曼石和黄钾铁矾; Al/Fe为0. 4和1时另有磷酸铁矿形成。较高的Al/Fe比值和磷酸根含量有利于磷酸铁矿的形成。 相似文献
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一价阳离子和水溶性有机质对生物沥浸中次生铁矿物形成的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作用下,污泥生物沥浸体系中常会有次生铁矿物形成,这些矿物对污泥脱水和重金属溶出有重要影响。本研究模拟生物沥浸体系,考察了一价阳离子(K+、NH4+、Na+)和污泥DOM(dissolved organic matter)对次生铁矿物形成的影响。结果表明,一价阳离子生成次生黄铁矾类矿物的能力迥异,其中K+的成矾能力最强,120 mmol/L NH4+和80 mmol/L Na+会抑制体系中黄钾铁矾形成。在1.6 mmol/L K+-120 mmol/L NH4+-40 mmol/L Na+和1.6 mmol/L K+-80 mmol/L NH4+-80 mmol/L Na+两个处理所得矿物的结晶度均低于1.6 mmol/L K+-80 mmol/L NH4+-40 mmol/L Na+处理所得矿物的结晶度。另外,在50 mg/L DOM(以DOC计)存在的生物氧化体系,Fe2+最大氧化速率为4.96 h-1,比没有DOM存在时降低48.1%,矿物结晶度也明显低于后者。可见,过高的一价阳离子和DOM含量会影响A.ferrooxidans菌生理生化活性,降低Fe2+氧化速率,继而影响Fe3+供应,使微环境中的黄铁矾形成动力发生改变,最终在一定程度上影响了次生铁矿物的形成。 相似文献
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嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)能够在低pH值条件下,迅速将Fe2+氧化并产生大量次生羟基硫酸铁沉淀,从而除去水中可溶性Fe2+。这为富含Fe2+的酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)处理提供了新的思路。本文从晶种刺激和阳离子诱导两个方面,分别研究了固定化载体(硅藻土、石英砂)和具有强诱导能力的成矾离子(K+)对微生物转化酸性体系中Fe2+成次生矿物的影响。结果表明,3种材料均有明显促进可溶性Fe2+向次生矿物转化的作用,且总铁(TFe)沉淀率与3种材料的添加量呈正相关关系。在起始Fe2+浓度为160mmol/L,硅藻土、石英砂和钾离子最大添加量分别为10 g、10 g和80 mmol/L时,经过72 h反应后,TFe沉淀率分别比对照增加了8%、24%和20%。矿物中的Fe、K和S元素含量与溶液中的起始K+浓度有非常密切的关系,随着K+浓度的增大,矿物中的K和S含量逐渐增加,而Fe含量则相应减少。 相似文献
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利用尾矿砂制备镁铁氢氧化物实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以金川铜镍矿尾矿酸浸液为原料,根据矿物沉淀pH值区间的不同,分步分离Fe、Mg的沉淀物以及有价金属Al、Co、Ni、Cu的混合沉淀物,进而制备具有高附加值的Fe(OH)3和Mg(OH)2,同时富集Co、Ni、Cu等有价金属。结果表明,当溶液pH值为3.8时可沉淀分离出主要成分为施威特曼石(schwertmannite)的氢氧化铁前驱体,pH值达到9.8时沉淀富集出Al、Co、Ni、Cu的混合氢氧化物,随即得到只含有Mg离子的溶液。在60℃条件下,将施威特曼石在pH值为12的NaOH溶液中老化36h,可以得到Fe(OH)3。同时,以NaOH调节只含有Mg离子的溶液至pH值为12.4时可获得Mg(OH)2。本研究为金属矿山尾矿的资源化综合利用提供了新的思路与方法。 相似文献
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As(Ⅴ)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌混合培养物氧化性能的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
