黄钾铁矾类矿物形成过程环境属性实验研究
  • 【摘要】

    利用黄钾铁矾类矿物的形成过程除铁是早在20世纪六、七十年代就已经成熟的技术,这种黄钾铁矾类物质既不溶解于稀酸,又容易沉淀、洗涤和过滤。本研究主要是针对黄钾铁矾类矿物在常温常压下的形成条件,以及利用其处理酸性矿山废水以及高浓度含硫废水开展实验研究,并提出了在矿山废石堆表面形成黄钾铁矾类矿物隔离防渗层的新方法,主要内容如下: 首先探索常温常压下黄钾铁矾类矿物的形成条件。前人研究结果显示黄钾铁矾... 展开>>利用黄钾铁矾类矿物的形成过程除铁是早在20世纪六、七十年代就已经成熟的技术,这种黄钾铁矾类物质既不溶解于稀酸,又容易沉淀、洗涤和过滤。本研究主要是针对黄钾铁矾类矿物在常温常压下的形成条件,以及利用其处理酸性矿山废水以及高浓度含硫废水开展实验研究,并提出了在矿山废石堆表面形成黄钾铁矾类矿物隔离防渗层的新方法,主要内容如下: 首先探索常温常压下黄钾铁矾类矿物的形成条件。前人研究结果显示黄钾铁矾类矿物的形成在80~95℃的较高温度下容易形成,而我们要解决的主要是这些矿物常温常压下快速形成问题。实验用硫酸钾、硫酸铁、氨水、氢氧化钾等有关试剂合成黄钾铁矾、黄铵铁矾,研究常温常压下不同组分浓度、不同pH条件下,它们的沉淀速率及其产物的集合体状态。实验结果表明,常温常压下,pH值在2.5~3.1时,在24小时内就能生成黄钾铁矾类矿物。而且高浓度的硫酸铁生成较纯的黄钾铁矾类矿物;低浓度时,合成的黄钾铁矾类矿物常常含有水绿矾及胶体状无定形羟基硫酸铁杂质,且呈皮壳状。 针对江苏某高浓度工业含硫废水的特点(COD高达26000mg/l,含不同价态的S以及高浓度的SO42-),利用黄钾铁矾类矿物形成过程对该高浓度含硫废水进行预处理,除去一定量的SO42-,使溶液中低价态的S继续转化成SO42-,再进行氧化处理后,采取二次沉淀除去溶液中更多的SO42-,大大降低了该水样的COD值。通过实验得出沉淀的最佳工艺条件为pH在2.50~3.20,氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)最佳投入量50g/l。整个废水处理流程经过两次黄钾铁矾类矿物沉淀过程,水样COD的去除率达到85.29%,结合H2O2的氧化处理,水样COD去除率可达96%。该实验为该厂的高浓度含硫废水进入生化处理前的预处理提供了实验依据。 黄钾铁矾类矿物形成过程处理含Cr(Ⅵ)废水的初步研究:实验模拟含Cr(Ⅵ)的酸性废水,调节其pH值沉淀黄钾铁矾类矿物,反应72小时后过滤,并测定滤液中Cr(Ⅵ)的浓度。结果表明黄钾铁矾类矿物对Cr(Ⅵ)有较好的去除率,但是对其去除机理研究还需要进一步实验揭示。 利用黄钾铁矾在常温常压下的形成条件模拟矿山废石堆的表面形成黄钾铁矾类矿物胶体隔离覆盖层研究。通过实验研究及前人资料的分析得出该覆盖层在自然条件下的形成条件及存在状态。废石堆表面的黄钾铁矾类矿物隔离层能阻止H2O、O2与尾矿的接触,可以有效阻止尾矿中硫化矿物氧化,从而防止尾矿废水酸化和重金属离子的产生。黄钾铁矾类矿物覆盖层形成过程产生的次生矿物能固着As、Cr、Cd、Cu等有毒有害元素。因此黄钾铁矾类矿物隔离防渗层的形成不仅能从源头上阻止矿山酸性废水的产生,而且一定程度上预防了重金属的污染。 收起<<

  • 【作者】

    马生凤 

  • 【学科专业】

    地质学(材料及环境矿物学)

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    北京大学

  • 【导师姓名】

    王长秋

  • 【学位年度】

    2005

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    黄钾铁矾类矿物  形成条件  酸性矿山废水  含硫废水  覆盖层  废水处理