通过对pH、Eh、溶液中Fe2+浓度的定期监测以及对实验结束时生成沉淀的XRD、SEM和元素能谱扫描等手段,对比研究了不同初始浓度的As(Ⅴ)对Fe2+的化学氧化和嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化的影响, 同时就As(Ⅴ)在实验体系中固液相之间的分配行为进行了分析.结果表明,Fe2+的化学氧化速率极低,最终氧化率低于8%,As(Ⅴ)的浓度对Fe2+的化学氧化没有影响.有A. ferrooxidans的实验体系,100 mg/L As(Ⅴ)对Fe2+的氧化具有一定的促进作用.当As(Ⅴ)浓度为500 mg～1 g/L时,Fe2+的氧化率在约60 h左右即可达到100%;但4g/L的As(Ⅴ)则会明显抑制Fe2+的氧化,Fe2+的完全氧化大约需要106 h.体系中初始的100 As/(As+S)(摩尔比)会对沉淀物的物相及结晶程度造成一定影响.As(Ⅴ)浓度为0 g/L时,微生物体系中生成的固体沉淀物黄钾铁矾的特征峰明显,随着As(Ⅴ)浓度的提高,沉淀物的结晶程度逐步下降,至4 g/L时沉淀物全部为无定形.元素能谱扫描检测到有大量的As(Ⅴ)存在于固体沉淀物中,表明在Fe2+的氧化过程中,As(Ⅴ)可能会以吸附或共沉淀的形式被固定在固相沉淀物中,这为酸性矿坑水(AMD)地区As(Ⅴ)污染的治理提供了重要的参考. 相似文献
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在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO42-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe2+)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO42-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H2O2和Fe2+使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe2+,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe2+即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。 相似文献
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以广东大宝山铁龙酸性矿山废水(AMD)为研究对象,采集了7个采样点的赭色沉积物样品。利用X射线荧光光谱(XRF)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)和场发射扫描电镜/能谱分析(FESEM/EDS),对AMD中赭色沉积物的矿物相及形貌进行鉴定。现场测定采样点水体物理化学参数(pH/Eh),探讨不同物理化学条件对含铁次生矿物相的影响。结果表明,大宝山铁龙AMD中赭色沉积物的含铁次生矿物主要有施威特曼石、黄钾铁矾、针铁矿、水铁矿等,此外沉积物中还含有七水铁矾、叶绿矾、四水白铁矾、针绿矾、纤铁矾、锡铁山石及羟铝矾等可溶性硫酸盐。施威特曼石具有带骨针棒状、海胆状形貌,针铁矿常呈针状及肾状集合体产出,黄钾铁矾呈六方板状,施威特曼石常可与黄钾铁矾或者针铁矿共生。赭色含铁次生矿物能在AMD较大范围的pH条件下存在,但倾向于Eh高的环境。当pH值增大时,施威特曼石有转变为针铁矿的趋势,并且针铁矿能保存施威特曼石的形貌特征。 相似文献
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Fe(Ⅲ)供应速率对无定型施氏矿物形成的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
施氏矿物(schwertmannite)已被证实是一种具特异性能的重(类)金属吸附新材料。但在直接由Fe3+或用强氧化剂氧化Fe2+合成该矿物时,常因夹有黄铁矾类物质而降低产品纯度。通过模拟FeSO4-K2SO4-H2O临界成矾体系,发现在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作用下存在无定型施氏矿物和晶型黄钾铁矾的合成反应竞争,其中Fe3+供应速率是一个影响铁矿物形成的重要因素,较低的Fe3+供应可以抑制K+的利用,这种变化趋势对无定型施氏矿物合成是有利的。当存在少量K+等成矾导向离子时,可通过合理调低Fe3+供应速率,有利于溶液中Fe3+平缓释放,改善施氏矿物纯度,这为A.ferroxidans菌生物法中直接使用无机盐培养基合成施氏矿物提供了可能。 相似文献
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Fe^2＋浓度对Acidithiobacillus ferrooxidans耐铜性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）是铜矿生物冶金中应用最广泛的微生物之一。但在冶金过程中淋滤出来的Cu2＋等重金属逐渐积累,达到一定的浓度后就会抑制A.ferrooxidans的生长,从而降低冶金的效率。本文着重研究了Fe2＋初始浓度对A.ferrooxidans耐铜性的影响。实验中ρ（Cu2＋）变化范围为0～5.0 g/L。结果表明,当ρ0（Fe2＋）为6.7 g/L时,A.ferrooxidans仅在Cu2＋为0～0.4 g/L的体系中能显著地氧化Fe2＋进行生长;当Cu2＋≥0.5 g/L时,A.ferrooxidans生长完全受到抑制。将ρ0（Fe2＋）增加到8.9 g/L,A.ferroox-idans在0.5、1.0、2.0和3.0 g/L Cu2＋的培养基中也能明显氧化Fe2＋,并最终将其完全氧化,Cu2＋对A.ferrooxidans生长抑制作用仅出现在4.0和5.0 g/L Cu2＋的体系中。因此提高体系中亚铁离子的浓度能提高菌体对Cu2＋的耐受力。研究结果对铜矿的生物冶金具有重要意义。 相似文献
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粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以及主要次生矿物的表面形貌特征,探究梯田状沉积物的成因。结果表明,梯田状沉积物的次生矿物以针铁矿、施威特曼石、黄钾铁矾为主,含少量石膏、斜方钙沸石等。针铁矿呈针状、球刺状集合体;施威特曼石呈海胆状、鳞片状,粒度为微米级,海胆状施威特曼石与球刺状针铁矿共生;黄钾铁矾呈不规则的球粒状、片状,与施威特曼石共生。研究表明微生物作用可能是形成铁质梯田状构造的关键因素。 相似文献
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系统考查了Fe(Ⅱ)分别与高岭石、蒙脱石结合的界面结合系统对邻硝基苯酚(简称2-NP)的还原转化作用。研究表明,矿物表面结合态Fe(Ⅱ)能够有效提高2-NP的还原转化速率,2-NP的还原反应符合伪一级反应动力学方程,而且速率常数(k)随溶液p H值、亚铁离子初始浓度以及反应温度的升高而显著增大。当温度25℃,p H值6. 7,Fe(Ⅱ)和2-NP初始浓度分别为3. 0 mmol/L、0. 022 mmol/L,以及黏土的投加量为4. 0 g/L时,Fe(Ⅱ)/高岭石系统对2-NP的还原转化率在4. 0 h内可达到100%。同样,p H值从6. 0升高至7. 3时,Fe(Ⅱ)/蒙脱石系统对2-NP的还原转化也显著增强;但在较低p H值和较低初始Fe(Ⅱ)浓度时,蒙脱石对Fe(Ⅱ)的还原催化性能不如高岭石,可归因于蒙脱石具有较高的离子交换性能。因此,Fe(Ⅱ)在上述两种矿物上吸附形态的差异是导致该系统对2-NP还原转化出现不同效应的根本原因。 相似文献
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毒砂是常见的含砷硫化物矿物。在金属硫化物矿山环境中,含毒砂矿石和尾矿的风化会导致严重的重金属污染,在其风化过程中,微生物能够显著促进毒砂的氧化分解。本文实验研究了Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂矿物的现象,利用X射线衍射和扫描电子显微镜,分析了毒砂微生物氧化作用形成的次生矿物类型,发现毒砂表面存在As含量明显不同的2类次生产物,观察到黄钾铁矾、臭葱石、自然硫和施威特曼石等矿物;借助光电子能谱仪重点分析了微生物作用前后毒砂晶面的表面化学组成,基本查明了Fe、As和S三种元素的价态变化,初步探讨了毒砂表面次生矿物成因和As的化学态转化。 相似文献
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零价铁和硝基苯反应后生成二价铁和苯胺,而苯胺也是地下水污染物。硫酸根自由基具有强氧化性,可以降解苯胺。而二价铁可以活化过硫酸盐产生硫酸根自由基,进而去除苯胺。本文研究了二价铁浓度、过硫酸盐浓度、苯胺初始浓度、体系初始pH、反应温度等因素对二价铁活化过硫酸盐去除水中苯胺处理效率的影响。结果表明:1)Fe2+活化过硫酸盐生成SO-4·能快速并有效氧化降解苯胺,对于目标浓度为1 000 mg/L的苯胺而言,Fe2+浓度为3.3 mmol/L,Na2S2O8浓度为4.4 mmol/L时,对苯胺有较佳降解效果,苯胺的降解率为86.33%。2体系对较低浓度的苯胺降解效果较好,当污染物初始浓度由1 000 mg/L降低到500 mg/L和100 mg/L时,苯胺降解率由86.33%升高为90.27%和97.16%。3初始pH对苯胺的降解率影响较大,中性条件下(pH=7左右)降解率较好,高初始pH(pH=9,11)和低初始pH条件(pH=3,5)下均低于中性条件下苯胺的降解效率。4体系的温度变化对降解率影响不明显。 相似文献
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用微量热技术研究了不同条件下Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270(以下简写为A.ferrooxidans ATCC23270)与硫化矿吸附过程的热量变化以及不同细菌浓度、不同的初始pH值及不同的培养条件下细菌的代谢产热情况.研究发现,矿浆浓度0.03 g/mL,细萧浓度1.7×108个/mL的时候细菌与矿物的吸附放热最大.不同条件培养的细菌胞外多聚物的组成不同,与矿物吸附的反应热也不相同,黄铁矿培养细菌胞外多聚物含量最高,反应热也最高,说明细菌胞外多聚物在吸附过程中起重要作用.用微量热法能够很好地反映出细菌生长代谢过程中每个微观时刻的热量变化.对于A.ferrooxidans ATCC23270,最佳的代谢产热条件为:pH值为2.0和2.3,细菌浓度为3.0×108个/mL.不同培养条件下的细菌的生长代谢热不同,2039+FeSO4培养的代谢热最大、放热最快. 相似文献
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极端酸性环境下形成的施威特曼石（schwertmannite）及其环境学意义 总被引：5，自引：0，他引：5
施威特曼石(schwertmannite)是近年来发现存在于含SO42-丰富的极端酸性环境下的一种次生羟基硫酸高铁矿物,其结晶度较差,形态特殊,表面基团活性强,对其存在环境中有毒重(类)金属元素的迁移与钝化有重要影响。本文详细地介绍了施威特曼石的形成、组成结构、稳定性能、溶解度及其与重(类)金属元素的相互作用等方面的研究进展,并对其在地下水除砷中的应用前景进行了讨论。 相似文献
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近来利用微生物原位修复受石油污染的含水层已被广泛关注,然而地下水中含有许多离子成分,这些无机离子对微生物降解有机污染物的影响机制还不清楚。本文采用批量实验研究了淄博齐鲁石化污染地下水中常见的7种无机离子(NO3-、PO4 3-、SO4 2-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Fe3+)对微生物生长及生物降解苯的影响规律,利用高通量测序技术进一步探究了苯降解菌的种群特征。结果表明：7种离子都存在一个最适宜微生物生长的离子浓度,低于或超过该浓度苯的去除率明显降低,其中NO3-、SO42-、Fe3+最适宜浓度为0. 4mmol/L,PO4 3-、Cl-、Ca2+、Mg2+最适宜浓度分别为0. 2mmol/L、0. 1mol/L、2. 5mmol/L、2mmol/L;从微生物含量及其变化幅度来看,地下水环境中的NO3-离子对微生物的生长及苯的去除影响最显著,其他离子的影响则较小,但微生物对Cl-的耐受浓度较高。高通量测序结果显示驯化出的苯降解菌主要属于脱硫弧菌属(Desulfovibrio sp)、脱硫芽胞弯曲菌属(Desulfosporosinus sp)、不动杆菌属(Acinetobacter sp)和假单胞菌属(Pseudomonas sp)中的菌株。研究结果可为石油污染地下水的原位生物修复提供一定的科学依据。 相似文献
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对铜陵相思谷尾矿砂中的重金属在生物和非生物条件下的淋滤行为进行了研究。设置两个动态反应柱进行实验(实验柱填充尾矿砂+污泥+秸秆,对照柱仅填充尾矿砂,进水SO42-1000 mg/L,pH 7.5)。结果表明,实验初期(0~20 d)实验柱出水重金属浓度明显高于对照柱,归因于柱内微生物加速了矿物分解和重金属的淋滤;此后实验柱出水SO42-浓度逐渐降低,同时Cu2+、Cd2+、Zn2+、总Fe浓度分别降至0.1 mg/L、0.1 mg/L0、.4 mg/L和1 mg/L以下。据此推测,实验柱中出现了微生物作用下的硫酸盐还原作用,生成了可以吸持重金属的硫化物沉淀。研究结果表明,以稻草为碳源、污泥为微生物接种源构建尾矿砂-微生物体系,能够有效还原硫酸盐并去除重金属,该方法可以用于矿山尾矿的原位修复。 相似文献